Tìm hiểu quy trình sản xuất nước giải khát theo phương pháp chiết rót nóng

Những vấn đề cụ thể mà phải được giải quyết khi đồ uống không có gađược sản xuất liên quan đến việc ngăn ngừa hư hỏng của vi sinh vật và sự xuốngcấp của hương vị sản phẩm do quá trình ox

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM

- -

TP Hồ Chí Minh, ngày 4 tháng 4 năm 2015

TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT THEO PHƯƠNG PHÁP CHIẾT RÓT

NÓNG

BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG GVHD: TRẦN THỊ MAI ANH

ĐHTP8A THÀNH VIÊN:

MỤC LỤC

I.KHÁI NIỆM 3

II.QUY TRÌNH CHUNG SẢN XUẤT TRÀ XANH 4

1.Sơ đồ chung 4

2.Thuyết minh 5

2.1Nấu syrup 5

2.2 Lọc 6

2.3 Làm nguội 7

2.5.Vò 9

2.6 Trích ly 10

2.7 Lọc 11

2.8 Phối trộn 12

2.9 Tiệt trùng UHT 12

2.10 Rót chai, đóng nắp 13

III.QUY TRÌNH CHIẾT RÓT NÓNG 15

1.Quá trình chiết nóng nước giải khát 15

2.Bảo quản Hiệu ứng nhiệt của quá trình Fill Hot 16

3.Bao bì cho các đồ uống chiết rót nóng 18

4 Ưu điểm của quá trình chiết rót nóng 19

5 Ảnh hưởng của chiết rót nóng đến chai pet 19

6 Chai pet sử dụng cho phương pháp chiết rót nóng: 19

7 Nước giải khát theo phương pháp chiết rót nóng trong chai thủy tinh 20

LỜI MỞ ĐẦU

Nước ta vẫn đang trên đà phát triển công nghiệp hóa - hiện đại hóa, theo

đó nhu cầu về mức sống của con người ngày càng cao Ngành công nghiệp thựcphẩm đã và đang đóng vai trò quan trọng phục vụ nhu cầu sống của con người.Đóng vai trò chủ lực trong đó lĩnh vực chế biến sản xuất đồ uống

Mặt khác nước ta nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới, với thời tiết luônnóng ẩm có ưu điểm là thị trường giải khát lớn và nhu cầu giải khát là vô cùngthiết yếu trong cuộc sống Vì thế, nhu cầu giải khát cũng là một trong những mụctiêu cần đặt trên hàng đầu Hiện nay việc sản xuất nước giải khát theo nhiềuphương pháp khác nhau Trong đó sản xuất nước giải khát bằng phương phápCHIẾT RÓT NÓNG được ứng dụng rộng rãi

Quy trình chiết nóng đưa ra những lợi thế cạnh tranh có ý nghĩa chonhững thức uống có độ pH < 4.5 như là nước ép trái cây, nước rau quả, loại tràRTD, đồ uống đẳng trương,… Nó cung cấp các sản phẩm có thời hạn sử dụngdài cũng như tính linh hoạt của kinh tế

Trà xanh là nguyên liệu dùng để chế biến thức uống phổ biến trên thế giới

và cả trong nước Thế nhưng cuộc sống công nghiệp tất bật khiến cho người takhông thể chuẩn bị cho mình một tách trà theo cách truyền thống, đây là cơ hộicho các nhà sản sản xuất nước giải khát Trà xanh xuất hiện dưới nhiều dạng bao

bì, phục vụ nhiều nhu cầu, nhiều đối tượng khác nhau Tuy nhiên, trà xanh đóngchai PET hoặc đóng lon gần đây đã trở thành xu hướng phổ biến vì nó tiện dụngmọi lúc mọi nơi

Ở đề tài tiểu luận của chúng em xin trình bày chủ yếu về “QUY TRÌNHSẢN XUẤT NƯỚC TRÀ XANH ĐÓNG CHAI BẰNG PHƯƠNG PHÁPCHIẾT RÓT NÓNG”

Trong quá trình tìm hiểu và thu nhận thông tin chắc chắn sẽ không tránhkhỏi những sai sót Do đó, nhóm sinh viên chúng em mong nhận được ý kiếnđóng góp của Cô để có thể hoàn thiện bài bài đề tài tiểu Chân thành cám ơn Cô!

I KHÁI NIỆM

Đồ uống không có ga(Non-carbonated beverages-NCB) là một trong những loại đồ uống có tầm quan trọng trong thị trường đối với nước giải khát nhưng chúng đưa ra một số vấn đề công nghệ đặc biệt để phát triển sản phẩm và nhà sản xuất như nhau Các nhóm chính của đồ uống không có ga như sau:

● thức uống ở dạng dilutable (ví dụ: sâm panh);

● đồ uống có thể uống trước khi đóng gói;

● các loại nước ép trái cây và thức uống từ trái cây nghiền

Nước giải khát có độ pH thấp chủ yếu dựa trên thành phần có nguồn gốctrái cây hoặc kết hợp các hương vị trái cây Chúng là nguồn quan trọng củahydrat hóa nhưng thường được lựa chọn trên cơ sở các hương vị dễ chịu và tiện

sử dụng Có một số nước giải khát, trong đó đồ uống cola có hương vị nổi bậtnhất, mà không phụ thuộc vào các hương vị trái cây Một số các sản phẩm không

có hương vị trái cây hầu như luôn chỉ được sản xuất trong một hình thức có ga,trong khi những loại khác, chẳng hạn như bạc hà, gần như lúc nào cũng chỉ xuấthiện ở dạng dilutable và không ga

Những vấn đề cụ thể mà phải được giải quyết khi đồ uống không có gađược sản xuất liên quan đến việc ngăn ngừa hư hỏng của vi sinh vật và sự xuốngcấp của hương vị sản phẩm do quá trình oxy hóa, và để tăng cường hương vị Đồuống có ga sử dụng cacbonat để tăng mùi vị đặc trưng và tạo sự kích thích khẩu

vị Như vậy cần cân nhắc sự khác nhau để áp dụng sản xuất và đóng gói đồ uốngkhông có ga

II QUY TRÌNH CHUNG SẢN XUẤT TRÀ XANH

1 Sơ đồ chung

Hình 1 Quy trình công nghệ sản xuất trà xanh

2 Thuyết minh

2.1 Nấu syrup

2.1.1 Mục đíchChuẩn bị: Đồng nhất dịch syrup để thuận tiện cho quá trình phối trộn.Dưới tác dụng của nhiệt mà đường hòa tan vào hỗn hợp thành phẩm một cách tốtnhất Đồng thời các vi sinh vật lẫn trong nước đường ( nếu có) sẽ bị tiêu diệt cótác dụng giải khát chống mệt mỏi nhanh hơn,

Chế biến: Để thu nhận hỗn hợp đường nghịch đảo

2.1.2 Những biến đổi trong quá trình nấu syrup:

Biến đổi vật lý: Nhiệt độ tăng, tăng áp lực thẩm thấu, tăng độ nhớt, sựthay đổi khối lượng riêng, tỉ trọng

Biến đổi hóa học:

- Tăng hàm lượng chất khô

- Phản ứng thủy phân đường saccharose với xúc tác acid và nhiệt độ tạothành hỗn hợp đường glucose và fructose (có tỉ lệ mol 1:1)

- Sự chuyển hóa đường thành syrup được thực hiện qua phản ứng sau:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

- Phản ứng caramel hóa đường tạo các hợp chất sậm màu

Biến đổi hóa lý:

- Sự hòa tan của đường saccharose vào nước dưới tác dụng của nhiệt

- Sự hấp phụ của than hoạt tính đối với các tạp chất hữu cơ trong syrup,đặc biệt là các hợp chất màu

Biến đổi về mặt cảm quan:

- Sự thay đổi màu sắc do phản ứng caramel hóa đường tạo các hợp chấtsậm màu

- Sự có mặt của acid trong nước đường cùng tác dụng của nhiệt độ, nước

là các tác nhân chuyển hóa đường saccharose thành đường nghịch đảo làm tăng

Hình 2.1.3:Mô hình thiết bị nấu syrup

Phương pháp thực hiện

- Cho nước vào thiết bị và gia nhiệt nước đến nhiệt độ 55 – 600C

- Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30 – 50 vòng/phút, rồi cho đường

và acid vào

- Khi đường và acid đã hòa tan hoàn toàn vào nước, gia nhiệt hỗn hợp đếnnhiệt độ 70 – 800C để thực hiện phản ứng nghịch đảo đường, thời gian khôngkéo dài quá 2 giờ

- Ở nhiệt độ 700C, thực hiện quá trình tẩy màu hỗn hợp trong 20 – 30 phút,

bổ sung cả than hoạt tính và bột trợ lọc vào nồi nấu syrup

- Sau cùng, gia nhiệt nhanh hỗn hợp đến sôi rồi tiến hành lọc và làm nguội

2.2 Lọc

2.2.1 Mục đích: phân riêng hỗn hợp không đồng nhất qua lớp lọc Tách tạp chất

Cải thiện độ trong dịch syrup với sự hỗ trợ của bột trợ lọc

2.2.2 Những biến đổi trong quá trình lọc:

Biến đổi vật lý: Khối lượng riêng hỗn hợp giảm, nhiệt độ giảm

Biến đổi hóa lý: Chỉ còn một pha đồng nhất

Biến đổi về mặt cảm quan: Tăng độ trong

Hình 2.2.2A: Cấu tạo máy ép khung bản

Nguyên tắc hoạt động:

Hình 2.2.2B: Mô tả nguyên tắc hoạt động của thiết bị lọc khung bản

- Huyền phù vào theo đường nhập liệu sau đó phân ra theo số lượngkhung tràn vào khoang trống, dưới áp suất nước lọc đi qua vách ngăn lọc theocác rãng trên bản chảy xuống và nhờ van được lấy ra ngoài

- Bã được giữ trên bề mặt của vật ngăn lọc và được chứa trong khung

- Khi bã trong khung đầy thì dừng bơm nước nóng vào để rữa bã nhằmtrích ly thêm chất hòa tan nhưng hiệu quả không cao

- Nén khí để tách hết chất chiết, xả áp, tháo khung, tháo bã vệ sinh thiết bị

2.3 Làm nguội

2.3.1 Mục đích:

Chuẩn bị: hạ nhanh nhiệt độ dịch nha, chuẩn bị cho quá trình phối trộn

2.3.2 Những biến đổi trong quá trình làm nguội syrup:

- Biến đổi vật lý: độ nhớt hỗn hợp tăng, nhiệt độ giảm

- Các biến đổi khác không đáng kể

2.3.3 Thiết bị: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng Cấu tạo

Hình 2.3.3A: Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng

Đây là loại thiết bị truyền nhiệt có bề mặt truyền nhiệt phẳng, tạo thành từnhững tấm bảng ghép vào thành những hộp rỗng nhiều ngăn, chúng có những lỗnối nhau tương ứng để tạo thành lối chuyển động riêng cho từng lưu chất Giữacác tấm bản có dùng các tấm đệm kín để đảm bảo ngăn cách hai lưu chất Bênngoài có hệ thống các thanh giằng có ốc vặn để ép chặt các tấm bản

Hình 2.3.3B: Mô tả nguyên tắc hoạt động của thiết bị làm nguội

Cứ mỗi giây, ống dẫn mở ra cho lưu chất chảy vào Giữa mỗi cặp đĩa cómột miếng đệm cao su, để ngăn cản lưu chất hòa l ẫn vào nhau hoặc rỉ ra bênngoài Vì thế, nhiệt được truyền từ luu chất nóng sang luu chất lạnh qua các đĩamỏng làm bằng thép không rỉ

Thanh trên

Bảng đầu

TrụBảng tiếp

Các bản mỏng

Thanh thấp

Bu lông nối ghép

ho ạt enzyme có trong nguyên liệu để không t ạo ra s ự biến đổi các chất dưới tácdụng c ủa enzyme.

-Làm mềm lá chè t ạo thuận lợi cho giai đoạn vò tiếp theo

2.4.2 Những biến đổi trong quá trình diệt men

-Biến đổi vât lý: Làm thay đổi trọng lượng , thể tích, các tính chất cơ họcchuẩn bị cho giai đoạn vò xoăn cánh chè

-Biến đổi hóa sinh: Trong búp chè có 2 loại enzyme chủ yếu là:

Nhóm enzyme thủy phân : amilase, protease, glucosidase,

Nhóm enzyme oxi hóa - khử : peroxidase, polyphenoloxidase,

Enzyme peroxidase, polyphenoloxidase đóng vai trò quan trọng nhất và cótác dụng khác nhau ở nhiệt độ cao hơn sẽ bị vô hoạt hoàn toàn

-Biến đổi hóa lý: Các chất mùi dễ bay hơi Vì vậy, mùi giảm một ít

2.5 Vò

2.5.1 Muc đích

Chuẩn bị:

Tạo hình xoăn chặt cho cánh chè kết hợ p với làm dập một phần tế bào c

ủa lá để dịch ép chiết ra ngoài m ặt lá tạo thuận lợi cho quá trình trích ly

2.5.2 Những biến đổi trong quá trình vò

- Biến đổi vât lý:

Sự thay đổi về kích thước và hình dạng

Nhiệt độ tăng do sự cọ xát cơ học của khối trà vào thành máng vò và doquá trình oxy hóa trong khối trà vò

- Biến đổi hóa hoc:

Giảm lượng chất hòa tan: giảm lượng tannin hòa tan, giảm lượng nhómchất catechin

Giảm nhiều lượng chlorophyll

Sự thay đổi các thành phần khác: các phức chất bay hơi (benzaldehyde, pentanol ), các acid hữu cơ, giảm vitamin C

n Cảm quan: màu sắc do sự oxy hóa tannin trong trà tạo nên các chất màunâu và đỏ, giảm lượng chlorophyll

Thu nhận các chất chiết (các chất hòa tan, màu, mùi, ) từ lá trà.

2.6.2 Những biến đổi trong quá trình trích ly:

-Biến đổi vât lý:

Sự khuếch tán c ủa các chất hòa tan vào nước

Độ nhớt dung môi tăng

-Biến đổi hóa hoc:

Ở điều kiện nhiệt độ cao, tương tác của acid amin và polyphenol tạo ra cácaldehyde dễ bay hơi, tạo hương thơm cho trà Các acid amin như alanin,phenylalanine, valin, leucine, isoleucine bị giảm đi, trong khi đó hàm lượng cácaldehyde như acetaldehyde, aldehyde butyric, aldehyde valeric tăng lên

Phản ứng Maillard - acid amin phản ứng với các đường khử tạo ra màu,mùi của nước trà trích ly

-Biến đổi hoá lý: Có sự chuyển pha

2.6.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly:

-Đặc tính của nguyên liệu

+ Hình dạng, kích thước, cấu trúc mao quản của nguyêu liệu

+ Hàm ẩm của nguyên liệu,hàm ẩm càng cao thì quá trình trích ly càng khókhăn

-Đặc điểm của thiết bị trích ly: Cấu tạo, nguyên lý vận hành,

+ Tỉ lệ nguyên liệu : dung môi phải phù hợp Dung môi quá nhiều sẽ làmtốn chi phí năng lượng, nếu quá ít thì trích ly không triệt để, tốn thời gian trích

ly Nhiệt độ trích ly càng cao càng tốt vì nhiệt độ cao làm tăng độ hoà tan của cáccấu tử vào dung môi làm giảm độ nhớt và do đó tăng hệ số khuyến tán và tăngtốc độ quá trình trích ly Đồng thời sử dụng nhiệt độ cao để vô hoạt enzyme và

ức chế vi sinh vật Nhiệt độ cũng là tác nhân xúc tác cho các phản ứng oxy hóacác hợp chất polyphenol, tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm Tuy nhiên nếu nhiệttrích ly quá cao sẽ gây mất mát các cấu tử mẫn cảm với nhiệt vừa được tạo thành

và đồng thới làm tăng độ hoà tan của các chất không mong muốn vào dung dịch.+ Phụ thuộc vào thời gian trích ly

+ Sự khuấy đảo trong quá trình trích ly

2.6.4 Thiết bi:

Cấu t ạo:

Chuẩn bi: cho quá trình phối trộn.

Hoàn thiện: loại tạp chất để tinh sạch và làm trong dịch chiết sau trích ly.2.7.2 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình lọc:

Có sự thay đổi về màu sắc do tạp chất trong dịch trích được tách ra, tăng

độ trong, có thể loại bỏ được một số vi sinh vật có hại

Tổn thất một số chất như: prôtêin kết tủa,chất màu

Trong lọc khung bản có sự tiếp xúc với không khí, nếu diệt men không tốt

sẽ làm tổn hao các polyphenol trong trà (bị oxi hóa bởi O2 )

2.7.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lọc:

-Bã lọc trà là loại nén ép được, nên tính chất bã ảnh hưởng rất nhiều

-Việc sử dụng than hoạt tính hoặc bột trợ lọc là bắt buộc

-Vật ngăn lọc được làm bằng vật liệu gì

-Nhiệt độ lọc

-Áp suất lọc

2.8 Phối trộn

2.8.1 Muc đích

Chế biến: Những thành phần nguyên liệu khác nhau bao gồm: nước, syrup

đường, dịch chiết từ trà, phụ gia sẽ được phối trộn theo một tỷ lệ xác định để tạo

ra sản phẩm

2.8.2 Những biến đổi trong quá trình phối trộn:

-Biến đổi vât lý: Sự thay đổi về khối lượng riêng, thể tích của hỗn hợp, cácchỉ tiêu vật lý như: độ trong, độ khúc xạ ánh sáng cũng thay đổi, sự biến đổi củacác chỉ tiêu nhiệt lý như hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung,

-Biến đổi hóa hoc:

Xảy ra phản ứng Maillard

pH của hỗn hợp giảm

-Biến đổi hóa lý: Tăng nồng độ chất khô (chất khô của hỗn hợp là tổngchất khô của các cấu tử so với khối lượng của hỗn hợp), tăng độ đồng nhất chosản phẩm

- Biến đổi về mặt cảm quan: Sau khi phối trộn, sản phẩm có vị hài hòa,hương vị đặc trưng

2.9 Tiệt trùng UHT

2.9.1 Muc đích:

Chuẩn bị: Cho quá trình rót sản phẩm vào chai

Bảo quản: Đun nóng sản phẩm ở nhiệt độ cao có thể tiêu diệt được vi sinhvật kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm

2.9.2 Những biến đổi trong quá trình gia nhiệt:

-Biến đổi vật lý: Sự thay đổi về thể tích, khối lượng, tỉ trọng (nước bốchơi), nhiệt độ

-Biến đổi hóa học: Thay đổi tốc độ các phản ứng hóa học (sự oxy hóavitamin C, các chất màu)

-Biến đổi hóa lý: Độ hòa tan tăng, sự bốc hơi nước, độ nhớt giảm

-Biến đổi hóa sinh: Enzym bị vô hoạt

-Biến đổi sinh học: Tiêu diệt vi sinh vật trong sản phẩm

-Biến đổi về mặt cảm quan: Độ trong tăng, mùi có thể giảm do sự bay hơi

của một số cấu tử hương

Hình 2.9.2: Thiết bị thanh trùng UHT dạng ống

Nguyên tắc hoạt động:

Nhiệt độ cực cao từ 135 ~140°C, lưu nhiệt thời gian rất ngắn (từ 2 ~5giây), những sản phẩm được chế biến bằng công nghệ tiệt trùng UHT vừa đảmbảo vệ sinh, vừa giữ được đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết, hương liệu, mùi

vị tự nhiên của sản phẩm

Công nghệ tiệt trùng UHT chế biến các loại thực phẩm dạng lỏng như: sữatiệt trùng, trà xanh, nước giải khát, nước trái cây có độ sánh / sệt khác nhau trêncùng một hệ thống, giúp nhà sản xuất linh hoạt đáp ứng nhu cầu thị trường

2.10.2 Những biến đổi trong quá trình rót chai, đóng nắp:

Hầu như không có biến đổi sâu sắc nào diễ n ra

III QUY TRÌNH CHIẾT RÓT NÓNG

1 Quá trình chiết nóng nước giải khát

Quá trình chiết nóng nước giải khát là một phương pháp đã được chứngminh và công nhận để chiết rót các loại thực phẩm axit cao (pH dưới 4,6) mà sẽđược bảo quản ổn định ở nhiệt độ môi trường xung quanh Như tên của nó; quátrình chiết rót nóng là một quá trình chế biến thực phẩm, nơi sản phẩm được rótvào các vật chứa thành phẩm và đậy nắp vật chứa khi chúng vẫn còn nóng, vàsau đó làm lạnh Câu hỏi đặt ra là; nóng như thế nào là quá trình chiết rót nóng.Trong trường hợp này, "nóng" được đặc trưng bởi nhiệt độ đủ cao để đảm bảorằng tất cả các sản phẩm trong vật chứa bằng hoặc trên mức tối thiểu quy địnhkhi đóng (nắp) Điều này là quan trọng để cung cấp một sản phẩm không bị các

vi sinh vật có khả năng phát triển trong nó ở môi trường lưu trữ xung quanh.Công nghệ này là rất đơn giản; và hiện đang được sử dụng rộng rãi trong ngànhcông nghiệp nước giải khát

Trong thực tế, sản phẩm được làm nóng (trong bộ trao đổi nhiệt), gửi đếnmáy rót nóng, và sau đó rót vào vật chứa(chai), đậy nắp, và các vật chứa sau đóđược đảo ngược (đảo lộn) trong 3 phút và sau đó có thể được làm lạnh Đảongược chai là cần thiết để đảm bảo rằng các bề mặt bên trong của việc đóng nắpđược tiếp xúc với các nhiệt độ "nóng" để khử nhiễm hoặc ngừng hoạt động của

vi sinh vật Áp dụng đóng kín tại nhiệt độ cao là một bước quan trọng Sau khiđóng kín, làm mát các sản phẩm sẽ tạo ra một khoảng trống bên trong các chai;cung cấp một điều kiện kỵ khí không thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vậthiếu khí

Theo đề nghị trước đó, chế biến chiết nóng là một ngành công nghiệp phổbiến, vì nó là ngành công nghiệp đơn giản và rẻ tiền; đặc biệt là đối với thựcphẩm axit cao và đồ uống Các bước cơ bản của một quá trình chiết rót nóng đồuống được minh họa trong Hình 1