Báo cáo công nghệ sản xuất Nước ngọt có ga

Báo cáo công nghệ sản xuất Nước ngọt có ga..........1)Giới thiệu, 2)Quy trình sản xuất, 3) Thiết bị, 4) Sản phẩm,.... Tài liệu bổ ích, trình bày chi tiết rõ ràng đầy đủ các phần đã nêu như đề mục trên..

I GIỚI THIỆU:

I.1 Vai trò của nước đối với sự sống:

“Ở đâu có nước, ở đó có sự sống” Thật đúng vậy, đối với thế giới sinh vật nói chung cũng như đối loài người nói riêng, nước đóng một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình sinh tồn và phát triển Con người có thể uống nước thay ăn nhưng vẫn có thể tồn tại trong thời gian dài nhưng cơ thể bị mất đi 20-25% nước sẽ bị chết Khoa học chứng minh rằng thời gian tồn tại của cơ thể khi mất nước ngắn hơn 10 lần thời gian tồn tại của cơ thể bị đói

Nước chiếm khoảng 65-70% khối lượng cơ thể, trong đó khoảng 50% chứa trong các tế bào, phần còn lại tập trung trong máu và trong các dịch ngoại bào Nước đóng vai trò làm môi chất vận chuyển các chất từ ngoài vào tế bào và từ trong tế bào đi ra ngoài, là tác chất cho nhiều phản ứng sinh hoá của cơ thể: như phản ứng thuỷ phân…Nếu không đủ nước các cơ quan sẽ làm việc kém hiệu quả, hàm lượng các chất độc trong cơ thể tăng cao do không đào thải được, các khớp và cơ bắp bị đau nhứt Khi thiếu nước nghiêm trọng, máu đưa lên tiểu não thiếu người bị lảo đảo thậm chí không đi lại được Người thường xuyên không uống đủ nước sẽ có cơ bắp nhỏ và yếu, bộ máy tiêu hoá hoạt động chậm, có thể bị tình trạng bủng nước do cơ thể giữ nước thải lại bù cho việc không được cung cấp đầy đủ nước Thức ăn và nước uống là nguồn cung cấp nước cho cơ thể, trung bình mỗi người cần từ 2.5-3.5 lít nuớc trong một ngày, đồng thời cũng sẽ đào thải ra môi trường một lượng nước tương đương, một phần nước cũng được tạo ra do quá trình oxi hoá các chất như: glucid, lipid,…

Điều đáng chú ý là quá trình bài tiết nước ra khỏi cơ thể nhanh hay chậm phụ thuộc rất nhiều vào thành phần của nước cung cấp Các nghiên cứu khoa học và thực tế cho thấy khi sử dụng các loại nước có chứa nhiều chất tan có tác dụng sinh lý, không độc hại ví dụ như :đường, muối, vitamin,…thì nước có khả năng giữ lại lâu hơn, đồng thời khi uống nước có các chất hoà tan còn bổ sung một lượng muối khoáng kịp thời mà trong quá trình bài tiết nước các chất này bị thất thoát theo Cũng chính vì thế mà từ xa xưa, người ta đã biết chế ra các loại thức uống để giải khát như nước nấu với gạo rang, nước nấu với đậu xanh rang hoặc cơm cháy có có pha chút muối, người ta uống nước nấu với râu ngô, rễ cỏ tranh, mía lao, nhãn lòng,…thói quen này vẫn giữ lại ở các vùng nông thôn cho đến ngày nay Vì vậy, uống một cốc nước có các chất dinh dưỡng hoà tan dù sao vẫn tốt hơn uống một cốc nước nhạt Nước ngọt có gas ra đời cũng nhằm vào ba mục đích chính: cung cấp nước cho cơ thể( vì nước giải khát có từ 85-90% thành phần là nước), cung cấp năng lượng cho cơ thể, tạo

cảm giác sản khoái cho con người bởi mùi vị đặc trưng Cho nên có thể nói nước ngọt có gas là một sản phẩm thức uống tiện lợi và bổ dưỡng

I.2 Giới Thiệu Về Nguyên Liệu:

Nguyên liệu dùng trong nước giải khát (NGK) thường rất đa dạng, thành phần của tuỳ thuộc vào từng loại sản phẩm Nhưng chung qui được sản theo công

I.2.1 Nước:

Đối với NGK, nước là nguyên liệu chính yếu không thể thiếu được Yêu cầu trước tiên của nước là phải trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ, không chứa các vi sinh vật gây bệnh Ngoài ra phải thoả mãn các chỉ tiêu về độ cứng, độ kiềm, độ oxihoá, độ cặn

Nước dùng trong sản xuất NGK là nước rất mềm hoặc ít ra là phải nước mềm, thích hợp nhất là nước có độ cứng tạm thời khoảng 0.7 mgE/l và độ cứng vĩnh

Số lượng các tế bào vi sinh vật trong nước cũng là một tiêu chuẩn quan trọng trong chất lượng nước Trong 1ml nước có không quá 100 tế bào vi sinh vật nói chung, riêng đối vi khuẩn E coli thì không được quá 3 tế bào trong 1 lít

Hàm lượng các muối phải thoả các yêu cầu sau:

• Hàm lượng Clo: < 0.5 mg/l

Đa số NGK đều chứa khoảng 8-10% đường, chủ yếu là dùng đường tinh luyện

RE chất lượng đường RE được cho trong bảng sau:

3 Hàm lượng tro (%) 0.03

4 Hàm lượng tạp chất (ppm)

chất hữu cơ

I.2.4 Hương vị:

Hương thơm là một trong những thành phần quan trọng trong thành phần của nước giải khát Tuy chỉ chiếm hàm lượng rất ít nhưng nó tạo cho NGK mùi thơm đặc trưng và mùi ngát dịu Một ml hương liệu phải hoà tan hoàn toàn trong 1 lít nước và không vẫn đục

Trong sản xuất NGK, để tạo cho nước vị chua dịu người ta thường dùng một số axít thực phẩm như: citric, tactric,… Khi hoà tan acid citric trong nước, dung dịch phải trong suốt và không có mùi lạ

I.2.5 Màu sắc:

Màu tạo cho NGK có màu đặc trưng, hấp dẫn người tiêu dùng Chất màu thường được nhập từ nước ngoài trừ màu cola, xá xị có thể tận dụng từ quá trình caramen hoá Màu trước khi sử dụng phải qua phải qua đánh giá cảm quan kiểm tra lại cường độ màu theo mẫu chuẩn của nhà máy Phẩm màu sản xuất phải đạt tiêu chuẩn của vệ sinh, không bị cặn đục khi để lâu, hoà tan tốt trong nước

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

Kiểm tra chai

Phẩm

màu

Làm nguội

Đóng kiện Dán nhãn

Đóng nắp

Bão hoà CO

Chiết chai 2

Than hoạt tính

Thành phẩm

III THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

III.1 NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC:

Ơ ĐỒ XỬ LÍ NƯỚC

Lọc màng Chiếu UV

Làm mềm nứơc

Oxi hóa Fe thành Fe

Nước giếng

Nước tinh

Lọc than hoạt tính

Nước cấp cho nồi hơi

Lọc cát Lắng

a/Đạt các tiêu chuẩn hố lí:

• Loại bỏ tạp chất cơ học: cặn, tủa, các hạt lơ lửng…

• Loại bỏ các ion kim loại (giảm đến hàm lượng cho phép):Fe, Mg, Ca, các kim loại nặng: As, Hg, Pb, Cr, Ni…

• Loại bỏ chất hữu cơ tan và khơng hịa tan trong nước

b/Đạt các tiêu chuẩn cảm quan: trong suốt, khơng màu, khơng mùi, khơng

vị

c/Đạt các tiêu chuẩn về vi sinh: vơ trùng

Chỉ tiêu vi sinh của nước theo TCVN 6096:1995

STT Chỉ tiêu Yêu cầu(số VSV/100ml)

Fe3+ dễ xử lí hơn dựa vào tích số tan của chúng

và không khí tăng lên Quá trình oxi hóa diễn ra:

b/ Các biến đổi:

Dung dịch phèn nhôm được cho vào với vai trò là chất đông tụ để trợ lắng tách các hạt keo có kích thước 1-100µm.Cơ chế hoạt động: chất đông tụ trong nước tạo thành các bông hiđroxit lắng nhanh trong trường trọng lực Các bông này

có khả năng hút các hạt keo và hạt lơ lửng kết hợp chúng lại với nhau do giữa các hạt có sự tích điện trái dấu

Chất đông tụ thường dùng là muối sunfat của nhôm hay sắt hay hỗn hợp(phèn nhôm hay phèn sắt).Tuy nhiên phèn nhôm được sử dụng bởi vì khi sử dụng phèn sắt:

+Dung dịch có tính axit mạnh, ăn mòn thiết bị

+Bề mặt các bông keo tụ ít phát triển hơn

+Có sự tạo thành các phức nhuộm tan mạnh

Bồn lắng được thiết kế có sự thay đổi dòng đột ngột để tăng hiệu quả lắng

Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ T= 10-32

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ T=10-37.5

T:tích số tan

Khi [M3+]x[OH-]3 > T : tủa tạo thành

pH hoạt động hiệu quả từ 5-7.5 Phèn nhôm được xử dụng ở dạng dung dịch 50%

Có hai bồn lọc cát được sử dụng luân phiên nhau Cứ mỗi 3h, khởi động bồn thứ hai đồng tiến hành rửa ngược dòng bồn lọc nhờ máy nén khí, các cặn bám bị thổi tung lên sau đó theo dòng chảy ra ngoài

Lọc than hoạt tính:

a/ Mục đích:

Tách loại các chất hữu cơ hòa tan cũng như không hoà tan chưa được xử lí ở các quá trình trên đồng thời tách được lượng Clorine còn lại trong nước nhờ cơ chế hấp phụ

b/ Các biến đổi:

Nước vào bồn lọc than chảy qua các lớp lọc Ở đây có sự liên kết giữa các phân tử chất hữu cơ cũng như Clo với chất hấp phụ là than hoạt tính (chất hấp phụ không cực hấp phụ chất bị hấp phụ không cực) Ngoài cơ chế hấp phụ , các lớp than hoạt tính còn có vai trò như các lớp lọc

Trên cùng là lớp than hoạt tính có kích thước nhỏ nhất ,bên dưới lần lượt là hai lớp than có kích thước tăng dần Bề dày các lớp theo thứ tự là >50cm, 20cm, 15cm Vận tốc lọc tối ưu là 5m3/giờ.m2.50cm

Sau một thời gian hoạt động, chất lượng than giảm dần, khả năng hấp phụ các chất kém do các lỗ xốp đã đầy Do đó, cần phải giải hấp phụ cho than để tái sử dụng Hơi nước được sử dụng để lôi cuốn các chất hữu cơ cũng như Clo làm sạch các lỗ xốp phục hồi hoạt tính cho than

Làm mềm nước:

a/ Mục đích:

Giảm nồng độ các ion Ca2+ , Mg2+ cùng các ion kim loại nặng khác

b/Các biến đổi:

Nước được dẫn vào thiết bị trao đổi ion dạng hình trụ chứa các hạt nhựa cationit(RH) Cơ chế hoạt động dựa trên bản chất trao đổi ion Đó là quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất trao đổi các ion chứa trong nó bằng các ion khác có trong dung dịch Các chất cấu thành pha rắn này được gọi là ionit Các ionit có thể là vô cơ và hữu cơ, có thể là chất tự nhiên hay nhân tạo Với các đặc tính vượt trội (bền cơ học và hóa học), các ionit hữu cơ nhân tạo ngày càng được sử dụng rộng rãi

Lọc màng:

a/Mục đích:

Loại bỏ các cặn , tạp chất nhỏ nhất mà các quá trình xử lí trước chưa tách được,kể cả xác vi sinh vật Ngoài ra nó cũng loại bỏ được các chất tan có kích thước phân tử lớn hơn kích thước lỗ xốp của màng

b/Các biến đổi:

Cơ chế hoạt động: chất tan bị giữ trên màng lọc vì kích thứơc phân tử của chúng lớn hơn đường kính lỗ xốp hoặc do ma sát phân tử với thành lỗ xốp của màng Chất liệu làm màng lọc từ vật liệu polime: polietylen, đồng polime etylen-propylen được Flo hóa, politetraetylen, aceto butyrat xenlulo,…song phổ biến nhất

là acetat xenlulo

độ cao.Tốt nhất là làm việc ở nhiệt độ bình thường Khi tăng áp suất làm việc , năng suất máy tăng theo do động lực quá trình tăng Tuy nhiên, áp suất tăng làm màng bị ép chặt, giảm tính xuyên thấm Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt và khối lượng riêngdung dịch giảm nên khả năng xuyên thấm tăng Tuy nhiên lúc này áp suất thấm lọc tăng và màng bị chảylàm cho khả năng xuyên thấm giảm

Cấu trúc thiết bị phải đảm bảo bề mặt màng trong một đơn vị thể tích lớn, tháo lắp đơn giản, bền cơ học và kín Thiết bị làm việc dưới áp suất 1.5-4.5atm, nhiệt độ(32-38oC), vận tốc dòng 5.5m/s

Bảng :Tiêu chuẩn nước của nhà máy Tribeco

Vị trí lấy mẫu Tên chỉ tiêu Mức chất lượng

Nước trong bể lắng Fe Clorine

pH

< 0.3 ppm 5ppm 6.5 – 7.5

pH

< 0.3 ppm 5ppm 6.5 – 7.5

Nước qua lọc than Tổng cứng Clorine

Mùi

Vị

< 50 ppm

0 Không mùi Không vị Nước qua cột khử

cứng

Tổng cứng

pH

< 20 ppm 6.5 - 9

Nước qua lọc màng

(tinh)

pH

Fe Tổng cứng Tổng kiềm

Vi sinh Màu, mùi, vị

Độ trong

6.5 -8 0.1 ppm

< 20 ppm

< 50 ppm Không nhiễm vi sinh vật

Không màu, mùi, vị lạ Trong

Tiêu chuẩn của nước đạt được sau khi xử lí tinh:

+Độ cứng: < 20 ppm +Hàm lượng chất khô: < 600 ppm +Hàm lượng Clo: < 0,5 ppm +Hàm lượng SO42-: < 80 ppm +Hàm lượng Asen: < 0.05 ppm +Hàm lượng Chì: < 0.01 ppm +Hàm lượng Kẽm: < 5 ppm +Hàm lượng Đồng: < 3 ppm +Hàm lượng Sắt : < 0.3 ppm

III.2.NẤU SYRUP:

Lọc khung bản

Làm nguội

Than hoạt tính

Đường RENấu

Cặn

Nước

Bột trợ lọc

Dd Syrup

H PO3 4

1.Tiến hành:

đường

• Đến 800C cho bột trợ lọc vào

• Sau đĩ đưa qua thiết bị lọc khung bản

• Dịch đường qua lọc được làm nguội

9 Ở nhiệt độ đĩ các VSV lẫn trong nguyên liệu cũng bị tiêu diệt

9 Nước cho vào để hồ tan đường thành dung dịch

9 Than hoạt tính cho vào nhằm hấp phụ màu, mùi và các chất hữu cơ cĩ trong nguyên liệu Cĩ than hoạt tính quá trình lọc cũng dễ dàng hơn

9 Bột trợ lọc cĩ tác dụng làm tăng kích thước của các hạt rắn tránh hiện tượng bít lỗ lọc trong quá trình lọc dịch dường

Nguyên liệu cho một mẻ nấu :

Khi nhiệt độ càng cao thì độ nhớt càng giảm nên dễ lọc

Thiết bị nấu đường:

Có thể dùng thiết bị trao đổi nhiệt bằng hơi nướcthiết bị có hai vỏ, làm bằng Inox đường kính 1.3m, chiều cao 2.6m đường kính nắp 24cm

Phương pháp vận hành:

Kiểm tra:

¾ Vệ sinh thiết bị,

¾ Kiểm tra nguồn nước và hơi nước cung cấp

¾ Kiểm tra vải lọc

Vận hành:

¾ Khởi động cánh khuấy

¾ Mở khoá cung cấp hơi váo thiết bị

vào

¾ Đến 700C cho than hoạt tính vào, 800C cho bột trợ lọc, 850C kết thúc quá trình nấu

Làm nguội:

Mục đích: làm nguội nhằm tránh sự tổn thất hương khi pha chế đồng thời tránh

sự ngưng hơi nước trong bồn làm mơi trường cho VSV nhiễm vào

Dịch đường sau khi lọc được bơm qua thiết bị làm lạnh hạ nhiệt độ xuống khoảng

22oC trong khoảng thời gian ngắn

Dịch đường thụ được phải đạt tiêu chuẩn: trong suốt, màu trắng nhạt, thơm , không có mùi mía mật

Tách ẩmLàm nguội CO2

phẩm Đặc điểm của quy trình sản xuất CO2 là tạo ra khí CO2 tinh khiết, không màu, không mùi, đảm bảo chất lượng vệ sinh thực phẩm

1 Nguyên liệu:

Nguyên liệu để sản xuất CO2 có thể tận dụng khói lò từ nguồn khí thải của nhà máy Các lò đốt sử dụng dầu DO thải ra rất nhiều CO2 dưới dạng khói Sản xuất CO2 từ khói lò vừa có thể xử lý được khí thải bảo vệ môi trường

2 Rửa khí:

Trong khói lò ngoài các khí còn có rất nhiều tạp chất rắn khác như muội than, bụi,… do đó khói lò sẽ được rửa bằng nước để loại bỏ bụi bẩn và đồng thời rửa bằng nước có tác dụng làm nguội khói nhằm tăng khả năng hấp thu

CO2 sau này

3 Hấp thu CO 2:

Để tách CO2 ra khỏi hỗn hợp gồm nhiều khí la ïphải tiến hành hấp thu

CO2 bằng dung môi đặc hiệu, dung môi hấp thu phải có đặc điểm chỉ hấp thu

phải dễ hoàn lưu Ơû đây, dùng dung môi MEA(mono ethanol amin)

4 Giải hấp thụ CO 2 :

thiết bị giải hấp thụ bằng cách gia nhiệt dung dịch lên khoảng 120-135oC, khí

CO2 sẽ được giải phóng và dung môi MEA được làm nguội trước khi hoàn lưu lại thiết bị hấp thu

5 Làm nguội:

Khí CO2 vừa được giải hấp ở nhiệt độ khá cao do đó cần phải làm nguội về nhiệt độ bình thường nhằm tạo điều kiện cho quá trình lọc khí sau này

6 Lọc CO 2 :

được trong quá trình giải hấp vẫn chưa đạt độ tinh khiết để có thể dùng trong thực phẩm Vì vậy quá trình lọc nhằm loại tất cả các khí lẫn vào Cho dòng khí qua tháp lọc gồm hai lớp dung dịch Na2CO3 và KMnO4, sau khi qua tháp lọc tất cả các khí lạ đều bị trung hoà hoặc bị oxi hoá :

KMnO4 + 3SO2 +2H2O = 2MnO4 + K2SO4 + 2H2SO4

Để bảo quản, khí CO2 chế phẩm phải được nén vào các bình chứa ở áp suất

10-12 at, ở nhiệt độ -8oC

III.4.CHAI:

1 Rửa Chai:

Người ta thường dùng chai thủy tinh, chai nhựa, lon… để làm bao bì cho các loại nước giải khát Đối với chai thủy tinh thì hầu hết sử dụng lại, một ít được bổ xung mới

Chai dùng để chứa nước giải khát, đặc biệt là nước giải khát có ga đồi hỏi phải có khả năng chịu áp lực cao, chịu được sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ, có kích thước xác định nếu dùng hệ thống rữa chai, chiết rót tự động

* Mục đích: quá trình rữa chai nhằm loại bỏ toàn bộ tạp chất có trong

chai, chuẩn bị cho quá trình chiết rót, đảm bảo sản phẩm không bị ảnh hưởng

do chai dơ

Thường ở các nhà máy lớn thì rữa chai theo phương pháp tự động hóa, mức độ rửa chai sạch tùy theo nhiệt độ, nồng độ hóa chất , áp lực phun nước kèm tác dụng cơ học

Nhiệt độ rữa chai phụ thuộc váo thiết bị và độ bền nhiệt của chất tẩy rửa và chai, thường không quá 80°C

Hóa chất thường dùng là NaOH kết hợp với chất chống mốc Stabilon hay Divobrite Nồng độ của nó ảnh hưởng nhiều đến mức độ và thời gian rữa và nồng độ này phụ thuộc vào thiết bị

Thời gian rữa chai càng dài thì mức độ sạch và diệt khuẩn càng cao, thường kéo dài từ 10 đến 25 phút bao gồm các công đoạn sau: ngâm rửa sơ bộ, rửa trong dung dịch tẩy rửa thời gian còn lại là rửa lại bằng nước nóng, lạnh và tráng lại bằng nước vô trùng

* Thiết bị rửa chai :

Có rất nhiều, đa dạng về chủng loại, nhưng nguyên lý hoạt động hoàn toàn như nhau: chai được ngâm trong nước nóng, sau đó là dung dịch NaOH,