ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT JAM DÂU

CƠ SỞ LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬTTrong khoảng 10 năm trở lại đây ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và côngnghiệp sản xuất các sản phẩm từ rau quả nói riêng của nước ta đã có một diện

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG 2

DANH MỤC HÌNH 3

LỜI MỞ ĐẦU 4

I CƠ SỞ LUẬN CHỨNG VỀ KINH TẾ KỸ THUẬT 5

II CƠ SỞ LỰA CHỌN NĂNG SUẤT 6

III NGUYÊN LIỆU 7

1 Dâu 7

2 Pectin 9

3 Đường 10

4 Acid citric 11

IV SẢN PHẨM 12

1 Chỉ tiêu dinh dưỡng 12

2 Chỉ tiêu hóa lý 12

3 Chỉ tiêu hóa học 13

4 Chỉ tiêu vi sinh 13

5 Chỉ tiêu cảm quan 13

V QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 14

1 Phân loại 15

2 Rửa 15

3 Chần 15

4 Chà 16

5 Phối trộn 1 16

6 Cô đặc chân không 16

7 Phối trộn 2 16

8 Rót nóng 17

9 Tạo đông 17

VI TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 18

1 Tính toán cho 100 kg nguyên liệu dâu đầu vào 18

2 Tính toán theo năng suất nhà máy 25

VII TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 28

1 Thiết bị chính 28

2 Thiết bị phụ 37

VIII TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 39

1 Hơi 39

2 Điện 41

3 Nước 43

4 Kho lạnh 44

IX THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG 48

X KẾT LUẬN 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Khuynh hướng sử dụng các sản phẩm từ dâu 6

Bảng 3.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g dâu 8

Bảng 3.2 Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của pectin sử dụng trong chế biến thực phẩm 10

Bảng 3.3 Tiêu chuẩn về chất lượng của đường trong chế biến thực phẩm 11

Bảng 3.4 Tiêu chuẩn về chất lượng của acid citric trong chế biến thực phẩm 12

Bảng 4.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g jam dâu 12

Bảng 4.2 Chỉ tiêu hóa học trong sản phẩm jam dâu 13

Bảng 4.3 Chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm jam dâu 13

Bảng 6.1 Các thành phần nguyên liệu sản xuất jam dâu 18

Bảng 6.2 Tổn thất trong quá trình sản xuất jam dâu 18

Bảng 6.3 Khối lượng nguyên liệu trước mỗi quá trình theo 100kg nguyên liệu dâu 23

Bảng 6.4 Khối lượng nguyên liệu trước mỗi quá trình sản xuất puree dâu cô đặc theo 100kg nguyên liệu dâu 23

Bảng 6.5 Khối lượng sản phẩm sau mỗi quá trình theo 100kg nguyên liệu dâu 24

Bảng 6.6 Khối lượng từng loại nguyên liệu sản xuất theo 100kg nguyên liệu dâu vào mùa thu hoạch 24

Bảng 6.7 Khối lượng từng loại nguyên liệu sản xuất theo 100kg nguyên liệu dâu trái mùa thu hoạch 24

Bảng 6.8 Khối lượng nguyên liệu cho mỗi quá trình sản xuất jam dâu trong 1 ngày từ dâu tươi 26

Bảng 6.9 Khối lượng nguyên liệu cho mỗi quá trình sản xuất puree dâu cô đặc trong 1 ngày 26

Bảng 6.10 Khối lượng từng loại nguyên liệu sản xuất jam dâu trong 1 ngày từ dâu tươi 26

Bảng 6.11 Khối lượng nguyên liệu cho mỗi quá trình sản xuất jam dâu trong 1 ngày từ puree dâu cô đặc 27

Bảng 6.12 Khối lượng từng loại nguyên liệu sản xuất jam dâu trong 1 ngày từ puree dâu 27

Bảng 6.13 Khối lượng từng loại nguyên liệu sản xuất jam dâu trong 1 năm 27

Bảng 8.1 Bảng tổng hợp công suất các thiết bị 41

Bảng 8.2 Lượng nước sử dụng trong chế biến trong 1 ngày 43

Bảng 9.1 Diện tích chiếm chỗ của các thiết bị trong phân xưởng 48

DANH MỤC HÌNH

Hình 3.1 Nguyên liệu dâu 7

Hình 5.1 Bản vẽ quy trình công nghệ sản xuất jam dâu 17

Hình 7.1 Băng tải phân loại sản phẩm 28

Hình 7.2 Thiết bị ngâm – rửa xối 29

Hình 7.3 Thiết bị chần 30

Hình 7.4 Thiết bị chà 31

Hình 7.5 Bồn phối trộn dung dịch kalia sorbate 50% 33

Hình 7.6 Bồn phối trộn dung dịch acid citric 50% 34

Hình 7.7 Bồn phối trộn chính 34

Hình 7.8 Bồn phối trộn dung dịch pectin 35

Hình 7.9 Thiết bị cô đặc chân không 36

Hình 7.10 Thiết bị rót hộp 36

Hình 7.11 Nồi hơi 37

Hình 7.12 Bơm 38

Hình 7.13 Đèn huỳnh quang 38

Hình 7.14 Quạt công nghiệp 39

Hình 8.1 Tụ điện 42

Hình 8.2 Máy biến áp 43

Hình 8.3 Kết cấu kho lạnh panel 44

Hình 8.1 Cụm máy lạnh – dàn ngưng 47

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày 7/11/2006 đánh dấu một bước ngoặc mới cho nền kinh tế Việt Nam khi Đại hội đồng Tổ chức Thương Mại Thế

giới (WTO) đã họp phiên họp đặc biệt để thông qua các văn

kiện gia nhập WTO của Việt Nam Việc trở thành thành viên

của Tổ chức thương mại thế giới WTO đã mang lại nhiều lợi

ích cũng như những thách thức đối với nền kinh tế Việt Nam

nói chung và ngành công nghiệp thực phẩm nói riêng

Bước vào “cuộc chơi” lớn với quy mô trên toàn thế giới, ngành công nghiệp thực phẩm Việt Nam cần có những

thay đổi, từng bước hoàn thiện về công nghệ và chất lượng sản

phẩm để đạt được thành công Các tiêu chuẩn về An toàn và

Chất lượng thực phẩm là những tiêu chí bắt buộc trong “sân

chơi” mới này Để giải quyết những thách thức trên, ngành

thực phẩm Việt Nam phải được xây dựng dựa trên cơ sở đảm

bảo an toàn vệ sinh và chất lượng một cách tốt nhất

Với sản phẩm jam dâu chất lượng cao made in Vietnam, nhà sản xuất trong nước sẽ phải đối mặt với các doanh nghiệp

nước ngoài giàu kinh nghiệm và đã có cơ sở vật chất tiên tiến

Do đó việc thiết kế phân xưởng sản jam dâu hiện đại, đạt

những tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế là rất cần thiết nhằm đáp

ứng những nhu cầu về sản phẩm của xã hội và nâng cao

thương hiệu Việt Nam trên thương trường quốc tế WTO chính

là vận hội mới cho ngành công nghiệp thực phẩm Việt Nam

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày 7/11/2006 đánh dấu một bước ngoặc mới cho nền kinh tế Việt Nam khi Đại hội đồng Tổ chức Thương Mại Thế giới (WTO) đã họp phiên họp đặc biệt để thông qua các văn

kiện gia nhập WTO của Việt Nam Việc trở thành thành viên

của Tổ chức thương mại thế giới WTO đã mang lại nhiều lợi ích cũng như những thách thức đối với nền kinh tế Việt Nam nói chung và ngành công nghiệp thực phẩm nói riêng

Bước vào “cuộc chơi” lớn với quy mô trên toàn thế giới, ngành công nghiệp thực phẩm Việt Nam cần có những thay đổi, từng bước hoàn thiện về công nghệ và chất lượng sản phẩm để đạt được thành công Các tiêu chuẩn về An toàn và Chất lượng thực phẩm là những tiêu chí bắt buộc trong “sân chơi” mới này Để giải quyết những thách thức trên, ngành thực phẩm Việt Nam phải được xây dựng dựa trên cơ sở đảm bảo an toàn vệ sinh và chất lượng một cách tốt nhất

Với sản phẩm jam dâu chất lượng cao made in Vietnam, nhà sản xuất trong nước sẽ phải đối mặt với các doanh nghiệp nước ngoài giàu kinh nghiệm và đã có cơ sở vật chất tiên tiến

Do đó việc thiết kế phân xưởng sản jam dâu hiện đại, đạt những tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế là rất cần thiết nhằm đáp ứng những nhu cầu về sản phẩm của xã hội và nâng cao thương hiệu Việt Nam trên thương trường quốc tế WTO chính

là vận hội mới cho ngành công nghiệp thực phẩm Việt Nam

I CƠ SỞ LUẬN CHỨNG KINH TẾ KỸ THUẬT

Trong khoảng 10 năm trở lại đây ngành công nghiệp thực phẩm nói chung và côngnghiệp sản xuất các sản phẩm từ rau quả nói riêng của nước ta đã có một diện mạo mới.Ngành đã đạt được các thành tựu đáng kể góp phần tích cực vào sự phát triển chung của đấtnước Kim ngạch xuất khẩu rau, hoa, quả của Việt Nam đã có chiều hướng tăng: năm 2000đạt 213 triệu USD, năm 2005 đạt 230 triệu USD và năm 2006 đạt 280 triệu USD

Đứng trước triển vọng đó, ngày 31/7/2007, tại Tiền Giang đã diễn ra Hội nghị triểnkhai qui hoạch phát triển sản xuất rau quả và hoa cây cảnh cả nước đến năm 2010, tầm nhìn

2020 do Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn tổ chức Theo qui hoạch, đến năm 2010,

cả nước sẽ phát triển diện tích cây ăn quả lên 1 triệu ha, sản lượng 10 triệu tấn Trong đó,diện tích cây ăn quả chủ lực xuất khẩu khoảng 255 nghìn ha, sản lượng xuất khẩu 430 nghìntấn Tổng giá trị xuất khẩu rau, hoa quả các loại của cả nước đến năm 2010 đạt 760 triệuUSD/năm và đến năm 2020 đạt 1.2 tỷ USD/năm

Đời sống kinh tế ngày càng phát triển, nhịp sống công nghiệp hóa, xu hướng tiêudùng của người dân chuyển biến theo hướng tăng mua thực phẩm và đồ uống chế biến sẵn

Có thể nói Việt Nam là nước có nhiều tiềm năng và lợi thế về đất đai, khí hậu cũng như thịtrường để phát triển ngành công nghiệp chế biến rau quả Tuy nhiên hiện nay các vùngnguyên liệu được trồng chủ yếu theo quy mô hộ gia đình, sản xuất manh mún, phân tán.Hơn nữa, việc vận chuyển rau quả cũng rất tùy tiện và cẩu thả Đa số sản phẩm rau quả củaViệt Nam được vận chuyển trên những phương tiện kém chất lượng như xe máy cũ, xethồ… Thậm chí có những chuyến xe, chủ hàng tìm mọi cách để chất được càng nhiều càngtốt, bất chấp chất lượng hàng hóa bị ảnh hưởng ra sao Tất cả những điều đó đều dẫn đến chiphí tăng cao, chất lượng giảm và hao hụt tăng lên Theo tính toán của các nhà khoa học, từlúc nông dân thu hoạch cho đến khi hàng hóa tới tay người tiêu dùng, tổng hao hụt ước tínhtới 10 – 15% khối lượng sản phẩm Bên cạnh đó, trình độ lao động ngành chế biến thựcphẩm không cao, dưới trung cấp còn nhiều, chiếm 74.9% tổng lao động toàn ngành Trình

độ đại học và cao đẳng trở lên chỉ chiếm 7.9% Trình độ công nhân có tay nghề trung cấp là17.2%

Tuy gặp nhiều khó khăn trở ngại nhưng một số doanh nghiệp hiện nay cũng đã đầu tưxây dựng những dây chuyền sản xuất quy mô lớn, công nghệ hiện đại và đa dạng các sảnphẩm chế biến như bột quả, nước quả cô đặc, quả ngâm đường, sấy khô, mứt quả tạodựng được thương hiệu trên thị trường Tuy nhiên tỷ lệ chế biến rau quả ở Việt Nam cũngchỉ mới đạt khoảng 5 – 7% tổng sản lượng hàng năm và kim ngạch xuất khẩu mặt hàng nàyhiện chưa tương xứng với tiềm năng do nguồn nguyên liệu không ổn định và khâu kiểm dịchsản phẩm còn hạn chế Bên cạnh đó là những bất cập của các doanh nghiệp xuất khẩu nóichung như thiếu thông tin thị trường, phương thức thanh toán chưa phù hợp với thông lệquốc tế

Có thể nói thực phẩm chế biến là mặt hàng giàu tiềm năng được sự quan tâm đặc biệtcủa các nhà đầu tư trong và ngoài nước Trước nhu cầu đó, việc xây dựng những phânxưởng chế biến thực phẩm là rất cần thiết Những phân xưởng chế biến thực phẩm sẽ gópphần:

 Tận dụng nguồn nguyên liệu đa dạng và phong phú

 Tạo công ăn việc làm cho lao động khu vực xây dựng phân xưởng, góp phần tăngthu nhập, cải thiện đời sống của nhân dân.

 Góp phần đáng kể việc phát triển công nghiệp sản xuất thực phẩm ở Việt Nam,đáp ứng nhu cầu gia tăng về sản phẩm của người tiêu dùng trong và ngoài nước

 Vốn đầu tư tập trung và không quá lớn như các ngành công nghiệp khác

II CƠ SỞ LỰA CHỌN NĂNG SUẤT

Dâu là loại trái cây giàu chất dinh dưỡng, tuy nhiên lại chỉ mọc ở những vùng khí hậumát mẻ Ở Đà Lạt, mùa thu hoạch dâu thường kéo dài 4 tháng (từ tháng 12 – tháng 3 nămsau) với năng suất bình quân 7 tấn/ha và chỉ đạt khoảng 600 – 700 tấn/năm Dâu lại dễ bị hưhỏng trong quá trình vận chuyển Việc chế biến tạo sản phẩm jam dâu là điều cần thiết nhằmtránh lãng phí nguồn nguyên liệu tuy nhiên phải được tính toán hợp lý vì sản lượng dâu chỉ

ở mức vừa phải

Bảng 2.1 Khuynh hướng sử dụng các sản phẩm từ dâu

Khuynh hướng sử dụng Phần trăm số người trả lời (*)

Nguồn: Factors Affecting Consumer Purchases of Direct Market Strawberries

(*) Một người có thể trả lời nhiều hơn một đáp án

Dựa vào bảng số liệu trên, ta có thể nhận thấy sản phẩm dâu tươi vẫn được ưa thíchnhất Trong khi đó sản phẩm jam dâu vẫn chưa được đa số người dân chấp nhận

Từ những lý luận trên, việc xây dựng phân xưởng sản xuất jam dâu là cần thiết nhưngnăng suất chỉ nên duy trì ở mức vừa và nhỏ nhằm đáp ứng nhu cầu của một số bộ phậnngười dân ứa thích sản phẩm, tạo ra những giá trị cảm quan mới, làm đa dạng sản phẩm chếbiến từ dâu trên thị trường.cũng như góp phần tạo việc làm cho một số người lao động, đồngthời tránh lãng phí lớn nguồn nguyên liệu

Quyết định chọn năng suất nhà máy: 10000 lọ sản phẩm/ngày – khối lượng 200g/lọ

III NGUYÊN LIỆU

Hình 3.1 Nguyên liệu dâu

1.1 Nguồn gốc và phân loại

Cây dâu có tên khoa học là Fragaria, thuộc họ Rosaceae Cây dâu được phát hiện lần

đầu tiên vào năm 1400 ở châu Âu, đến năm 1700 người ta cũng tìm thấy một loại dâu mọc ởchâu Mỹ Kể từ đó dâu xuất hiện rộng rãi và trở thành một loại thức ăn phổ biến

Hiện nay có khoảng 12 loại dâu, nhưng phổ biến và phát triển mạnh nhất là 4 loạisau:

Là loại cây lai giữa Fragaria Virginiana và Fragaria chiloensis nên cây dâu

Ananassa có được ưu điểm của cả 2 loại này: vừa có vị ngọt ngon và quả to, sản lượng thu

hoạch nhiều Do đó, giống dâu này thường được dùng trong chế biến thực phẩm côngnghiệp

1.2 Đặc tính sinh học

Cây dâu là loại cây thân thấp và mềm, quả trĩu xuống nằm sát mặt đất Phần mọngnước của dâu được xem là quả giả do cuống hoa tạo thành, còn quả thật chính là những hạt(quả bế) nằm rải rác xung quanh quả giả

Ở Việt Nam, từ hơn 80 năm trước, người Pháp đã đưa dâu qua Việt Nam trồng thửnghiệm nhưng chỉ khí hậu và thổ nhưỡng Đà Lạt là phù hợp nhất Ở Đà Lạt, mùa thu hoạchdâu thường kéo dài 4 tháng (từ tháng 12 – tháng 3 năm sau) với năng suất bình quân 7tấn/ha và đạt khoảng 600 – 700 tấn/năm Với việc ứng dụng công nghệ sinh học trong canhtác dâu như: trồng từ cây cấy mô, trồng phủ nylon trên mặt luống, trồng trong nhà mái che,nhập giống mới… đã tăng năng suất của dâu tây lên 11 – 13 tấn/ha và có thể trồng quanhnăm.

Trái dâu được xem là một trong những nguồn cung cấp vitamin C tốt nhất cho cơ thể

vì hàm lượng vitamin C của nó rất cao (57mg/100g dâu tây) Không chỉ có vitamin C, trongtrái dâu còn chứa nhiều vitamin khác cũng rất tốt cho cơ thể như : vitamin A, các vitaminnhóm B, vitamin E, folate và thiamin… Ngoài ra trong trái dâu còn chứa hầu hết các khoángchất cần thiết cho cơ thể: Na, K, Fe, Mg và một số nguyên tố vết có lợi khác (Cr, Zn, Cu, Si,Se…) Đặc biệt, tỉ lệ Na – K trong trái dâu rất cân bằng cho nhu cầu của cơ thể người

Pectin là thành phần tự nhiên sẵn có trong trái dâu Trước giai đoạn chín, pectin chủyếu tồn tại ở dạng protopectin không hoà tan, trong suốt quá trình phát triển và chínprotopectin chuyển hoá thành pectin hoà tan trong nước Loại pectin tạo gel tốt nhất chỉ cómặt trong quả mới chín tới, pectin ở quả chưa chín hoặc chín quá sẽ rất khó tạo gel Lượngpectin trong dâu thường có hàm lượng thấp, do đó khi chế biến jam dâu cần phải bổ sungthêm chế phẩm pectin

Bảng 3.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g quả dâu tây

Nước Protein Lipid Carbohydrate Na K Vit A Vit C89.9 g 0.8 g 0.5 g 8.3 g 1 mg 167 mg 27 IU 57 mg

Nguồn : nutritiondata – strawberry

Có thể được sản xuất jam dâu từ dâu tươi, dâu lạnh đông, dâu đóng hộp hoặc từ pureedâu cô đặc

Ta chọn giống dâu Fragaria ananassa để đưa vào sản xuất Dâu phải kích thước

đồng đều hoặc tương đối đồng đều Chênh lệch giữa đường kính quả lớn nhất và nhỏ nhấtkhông được quá 10mm (được đo theo đường kính quả lớn nhất)

Dâu có màu sắc đẹp, không có mùi vị lạ, không thối rửa, không nhiễm các loại nấmmốc, các loại sâu bệnh

Dâu có bản chất tương tự nhau và có độ chín phù hợp trong mỗi mẻ sản xuất

Dâu đưa vào sản xuất jam dâu không được vượt quá các chỉ tiêu sau :

 Số lượng quả có màu không mong muốn (75% diện tích bề mặt của quả không cómàu đặc trưng) phải nhỏ hơn 5% tổng số lượng quả đem sản xuất

 Lượng quả hỏng < 5% tổng khối lượng quả

 Lượng quả không phát triển bình thường (quả méo, biến dạng…) < 2% tổng khốilượng quả

 Hàm lượng chất bẩn như đất, cát… không được lớn hơn 0.1% khối lượng quả

đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl (-OCH3)

Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:

 Chỉ số methoxyl (MI): thể hiện tỉ lệ methyl hóa, là phần trăm khối lượng nhómmethoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử

 Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là phần trăm về sốlượng của các gốc acid galactoronic được ester hóa trên tổng số lượng gốc acidgalacturonic có trong phân tử

Pectin là thành phần quan trọng để hình thành gel Một số loại quả có đủ pectin tựnhiên để tạo gel có cấu trúc vững chắc, một số khác đòi hỏi phải bổ sung pectin từ bênngoài Loại pectin tạo gel tốt nhất chỉ có mặt trong quả mới chín tới, pectin ở quả chưa chínhoặc chín quá sẽ rất khó tạo gel Lượng pectin trong dâu thường có hàm lượng thấp, do đókhi chế biến jam dâu cần phải bổ sung thêm chế phẩm pectin

2.1 Tính chất tạo gel và ý nghĩa:

Khả năng tạo gel của pectin phụ thuộc vào hai yếu tố: chiều dài của chuỗi pectin vàmức độ methyl hóa Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel Nếu phân tử pectin

có chiều dài quá thấp thì nó sẽ không tạo được gel mặc dù sử dụng ở liều lượng cao Cácphân tử pectin đều là những keo háo nước nên có khả năng hydrate hóa cao nhờ sự gắn cácphân tử nước vào các nhóm hydroxyl của chuỗi polymetylgalacturonic Ngoài ra các phân tửpectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau do đó làm giãn mạch và làmtăng độ nhớt của dung dịch Khi làm giảm độ tích điện và hydrate hóa sẽ làm cho các chuỗipectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới ba chiều rắn chứa phalỏng ở bên trong

Tùy thuộc vào chỉ số methoxy cao (>7%) hoặc thấp (3-5%) ở phân tử pectin mà cáckiểu kết hợp giữa chúng sẽ khác nhau trong việc tạo gel Khi pectin có chỉ số methoxy cao(mứt quả nghiền, nước quả đông …) mức độ hydrate hóa có thể giảm thấp nhờ thêm đường,còn độ tích điện sẽ hạ đi nhờ thêm ion H+ hoặc đôi khi chính nhờ độ acid của quả chế biến.Trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau chủ yếu nhờ vào các cầuhydro giữa các nhóm hydroxyl Kiểu liên kết này không bền do đó các gel tạo thành sẽ mềmdẻo do tính di động của các phân tử trong khối gel

Khi chỉ số methoxy của pectin thấp, có thể tạo gel khi dùng một lượng Ca dưới 1%miễn là chiều dài phân tử pectin phải đạt mức độ nhất định Khi đó, gel được hình thànhngay cả khi không cho thêm đường và acid Ý nghĩa của các pectin có chỉ số methoxy thấp

là nó cho phép tạo được mứt quả đông mà không cần nhiều đường

Khi sử dụng pectin bổ sung cho mứt đông, ta được các ưu điểm:

 Có thể sử dụng trái dâu chưa chín tới hoặc chín quá để đưa vào sản xuất,việc bổ sung pectin và đường thích hợp có thể khắc phục được độ chín của tráidâu không thích hợp Nhờ đó quá trình sản xuất jam ít bị phụ thuộc vào mùa vụ

 Hiệu quả sản xuất cao hơn

2.2 Chỉ tiêu pectin đưa vào sản xuất.

Bảng 3.2 Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của pectin sử dụng trong chế biến thực phẩm

Nguồn : FAO Food and Nutrition Paper 1992

Chỉ tiêu pectin được đưa vào sản xuất jam dâu

 Cảm quan : bột mịn, màu trắng ngà, không có mùi vị lạ

 Độ ẩm : 12%

 Kích thước tinh thể : tối đa 2% > 60 mesh

 Mức độ ester hóa (DE) : 70%

3 Đường

3.1 Chức năng

Trong dung dịch nước, pectin ở trạng thái hòa tan do có sự tạo thành các liên kếthydro giữa các nhóm OH-của mạch phân tử pectin và H+của phân tử nước Khi đường xuấthiện, đường đóng vai trò của chất hydrate hóa, ngậm mất phần nước đang liên kết vớipectin Khi đó pectin trở nên không hòa tan Cộng với tác động của ion H+từ lượng acid sửdụng để tạo đông, H+làm trung hòa điện tích của các gốc COO-trên mạch phân tử pectin,tạo gốc -COOH Vì thế sợi pectin không còn đẩy nhau mà tiến lại gần nhau và tạo mạng

Ngoài ra, đường còn có vai trò :

 Cung cấp năng lượng

 Điều chỉnh hài hoà giữa độ chua, độ ngọt, và mùi vị

Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình bảo quản

3.2 Chỉ tiêu đường đưa vào sản xuất

Bảng 3.3 Tiêu chuẩn về chất lượng của đường trong chế biến thực phẩm

Chỉ tiêu Đường tinh luyện Đường cát trắng

Hàm lượng đường khử,

Hàm lượng tro, % KL max 0,03 max 0,07 max 0,10

Hình dạng Tinh thể đồng đều, tơi khô, không vón cục

Mùi vị Tinh thể đường và dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không có vị lạMàu sắc Trắng óng ánh Trắng Trắng ngà đến trắng

Acid citric có vai trò :

 Acid là thành phần quan trọng trong việc hình thành gel cho sản phẩm Tuy trongdâu có một lượng acid đáng kể, nhưng trong quá trình chế biến cần thêm vào mộtlượng acid citric để đưa pH xuống từ 2.8 – 3.5, đây là pH thích hợp cho việc tạogel của pectin

 Nồng độ ion H+càng lớn thì khả năng tạo gel của dung dịch pectin sẽ càng cao.Cần duy trì độ pH thấp để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đườngsaccharose (30 – 50% lượng đường thêm vào pectin) để ngăn cản sự kết tinh củađường

Mức độ tạo gel chỉ tăng đến một giới hạn nào đó của nồng độ acid rồi sẽ ngừng lạibởi vì ở ngưỡng nồng độ đó toàn bộ gốc COO-của phân tử pectin đã được trung hòa điệntích Nên dù có tăng thêm ion H+cũng không thể tăng thêm khả năng tạo gel Nồng độ acid

để tạo gel dung dịch pectin phụ thuộc mức độ methoxyl của pectin và hàm lượng pectintrong dung dịch

4.2 Chỉ tiêu acid citric đưa vào sản xuất

Bảng 3.4 Tiêu chuẩn về chất lượng của acid citric trong chế biến thực phẩm

1 Hàm lượng acid citric (% khối lượng) min 99.5 min 99.5

2 Hàm lượng tro (% khối lượng) max 0.1 max 0.35

3 Asen (% khối lượng) max 0.00007 max 0.00007

4 Hình dạng bên ngoài và màu sắc

- Các dạng tinh thể không màu, không vón cục, đối vớiAcid hạng 1 cho phép hơi có màu vàng

- Dung dịch Acid Citric trong nước cất nồng độ khốilượng 20g/dm3 phải trong suốt

5 Vị Chua, không có vị lạ

6 Mùi Dung dịch Acid Citric trong nước cất nồng độ khối lượng20g/cm3 không có mùi

7 Cấu trúc Rời và khô

8 Tạp chất cơ học Không cho phép

1. Chỉ tiêu dinh dưỡng

Bảng 4.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g jam dâu

3. Chỉ tiêu hóa học

Bảng 4.2 Chỉ tiêu hóa học trong sản phẩm jam dâu

Nguồn: CODEX STAN 79 – 198 1

4. Chỉ tiêu vi sinh

 Không có vi sinh vật nguy hiểm đến sức khỏe

 Không có động vật ký sinh nguy hiểm đến sức khỏe

 Không chứa những chất có nguồn gốc từ vi sinh vật gây hại cho sức khỏe

Bảng 4.3 Chỉ tiêu vi sinh vật trong sản phẩm jam dâu

Vi sinh vật Giới hạn cho phép trong 1g hay 1ml thực phẩm

Nguồn: CODEX STAN 79 – 1981

Trong quá trình chế biến, dịch quả được cô đặc ở nhiệt độ cao, sản phẩm cuối lại cóhàm lượng đường cao, pH thấp nên sự xuất hiện các vi sinh vật là rất hiếm Sản phẩm jamdâu nếu được đậy kín và để ở nơi khô ráo, có thể bảo quản 9 - 12 tháng

5. Chỉ tiêu cảm quan

 Phải có màu và hương vị chủ yếu của sản phẩm (dâu)

 Màu : sản phẩm phải có màu đỏ tươi tự nhiên, đặc trưng cho màu của giống

dâu Fragaria ananassa Sản phẩm còn phải có độ trong suốt.

 Mùi : mùi thơm tự nhiên của dâu Sản phẩm không được có mùi của pectinhoặc mùi của đường

 Vị : vị ngọt của đường không được át mất vị ngọt tự nhiên của dâu Sản phẩmphải có vị hơi chua dễ chịu của acid

V QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Puree cô đặc

1 Phân loại

Dâu

RửaPhân loại

Chần

Chà

Acid

citric sorbateKali

Hòa tan Hòa tan

Đường

Pectin

Bã

CuốngTrái hư

Trái dâu trước khi đưa vào sản xuất cần qua phân loại để bỏ những trái dập và sâubệnh Công việc phân loại còn có mục đích chọn những trái có độ chín như nhau để đưa vàocùng 1 mẻ (những quả không đủ độ chín có thể lưu lại cho đến khi đạt độ chín mới sử dụng).

Việc phân loại dâu thường được thực hiện thủ công do trái dâu rất dễ bị tổn thương.Dâu được đưa qua băng chuyền và công nhân sẽ tiến hành kiểm tra; loại bỏ những trái thối,sâu, trái bị côn trùng phá hoại; loại bỏ những vật lạ như lá, rác và các vật khác …Với nhữngquả chỉ hư hỏng một phần thì có thể cắt phần hỏng và sử dụng phần chưa hỏng Nhất thiếtphải loại bỏ những quả đã thối rửa hoàn toàn vì những vết dập nát thối rửa là cửa ngõ để visinh vật xâm nhập và phát triển

Tổn thất: 3%

2 Rửa

Nhằm loại trừ tạp chất cơ học như đất, cát, bụi và làm giảm lượng vi sinh vật ở ngoài

vỏ nguyên liệu Rửa còn nhằm mục đích tẩy sạch một số chất hoá học gây độc hại đượcdùng trong kỹ thuật nông nghiệp như thuốc trừ sâu …

Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là : dâu sau khi rửa phải sạch, quả không bị dập, cácchất dinh dưỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nước

Nước rửa phải là nước sạch, đảm bảo các chỉ tiêu do Bộ Y tế quy định Nếu dùngnguồn nước thiên nhiên như nước ao, hồ, sông thì phải qua hệ thống lọc trong và sát trùngbằng clorua vôi (3CaOCl2.Ca(OH)2.3H2O)

Quá trình rửa gồm 2 giai đoạn : ngâm và rửa xối Đối với trái dâu, quá trình ngâmđược rút ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng Sau khi ngâm, rửa xối dâu để kéo chất bẩncòn lại trên bề mặt nguyên liệu Thường dùng tia phun (P = 2 – 3at) để xối

Tổn thất : giảm nhẹ khối lượng 0.5%

3 Chần

Đình chỉ quá trình sinh hóa của nguyên liệu Dưới tác dụng của enzyme peroxidase

và polyphenoloxidase, trong quả thường xảy ra các quá trình oxy hóa các chất chát, tạothành phlobaphene có màu đen Chần làm cho hệ thống enzyme đó bị phá hủy nên dâukhông bị thâm đen

Thủy phân protopectin không hòa tan thành pectin hòa tan, thuận lợi cho quá trìnhchế biến tiếp theo

Đuổi bớt khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxi gây oxihóa vitamin, phồng hộp… Chần còn loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp

Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là những vi sinh vật bám trên bề mặt

Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng Quá trình chần được thực hiện trong thiết bị chần băng tải Quá trình chần được thựchiện qua 3 giai đoạn:

 Gia nhiệt sơ bộ ở 55 – 65C trong 1 – 2 phút

 Chần ở 85C trong 3 phút

 Làm nguội nhanh trong 2 phút

Dung dịch chần: chần trong dung dịch đường

Tổn thất : 0.5 %

4 Chà

Dâu được đem đi chà để lấy dịch puree chuẩn bị cho quá trình nấu, đồng thời loại bỏcác phần tử có kích thước lớn như cellulose, hemicellulose… bởi vì những chất này lànguyên nhân làm cho sản phẩm bị tách lớp Do đó quá trình chà cũng làm cho nguyên liệuđồng nhất về trạng thái và thành phần để quá trình chế biến được thuận lợi và nâng cao chấtlượng cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm Puree sau khi chà chứa khoảng 8% hàmlượng chất khô.

Giải phóng các enzyme oxi hóa khử (catalase, dehydrogenase,…), enzyme thủy phân(pectinase, polymethylgalacturonase,…)

Tổn thất: 5%

5 Phối trộn 1

Tăng hàm lượng chất khô và tạo vị hài hòa cho sản phẩm Lượng đường sử dụngthường được tính theo khối lượng dâu nguyên liệu, thường lượng đường cho vào phải lớnhơn 50% so với khối lượng nguyên liệu Tùy theo độ chín của dâu, lượng đường có thể thayđổi

Chuẩn bị acid citric: ta phối trộn acid citric với nước trong nồi phối trộn tạo thànhdung dịch acid citric 50% Kali sorbate cũng được chuẩn bị tương tự như acid citric

Các dung dịch puree dâu, dung dịch acid citric 50%, dung dịch sorbate 50%, đườngđược cho vào thiết bị phối trộn để thực hiện quá trình phối trộn

6 Cô đặc chân không

Quá trình cô đặc là bước quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng và các chỉ tiêu của sảnphầm jam dâu Quá trình làm cho sản phẩm jam dâu có nồng độ chất khô cao nên có giá trịdinh dưỡng cao, đạt yêu cầu về dinh dưỡng

Nồng độ chất khô tăng, áp suất thẩm thấu tăng, kết hợp với nhiệt độ cao góp phầntiêu diệt hầu hết vi sinh vật

Một phần protein bị biến tính bất thuận nghịch

Do trong quả và trong bản thân sản phẩm có acid nên dưới tác dụng của nhiệt độ,saccharose bị thủy phân thành glucose và fructose, pectin bị phân hủy

Các chất thơm, các acid và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảmhương vị của sản phẩm

Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm dần do tác dụng của nhiệt độ cao và củathời gian kéo dài

Xảy ra phản ứng Caramen, phản ứng Mailard và hàng loạt các biến đổi hóa học khác.Quá trình cô đặc được thực hiện ở áp suất chân không 194 – 195 mmHg nhằm giảmnhiệt độ quá trình, tránh gây tổn thất và các phản ứng không mong muốn

Nồng độ chất khô sau quá trình cô đặc đạt 74 – 75%

Tổn thất: 5%

7 Phối trộn 2

Hỗ trợ quá trình tạo đông

Tạo sự đồng đều cho hỗn hợp

Sau khi cô đặc ta bổ sung pectin giúp quá trình tạo gel được hình thành Pectin được

bổ sung vào hỗn hợp ở dạng paste Việc chuẩn bị pectin như sau: ta ngâm pectin, đường,nước với tỉ lệ 1:4:20 trong vòng 2 phút

8 Rót nóng

Tránh hiện tượng nhiễm vi sinh vật và tăng độ nhớt của sản phẩm khi rót nguội Loại

bỏ khí có trong sản phẩm có thể gây hư hỏng sản phẩm Jam dâu được đựng trong lọ thuỷtinh, ta cần rót nóng nhằm kết hợp với quá trình bài khí, giúp sản phẩm có cấu trúc tốt hơn,đuổi không khí trong lọ và giảm lượng vi sinh vật trong lọ

Nhiệt độ rót nóng ở 80 – 85oC Lọ thủy tinh phải được rửa sạch trước khi rót nóng.Sau thời gian đó, ta phải làm nguội sản phẩm ngay

9 Tạo đông

Quá trình này nhằm mục đích cho sản phẩm có điều kiện thuận lợi (t= 200C) để sảnphẩm có độ đông mong muốn Tránh lắc đảo sản phẩm Những lọ jam dâu được trữ trongphòng tạo đông ở nhiệt độ 200C trong 2 ngày Sau đó là tiến hành dán nhãn, bao gói và đembảo quản ở nơi khô ráo Ta đã có được sản phẩm jam dâu hoàn thiện

Hình 5.1 Bản vẽ quy trình công nghệ sản xuất jam dâu

VI TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

1 Tính toán cho 100 kg nguyên liệu dâu đầu vào G = 100 kg

 Tính chất của nguyên liệu dâu:

Tạp chất (% w/w) : 0.1

Độ ẩm (% w/w): 89.9Hàm lượng chất khô hòa tan (% w/w) : 7.4Hàm lượng chất khô không hòa tan (% w/w) : 2.7

Bảng 6.1 Các thành phần nguyên liệu sản xuất jam dâu

STT Nguyên liệu Hàm lượng chất khô (%)

Hỗn hợp phối trộn 1 : dung dịch pectin = 83.5 : 16.5

Bảng 6.2 Tổn thất trong quá trình sản xuất jam dâu

 Quá trình phân loại (1)

% 5 0

% 4 7 42 96 42 96

% 5 0

% 4 7

2 2

100 59

2 50 100

  100 % 7 79 %

18 86

71 6

92 0

Khối lượng dung dịch acid citric 50% cần sử dụng là:

Gacid citric 50% = Gacid citric 3 24

50

100 62 1 50

08 0



Khối lượng dung dịch Kali sorbate 50% cần sử dụng là:

GKali sorbate 50% = GKali sorbte 0 28

50

100 14 0 50

Tổng khối lượng nguyên liệu sau quá trình phối trộn 1 là:

G5 = (Gđường + G4 + Gacid citric 50% + Gkali sorbate 50%)100  0 5 100

100

98 5

99 7

99

G

G G

98 14 0 5 99 62 1 71 6 7 99 94 87

Nồng độ chất khô tăng từ 50.63% lên 74% và tổn thất của quá trình là 5%

 Khối lượng hỗn hợp sau quá trình cô đặc:

88 114 74

100 100

5 100 100

63 50 75 176 74

100 100

5 100 100

63 50

5

 Quá trình phối trộn 2 (7)

Tỷ lệ phối trộn: dung dịch pectin chiếm 16.5% và hỗn hợp sau cô đặc chiếm83.5%  khối lượng dung dịch pectin:

7 22 5 83

5 16 88 114 5 83

5 16

G

Tỷ lệ giữa pectin : đường : nước trong dung dịch pectin là 1:4:20

Khối lượng pectin:

91 0 25

1 7 22 25

G

C    pectin  duong

100 89 136

7 99 64 3 88 91 0 74 88 114

 Tính toán quá trình sản xuất puree cô đặc và jam dâu từ puree cô đặc

Do mùa thu hoạch dâu chỉ từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau nên cần phải sản xuấtpuree dâu cô đặc để dự trữ, sản xuất vào những tháng còn lại trong năm nhằm duy trì và đápứng nhu cầu sản phẩm trên thị trường

Sau quá trình chà, sản phẩm sẽ được đem đi cô đặc nhằm bảo quản Các số liệu tínhtoán ở các bước thực hiện trước quá trình cô đặc tương tự như quá trình tính toán trên Sauquá trình chà lượng chất khô có trong puree là 6.71 kg, chiếm 7.79% khối lượng puree dâu

Ta cô đặc đến nồng độ chất khô 40% để bảo quản

Khối lượng puree thu được sau quá trình cô đặc bảo quản (tổn thất quá trình 5%):

94 15 100

5 100 40

100 71 6 100

5 100 40

Để đảm bảo năng suất của phân xưởng, khối lượng sản phẩm sau quá trình cô đặc là114.88 kg, hàm lượng chất khô là 74%  khối lượng chất khô trước quá trình cô đặc (tổnthất của quá trình cô đặc là 5%):

49 89 5 100

100 100

74 88

100 49 89

'

e Kalisorbat acidcitric

Vậy tỷ lệ phối trộn 1 khi sản xuất jam dâu từ puree cô đặc:

Nguyên liệu Tỷ lệ phối trộn

Puree dâu cô đặc 10.7

Bảng 6.3 Khối lượng nguyên liệu trước mỗi quá trình theo 100kg nguyên liệu dâu

Bảng 6.4 Khối lượng nguyên liệu trước mỗi quá trình sản xuất puree dâu cô đặc

theo 100kg nguyên liệu dâu

Bảng 6.5 Khối lượng sản phẩm sau mỗi quá trình theo 100kg nguyên liệu dâu

Bảng 6.6 Khối lượng từng loại nguyên liệu sản xuất

theo 100 kg nguyên liệu dâu vào mùa thu hoạch

Bảng 6.7 Khối lượng từng loại nguyên liệu sản xuất

theo 100 kg nguyên liệu dâu trái mùa thu hoạch