CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT

Tuyên bố bản quyền1Lời giới thiệu2Mục lục3Chương trình môn học6Bài mở đầu111. Khái niệm nước giải khát 112. Tình hình sản xuất và tiêu thụ của nước giải khát trong nước và thế giới113. Vai trò của nước đối với cơ thể con người 124. Phân loại nước giải khát 13Chương 1: Nguyên liệu sản xuất141. Nước 141.1. Các chỉ tiêu hóa học của nước 141.2. Yêu cầu chung về nước dùng trong sản xuất nước giải khát181.3. Xử lý nước 212. Các chất tạo ngọt 282.1. Chất tạo ngọt tự nhiên: Saccharoza 282.2. Chất tạo ngọt tổng hợp 313. Các axit thực phẩm 333.1. Axit citric 343.2. Axit tactric343.3. Axit Lactic 354. Khí CO2 355. Các chất thơm 395.1. Mục đích sử dụng395.2. Một số loại chất thơm 395.3. Yêu cầu khi sử dụng và bảo quản406. Các chất màu 416.1. Mục đích sử dụng 416.2. Một số loại chất màu416.3. Yêu cầu khi sử dụng và bảo quản 437. Các chất bảo quản 457.1. Mục đích sử dụng 447.2. Một số chất bảo quản thường sử dụng 457.3. Yêu cầu khi sử dụng và bảo quản468. Các dạng nước quả 488.1. Nguyên liệu quả dùng để sản xuất nước giải khát trái cây 488.2. Vận chuyển, thu nhận và bảo quản488.3. Yêu cầu nguyên liệu 498.4. Phương pháp bảo quản nguyên liệu 498.5. Các quá trình chế biến cơ học 538.6. Nước quả ép558.7. Nước quả ngâm đường 58Chương 2: Công nghệ sản nước giải khát pha chế có gas601. Sơ đồ quy trình pha chế nước giải khát 602. Thuyết minh quy trình 602.1. Chuẩn bị siro bán thành phẩm602.2. Chuẩn bị nước bão hoà khí CO2702.3. Pha chế nước giải khát và chiết rót sản phẩm và hoàn thiện sản phẩm74Chương 3: Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men861. Sơ đồ quy trình pha chế nước giải khát lên men từ nước quả 862. Thuyết minh quy trình 872.1. Pha chế dịch lên men872.2. Lên men 882.3. Thanh trùng nước giải khát lên men912.4. Hoàn thiện sản phẩm92Tài liệu tham khảo95

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH SÓC TRĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ *************** GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT Mã số: MĐ28 NGHỀ: CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Trình độ: Trung cấp nghề Sóc Trăng, tháng 4/2015 -0- Tuyên bố quyền Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm -1- LỜI GIỚI THIỆU Tốc độ phát triển ngành thực phẩm thập kỉ vừa qua nhanh chóng, q trình phát triển tiếp tục ngày nhanh thực phẩm nhu cầu thiếu việc đảm bảo tồn phát triển người Nhu cầu ăn uống người ngày cao, đòi hỏi khơng ăn no mà phải ngon, đẹp, hợp vệ sinh Nhằm đáp ứng nhu cầu khơng ngừng nâng cao đó, qúa trình chế biến thực phẩm hoàn thiện kỹ thuật nhằm tạo sản phẩm có chất lượng ngày cao, thời gian bảo quản dài đáp ứng nhu cầu người thời kỳ cơng nghiệp Bên cạnh xuất phát từ đòi hỏi thực tế nhu cầu ngày cao thị trường sản phẩm đồ uống phải có nguồn gốc thiên nhiên, giàu lượng, có lợi cho sức khoẻ giá thành kinh tế Mô đun kỹ thuật sản xuất nước giải khát nghiên cứu vấn đề liên quan đến sản phẩm đồ uống theo hệ thống Bắt đầu từ nguyên liệu, trình chế biến đến sản phẩm hồn thiện Mơ đun kỹ thuật sản xuất nước giải khát có tính ngun tắc, khoa học nhằm trang bị cho học sinh, sinh viên chuyên ngành “ Chế biến thực phẩm” kiến thức chế biến nước giải khát cách tổng qt Ngồi ra, giáo trình làm tài liệu tham khảo cho học sinh - sinh viên người làm công tác nghiên cứu, sản xuất chế biến ngành thực phẩm nói chung Do nhiều khó khăn hạn chế định, giáo trình khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng tơi mong đóng góp ý kiến bạn đọc, nhằm làm cho giáo trình ngày hoàn chỉnh cập nhật kiến thức, phục vụ tốt công tác giảng dạy nghiên cứu khoa học Chúng xin chân thành cám ơn! Chủ biên Diệp Thị Ngọc Thà -2- Tuyên bố quyền Lời giới thiệu Mục lục Chương trình mơn học Bài mở đầu 11 Khái niệm nước giải khát 11 Tình hình sản xuất tiêu thụ nước giải khát nước giới 11 Vai trò nước thể người 12 Phân loại nước giải khát 13 Chương 1: Nguyên liệu sản xuất 14 Nước 14 1.1 Các tiêu hóa học nước 14 1.2 Yêu cầu chung nước dùng sản xuất nước giải khát 18 1.3 Xử lý nước 21 Các chất tạo 28 2.1 Chất tạo tự nhiên: Saccharoza 28 2.2 Chất tạo tổng hợp 31 Các axit thực phẩm 33 3.1 Axit citric 34 3.2 Axit tactric 34 3.3 Axit Lactic 35 Khí CO2 35 Các chất thơm 39 5.1 Mục đích sử dụng 39 5.2 Một số loại chất thơm 39 5.3 Yêu cầu sử dụng bảo quản 40 Các chất màu 41 6.1 Mục đích sử dụng 6.2 Một số loại chất màu -3- 41 41 MỤC LỤC CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC KỸ THUẬT SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT Mã số môn học: MH 28 Thời gian môn học: 60 ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 30 giờ) I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: Đây mơn học chun ngành học sau học xong môn học kỹ thuật sở; - Tính chất: + Là mơn học lý thuyết chuyên ngành kết hợp với thực hành phòng thí nghiệm xưởng thực hành II Mục tiêu môn học: - Biết nguyên liệu dùng sản xuất nước giải khát; - Hiểu công nghệ sản xuất nước giải khát có ga; - Hiểu công nghệ sản xuất nước giải khát lên men III Nội dung môn học: Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Thời gian (giờ) Số Tên chương, mục Bài tập 10 14 24 15 60 28 29 Lý thuyết Bài mở đầu 2 I Nguyên liệu sản xuất 8 II Cơng nghệ sản nước giải khát pha chế có ga 26 III Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men Cộng TT Thực hành Kiểm tra (LT TH) Tổng số * Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết tính vào lý thuyết, kiểm tra thực hành tính vào thực hành 2.Nội dung chi tiết: Bài mở đầu Mục tiêu: -4- - Biết khái niệm nước giải khát; - Hiểu vai trò nước thể người; - Phân loại nước giải khát Khái niệm nước giải khát Thời gian: 0,5 Tình hình sản xuất tiêu thụ nước giải khát nước giới gian: 0,5 Vai trò nước thể người Thời gian: 0,5giờ Phân loại nước giải khát Thời gian: 0,5 Chương 1: Nguyên liệu sản xuất Mục tiêu: - Biết tiêu hóa học nước; - Hiểu cách xử lý nước Nước Thời gian: 1.1 Các tiêu hóa học nước 1.2 Yêu cầu chung nước dùng sản xuất nước giải khát 1.3 Xử lý nước Các chất tạo Thời gian: 2.1 Chất tạo tự nhiên: Saccharoza 2.2 Chất tạo tổng hợp Các axit thực phẩm Thời gian: 3.1 Axit citric 3.2 Axit tactric 3.3 Axit Lactic Khí CO2 Thời gian: Các chất thơm Thời gian: 5.1 Mục đích sử dụng 5.2 Một số loại chất thơm 5.3 Yêu cầu sử dụng bảo quản Các chất màu Thời gian: 6.1 Mục đích sử dụng 6.2 Một số loại chất màu 6.3 Yêu cầu sử dụng bảo quản Các chất bảo quản Thời gian: -5- Thời 7.1 Mục đích sử dụng 7.2 Một số chất bảo quản thường sử dụng 7.3 Yêu cầu sử dụng bảo quản Các dạng nước Thời gian: 8.1 Nguyên liệu dùng để sản xuất nước giải khát trái 8.2 Vận chuyển, thu nhận bảo quản 8.3 Yêu cầu nguyên liệu 8.4 Phương pháp bảo quản nguyên liệu 8.5 Các trình chế biến học 8.6 Nước ép 8.6 Nước ngâm đường Chương 2: Công nghệ sản nước giải khát pha chế có ga Mục tiêu: - Nắm quy trình pha chế nước giả khát; - Hiểu cách pha chế nước giải khát Sơ đồ quy trình pha chế nước giải khát Thời gian: Thuyết minh quy trình Thời gian: 2.1 Chuẩn bị siro bán thành phẩm 2.2 Chuẩn bị nước bão hoà khí CO2 2.3 Pha chế nước giải khát chiết rót sản phẩm hồn thiện sản phẩm Thực hành Thời gian: 14 Kiểm tra Thời gian: Chương 3: Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men Mục tiêu: - Biết quy trình sản xuất nước giải khát; - Hiểu cách pha chế dịch lên men Sơ đồ quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ nước Thuyết minh quy trình Thời gian: Thời gian: 2.1 Pha chế dịch lên men 2.2 Lên men 2.3 Thanh trùng nước giải khát lên men 2.4 Hoàn thiện sản phẩm -6- Thực hành Thời gian: 15 Kiểm tra Thời gian: IV Điều kiện thực môn học: - Vật liệu: + Tài liệu, sách vở, giấy bút ghi chép; - Dụng cụ trang thiết bị: + Các dụng cụ phòng thí nghiệm; + Máy chiếu projector, máy tính; + Các trang thiết bị phục vụ giảng dạy - Học liệu: + Tài liệu hướng dẫn học tập; + Các băng đĩa video liên quan đến môn học; + Tài liệu tham khảo liên quan đến môn học - Nguồn lực khác: + Xưởng thực hành chun mơn; + Cán phòng thí nghiệm; + Các thiết bị phụ trợ; + Tài liệu tham khảo V Phương pháp nội dung đánh giá: - Kiến thức: + Nguyên liệu dùng sản xuất nước giải khát; + Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men nước giải khát có ga - Kỹ năng: + Thao tác thành thạo việc chế biến nước giải khát lên men nước giải khát có ga - Thái độ: + Tham gia học tập đạt 80% thời gian học lý thuyết, 100% thời gian thực hành - Phương pháp đánh giá: + Thi, kiểm tra tự luận, trắc nghiệm sau học môn học làm tập thực hành phòng thí nghiệm xưởng sản xuất; + Thang điểm 10/10 VI Hướng dẫn thực môn học : Phạm vi áp dụng chương trình: -7- - Chương trình mơn học sử dụng đào tạo trình độ Trung cấp nghề chế biến Thực phẩm Hướng dẫn số điểm phương pháp giảng dạy mơn học: - Đối với giảng dạy lý thuyết áp dụng phương pháp diễn giảng bên cạnh kết hợp với số phương tiện dạy học đại như: máy chiếu projector, thảo luận theo nhóm số chủ đề giảng dạy; - Giáo viên trước giảng dạy cần nội dung học chuẩn bị đầy đủ điều kiện thực học đảm bảo chất lượng giảng dạy; - Đối với thực hành: giáo viên hướng dẫn nội dung cần thực hành thao tác thực hành dụng cụ thí nghiệm hay thiết bị sản xuất với quy mơ nhỏ Sau người học thao tác cụ thể phòng thí nghiệm xưởng thực hành Những trọng tâm chương trình cần ý: - Nguyên liệu dùng sản xuất nước giải khát; - Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men; - Cơng nghệ sản xuất nước giải khát có ga Tài liệu tham khảo: - Nguyễn Đình Thưởng - Nước Giải Khát – 1986; - Giáo trình Cơng nghệ lên men - Đại học Công nghiệp IV Thành phố Hồ Chí Minh - 2004 -8- BÀI MỞ ĐẦU ****** Mục tiêu: - Biết khái niệm nước giải khát; - Hiểu vai trò nước thể người; - Phân loại nước giải khát Nội dung: KHÁI NIỆM NƯỚC GIẢI KHÁT Mục tiêu: - Biết khái niệm nước giải khát - Nhận biết loại nước thị trường nước giải khát - Có thái độ nghiêm túc khái niệm nước giải khát Nội dung Nước giải khát gồm có: nước chứa khí cacbonic, nước giải khát pha chế, nước giải khát chữa bệnh - Nước chứa khí cacbonic hay gọi nước bão hòa CO (nước soda) Loại nước nước uống thông thường làm lạnh đến 12 - 15 0C đem sục khí để hòa tan CO2 - Nước giải khát pha chế gồm có loại: nước giải khát pha chế có gas nước giải khát pha chế khơng có gas Nước giải khát pha chế loại nước uống nhân tạo gồm nhiều cấu tử khác pha chế trạng thái đồng Trong nước chiếm 80-90%, chất hòa tan chiếm khoảng 10-12% (trọng lượng) Thành phần nước giải khát pha chế gồm cấu tử sau: Nước mềm, đường, acid, chất màu, chất mùi (hay hỗn hợp chất mùi tự nhiên nước ép trái cây, ), CO2 (đối với nước giải khát pha chế có gas) số chất phụ gia khác (chất bảo quản, chất tạo nhũ, ) - Nước giải khát chữa bệnh bao gồm nước muối khống tự nhiên hay pha chế từ chất hóa học với tỉ lệ xác định TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ CỦA NƯỚC GIẢI KHÁT TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI Mục tiêu: - Biết tình hình sản xuất tiêu thụ nước giải khát nước giới - Có ý thức việc sản xuất tiêu thụ nước giải khát nước giới -9- - Tính lượng xirơ bán thành phẩm cần cho chai, lon (hay bao bì lớn hơn) v a 1000 n ml Trong đó: n: Hàm lượng đường lít xirơ bán thành phẩm (g/l) a: Lượng đường cần thiết có nước giải khát chứa bao bì chiết (chai, lon, ),g a = n1 x v1 (g) Với: n1: Nồng độ đường nước giải khát thành phẩm (g/l) v1: Thể tích định mức nước giải khát thành phẩm bao bì Ví dụ: - Bao bì chai 0.5 lít n1 = 100g/l a = 0.5 x 100 = 50g (lượng tối đa) - Xirô bán thành phẩm có độ khơ 50%, tra (bảng 6.1) ta có n =615g/l Vậy thể tích xirơ bán thành phẩm ần định lượng cho chai 500ml là: v 50 1000 81.3 (ml) 615 (tối đa) Để thuận tiện xác hơn, thực tế nên điều chỉnh lượng đường xirô bán thành phẩm (n) cho lượng xirô bán thành phẩm định lượng chai (hay lon, ) số chẳn (v) Lấy ví dụ trên: đưa v = 80ml (cho chẵn) n tính: n a.1000 50 1000  625 g/l v 80 Vậy phải bỗ sung thêm đường (hay ta phải đưa yêu cầu số đường xirô) 625 g/l tương đương với nồng độ chất khô xirô 50.68% Nghĩa là: Thêm 80ml xirô 50.68% chất khô vào 420ml nước bão hòa CO ta chai (500ml) nước giải khát pha chế có độ đường yêu cầu 100g/l Để đơn giản (cho trường hợp dung tích bao bì lớn, ) dùng quy tắc đường chéo để tính phân thể tích cần pha: Y B (625) (100) phần V (thể tích) Z (100) A (0) X (525) phần V (thể tích)H2O Y: Hàm lượng đường xirơ (g/l) (Ví dụ 6.25 g/l) - 80 - A: Hàm lượng đường nước bão hòa CO2 (A=0) Z: Hàm lượng tiêu chuẩn nước giải khát (ví dụ 100g/l) X: Số phần (tính theo thể tích) xirơ bán thành phẩm cần pha B: Số phần (tính theo thể tích) xirơ bán thành phẩm cần pha Trong đó: B = Z-A = 100-0 =100 X =Y - Z =625-100 = 525 Như phần (hay 100 phần) xirơ có 625 g/lít pha với 525 phần (hay 525 phần) nước bão hòa CO2 ta nhận nước giải khát có hàm lượng đường 100g/l (tổng số 6.25 phần V nước giải khát) Áp dụng vào chai 500 lít ta có: phần thể tích chai là: 500:6.25 = 80ml Như pha phần (30ml) xirơ có 625g đường/lít vào 5.25 phần nước bão hòa CO2 (5.25 x 80 = 420 ml) có đủ 500ml (6.25 phần) nước giải khát có lượng đường tiêu chuẩn 100g/l 2.3.2.5 Chuẩn bị bao bì để chiết rót Bao bì dùng để đựng nước giải khát pha chế (hay sản phẩm giải khát khác) phải làm theo tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu Rửa, sát trùng làm khô (nếu cần) biện pháp cần thiết để đạt mục đích Sơ đồ cơng nghệ tổng quát trình chuẩn bị bao bì sau: Bao bì Tiếp nhận Chất sát trùng Nước Chất tẩy rửa Bao bì dùng lại Rửa- Sát trùng -Làm khơ Hơi nước, khí nén, Kiểm tra (độ sạch, độ ngun vẹn bao bì Chiết rót Hình 2.12: Sơ đồ cơng nghệ chuẩn bị bao bì -Tuỳ theo điều kiện sản xuất (khả trang bị, yêu cầu chất lượng, số lượng sản phẩm, thể loại bao bì, ) mà có chế độ kỹ thuật thích hợp -Trong q trình chuẩn bị bao bì cơng đoạn quan trọng rửa - sát trùng làm khô (nếu cần) a Cơ sở lý thuyết trình rửa - 81 - Rửa làm (bao bì) dựa sở trình lý học, hóa học, học để tách tạp chất bám bề mặt bao bì - Cơ sở lý- học: dùng nước có nhiệt độ tối ưu kết hợp với ma sát (rửa cọ, chà xát, phun tia, ) để làm - Cơ sở lý - hóa học: Dùng hóa chất (như xút, acid, ) với yếu tố nhiệt độ, nồng độ tối ưu để làm b Các yếu tố ảnh hưởng đến rửa bao bì - Thể loại, hình dáng, cấu tạo, vật liệu bao bì - Nhiệt độ, nồng độ hóa chất, thời gian rửa, mức độ tác động học (phun, chà xát, ) - Trang thiết bị kỹ thuật c Qui trình cơng nghệ rửa chai c1- Sơ đồ Tiếp nhận Băng chuyền Tiếp nhận Máy rửa khử trùng tự động Băng chuyền Bể rửa a/ Thanh trùng Kiểm tra b/ Băng chuyền Tráng chai Kiểm tra Chiết rót Hình 2.13: Sơ đồ chuẩn bị chai a- Thủ cơng bán khí b- Cơ khí tự động hóa c2- Một số u cầu - Phải có kích thước xác định (nhất hệ thống rửa, chiết rót, trùng, dán nhãn, tự động) - Dung tích loại phải qui định rõ, xác (650,500,330 hay 250ml/chai) - Chai phải suốt, chai màu phải đồng (thường xanh tối hay sẫm vàng, ) để giảm tác dụng xấu ánh sáng mặt trời tới chất lượng sản phẩm - Khả chịu áp cao (chịu áp suất thủy tinh ≥ 10 ÷ 12atm), chịu nhiệt cao (t ≥1000C) chịu thay đổi đột ngột nhiệt độ (trung bình chênh lệch nhiệt độ thay đổi đột ngột ≤ 330C) c3- Các yếu tố ảnh hưởng đến rửa chai - 82 - - Nhiệt độ rửa: Nhiệt độ rửa chai tối đa ≤ 65 ÷ 850C theo nguyên tắc chai qua vùng nhiệt độ tăng dần đến nhiệt độ lớn q trình sau lại qua vùng nhiệt độ giảm dần đến nhiệt độ phòng (sự chênh lệch nhiệt độ vùng không vượt giới hạn cho phép nêu trên) ví dụ: Các chế độ rửa chai sau: Nhiệt độ: (0C) 30-50-60 ÷ 65-50-30 + Nhiệt độ rửa tăng, độ tăng, thời gian rửa giảm + Nhiệt độ tối ưu nhất: 650C (chai sạch, vỡ) -Nồng độ chất tẩy rửa: Thường dùng NaOH, nồng độ cao - chai mau ngược lại Song nồng độ NaOH lại phụ thuộc vào thiết bị, phương tiện kỹ thuật rửa chai + Hệ thống máy hồn tồn tự động [NaOH] = ÷ 3% + Hệ thống máy rửa bán tự động, có dùng tay: 0.2 ÷ 0.4% Đồng thời nhiệt độ cao (65 ÷ 850C), NaOH trung bình: ÷ 1.5% Nhiệt độ thấp (≤ 30 ÷ 400C), [NaOH] trung bình: ÷ 3% -Thời gian rửa: Tăng thời gian rửa: Mức độ diệt khuẩn tăng Bình thường thời gian rửa chai khoảng ÷ 22 phút, chai ngâm, rửa dung dịch NaOH chiếm ≥ 52 ÷ 65% thời gian Thời gian lại rửa, tráng nước ấm, nước nhiệt độ thường c4- Một số chế độ rửa chai cụ thể (trên máy rửa chai) - Chế độ rửa chai (nhà máy Chương Dương): tương tự hình 6.17a - Chế độ rửa chai (nhà máy Bia Sài Gòn) Chai qua bồn máy rửa với chế độ sau: Bảng 6.3: Chế độ bồn nước rửa chai Số thứ tự bồn [NaOH] (g/l) 35 30 30 20 [Cl2] (mg/l) 0 20 Nhiệt độ (0C) 55 80 70 45 35 Toàn thời gian: 45 phút (kể thổi khô) d Kiểm tra chai Dùng đèn huỳnh quang chiếu qua chai nhìn mắt thường để kiểm tra độ chai Loại chai vết dơ, bẩn với khuyết tật khác (như nứt, rạn, sứt miệng, ) Thông thường lắp máy soi chai băng chuyền chai sạch, khơ đến máy rót Câu hỏi ôn tập - 83 - Trình bày qui trình sản xuất nước giải khát có gas? Nêu yếu tố ảnh hưởng đến việc hấp thụ CO2 vào nước? Trình bày qui trình sản xuất siro sử dụng nước giải khát? Nêu thông số cần quan tâm sản xuất siro? Tại cần phải nấu siro trình pha chế nước giải khát? - 84 - Chương 3: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT LÊN MEN Mục tiêu: - Biết quy trình sản xuất nước giải khát; - Hiểu cách pha chế dịch lên men Nội dung: SƠ ĐỒ QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT LÊN MEN TỪ NƯỚC QUẢ Tiếp nhận nguyên liệu Xử lý sơ Cuống, hột nho Ép nước Bã Dịch nước qủa SO2 ,(NaHSO3) Ep dập Sulfit hóa Lắng Dịch bã SO2, (NaHSO3) Sulfit hóa Dịch nước Đường Pha chế dịch lên men Men giống Lên men (18220C) Pha chế dịch lên men Men giống Men sữa đặc Đường Lên men (18220C) Lắng Lọc bã Men sữa đặc Thanh trùng Bã Lắng Thanh trùng Thành phẩm Thành phẩm a/ Theo công nghệ đại b/ Theo phương pháp cổ truyền Hình 3.1: Sơ đồ qui trình sản xuất nước giải khát lên men từ nước - 85 - THUYẾT MINH QUY TRÌNH *Tiếp nhận nguyên liệu xử lý nguyên liệu Nguyên liệu sau thu hoạch độ chín, phải vận chuyển nhanh chóng nhà máy sản xuất nước giải khát lên men Tại nhân viên tiếp nhận nguyên liệu tiến hành cân, phân loại theo giống, loại (chín kỹ thuật, chưa chín tới q chín) Muốn nước giải khát có chất lượng cao cần phải có ngun liệu có chất lượng cao, phải lựa chọn loại bỏ dập nát, thối, xanh Song song với công việc tiếp nhận, cần phải lấy mẫu, ép tách dịch nước xác định hàm lượng đường, axit có nguyên liệu, ghi nhận chuyển kết mẫu cho bước Nguyên liệu sau tiếp nhận kiểm tra mẫu, nhanh chóng đưa sang máy ép nước, xé,ép, dập,chà để tránh kéo dài thời gian lưu giữ nơi tiếp nhận dẫn tới tượng lên men tự phát Ngày nay, công nghệ sản xuất nước giải khát, người ta thường dùng máy ép thủy lực Cách ép cho phép lấy phần ép khác (gồm nước, thịt trái, cuống, vỏ, hột) theo qui định nghiêm ngặt qui trình cơng nghệ * Tách nước Dịch nước ép xong thường đục phần tử bị dập từ cuống, vỏ hạt, hột kể phần thịt chưa ép kiệt, với hợp chất hữu cơ, vô không tan nước dịch Để loại bỏ cặn người ta sử dụng số phương pháp sau đây: - Phương pháp tách cặn tự nhiên: Khi bơm dịch nước vào bồn ta nên bơm đường từ đáy bồn đầy Khi trình lên men xảy ra, bọt khí CO2 tách với xu hướng lên bề mặt bồn lên men, tạo thành lớp bọt đồng thời kéo theo phần tử cặn vỏ hột bị dập Ở thời điểm lên men mạnh lớp bọt nhiều nhất, chí trào khỏi bồn, nhờ phần lớn cặn loại theo bọt - Phương pháp tách cặn cưỡng bức: + Dùng máy ly tâm chuyên dùng để làm dịch nước, hạn chế tối đa oxy hóa dịch nước, cách ta khơng loại nhiều vi sinh vật dại có nước nho, việc dịch nho lên men tự phát xảy + Dùng hóa chất (muối Natri bisunfit NaHSO3 xơng khí SO2) để làm dịch nước Bằng cách này, dịch nước vừa làm trong, đồng thời ngăn chặn lên men tự phát Qui trình cơng nghệ sản xuất nước giải khát theo phương pháp cổ truyền tương tự sản xuất theo phương pháp công nghệ đại Điểm khác quan trọng công nghệ sản xuất nước giải khát theo phương pháp cổ truyền thực trình lên men hỗn dịch 2.1 Pha chế dịch lên men - 86 - Để đảm bảo trình lên men đạt chất lượng tốt, dịch nước cần pha chế với đường axit để đạt tỉ lệ sau: - Các tiêu chuẩn chất lượng dịch trước lên men + Hàm lượng đường  10% + Hàm lượng axít  1% + Hàm lượng chất khơ (tanin, chất đạm, muối khống, vitamin ) 12% + Màu sắc (Đặc trưng cho loại độ chín) Các tiêu chuẩn cần có hài hoà độ chua - 2.2 Lên men Sau xử lý cặn dịch nước đạt tiêu chuẩn chất lượng, cần bơm nhẹ nhàng phần dịch sang bồn lên men Quá trình lên men nước giải khát tiến hành bồn gỗ, bêtông cốt thép, thùng kim loại với nhiều kích thước, hình dạng khác Cần lưu ý trình lên men nước giải khát tiến hành chế độ nhiệt độ ổn định (tốt từ 18  220C) chất lượng tốt Vì cần khống chế nhiệt độ lên men tối ưu thật ổn định Một chu kỳ lên men nước giải khát chia làm qui trình - Lên men chính: kéo dài đến 10 ngày Trong trình lên men hạn chế tối đa xâm nhập khơng khí Mức dịch thùng đầy, tốt (packing up) dùng thiết bị thép Inox (lên men tự động Automatical funmemtation) - Lên men phụ: kéo dài 10 ngày đến tuần, có dài hơn, tùy thuộc vào hàm lượng đường ban đầu nước dịch hoạt độ nấm men mạnh hay yếu Trong sản xuất nước giải khát việc kiểm sốt q trình lên men ln đặt cách nghiêm túc Trước hết, chế độ kiểm soát phải chặt chẽ, thường xuyên, liên tục Chế độ kiểm soát phải tiến hành hàng ngày, ngày hai lần vào buổi sáng buổi chiều, phương tiện kiểm tra chuyên dụng thước đo tỷ trọng có kèm nhiệt kế (gọi đường kế hay phù kế) để theo dõi biến động hai thông số là: - Chất đường lên men - Nhiệt độ lên men bồn Kết đo ghi lại phiếu theo dõi cho bồn Căn vào số liệu đo phiếu, ta theo dõi biết diễn biến bồn suốt thời gian lên men, để điều chỉnh, kiểm sốt q trình lên men cách hiệu Khi trình lên men phụ kết thúc, nước giải khát bồn chuyển sang trạng thái tĩnh, xáo động yếu dần, phần tử cặn lơ lửng khơng hòa tan từ từ kết lắng lại xuống đáy bồn lên men, hình thành lớp cặn mịn gọi cặn bùn Trước tiến hành tách nước giải khát khỏi cặn bùn, cần kiểm tra xem trình tự kết lắng tự vang nho thực kết thúc hay chưa Điều - 87 - thường thực sau:Lấy nửa cốc nước giải khát từ bồn ra, đặt nơi có nhiều ánh sáng nhiệt độ phòng cao nhiệt độ trung bình (khoảng  20C), để tự khoảng 48 giờ, sau quan sát độ trong, màu sắc thử mùi, vị nước giải khát Nếu màu khơng có biến đổi đáng kể so với ban đầu, coi chấm dứt trình tự lắng tự nước giải khát Trường hợp ngược lại tháp andehyt cần xử lý nước giải khát trước tách khỏi cặn bùn Hiện tượng thay đổi màu sắc nước giải khát thường xuất phát từ kết tủa phức chứa sắt Để loại bỏ nguyên nhân này, ta cho vào bồn lên men 50g/1hl axit tartric 30 g/hàm lượng axit citric, sau tiến hành tách nước giải khát khỏi cặn bùn Nếu nguyên nhân xuất phát từ enzym nấm men, ta tiến hành sufit hóa bỗ sung  5g/hàm lượng SO2, sau tách rượu vang khỏi cặn bùn Sau tách khỏi cặn bùn bơm vào bồn trữ khác Khi bơm vào bồn trữ nên bơm vào từ đáy bồn, đầy tốt, khoảng khơng bề mặt rượu nhất, có nghĩa lượng O khơng khí nằm lại bồn trữ tối thiểu Điều giúp giảm thiểu nguy oxy hóa thành phần vang, giúp ổn định giá trị cảm quan nước giải khát độ trong, màu sắc, mùi vị Bồn tồn trữ nước giải khát thường làm thùng gỗ sồi, gỗ thơng, gỗ dẻ Vì loại gỗ có thành phần có tamin, nhựa gỗ ligmin, mạch gỗ có tính thấm khơng khí Những hợp chất tamin, nhựa gỗ, ligmin hồ tan vào nước giải khát có nhiều màu khác Ngồi tính thấm khơng khí lọt qua khe hở thùng tạo phản ứng axít hố làm cho nước giải khát có màu sắc Các bồn lên men sản xuất nước giải khát theo công nghệ cổ truyền , sau tiếp nhận hỗn dịch (gồm dịch với bã) đầy đến 4/5 thể tích bồn lên men, phải tiến hành sulfut hóa với liều lượng 10  20g/l hàm lượng SO2.Ta dùng cách bơm hoàn lưu nhận thấy dịch chuyển màu sậm tối lúc đầu, điều nói lên SO khuyết tán đầu hỗn dịch quả, liên kết với chất màu làm sậm tối hỗn dịch Sử dụng SO trường hợp nhằm: - Ngăn chặn trình lên men tự phát xảy ngồi tầm kiểm sốt - Thay đổi hàm lượng chất màu, chất chát sản phẩm nước giải khát theo phương pháp cổ truyền mức độ khác nhau, từ dẫn đến giá trị cảm quan màu sắc vị chát đậm nhạt khác Để thực hai mục tiêu đạt hiệu việc điều chỉnh hàm lượng SO2 ta cần kết hợp với nhiệt độ lên men Bảng 3.1: Sự kết hợp nhiệt độ lên men hàm lượng SO2 Ở nhiệt độ lên men Hàm lượng SO2 (0C) (mg/l) Ở nhiệt độ lên men (0C) Hàm lượng SO2 (mg/l) 15 80 21 25 - 88 - 150 16 20  26 100 180 Sau sulfit hóa khoảng giờ, tháp andehyt nạp men giống khiết với tỷ lệ khoảng 2% so với thể tích hỗn hợp dịch Lúc đầu, phần bã (vỏ, cuống dập, hột, ) nặng hơn; chúng có xu hướng nằm phần đáy bồn lên men , lơ lửng lớp dịch quả, trình lên men xảy bọt khí CO sinh bám vào phần tử bã Mật độ bọt ngày dày, phần tử bã nhẹ từ từ lên mặt bồn lên men, tạo thành lớp bã dày, tháp andehyt thường gọi “ mũ, nón” Lớp bã “ mũ, nón” có phần ngập vào dịch quả, phần tiếp xúc trực tiếp với khơng khí Điều dẫn đến tượng hoạt động nấm men phần bồn lên men thuận lợi hơn, trình lên men nhanh phần bồn lên men tất nhiên nhiệt độ vùng cao vùng Để đạt hai mục tiêu trên, cần phải kiểm soát cẩn thận, chặt chẽ giai đoạn này, cách ngày phải tiến hành đảo “mũ, nón” bồn lên men từ  lần (tùy theo nhiệt độ lên men) để bảo đảm trình lên men xảy đồng bồn, tạo hội tốt cho chất màu, chất chát, phần nhiều tập trung lớp “ mũ, nón”, trích ly dịch lên men Trong thực tế sản xuất, người ta sử dụng nhiều kiểu lên men nước giải khát theo phương pháp cổ truyền * Các kiểu lên men vang nho đỏ a Lên men hở với “ mũ, nón” Kiểu lên men thực bồn lên men hở miệng, khơng có nắp đậy Đặc điểm kiểu lên men phần “ mũ, nón” ln tiếp xúc với khơng khí, đồng thời nhiệt độ cao Đây điều kiện lý tưởng cho lên men axit axetic phát triển, gây nguy hiểm cho sản phẩm b Lên men hở với “ mũ, nón” chìm Kiểu lên men thực bồn hở miệng, có nắp lưới cài bên điều chỉnh lên xuống đến 1/3 chiều cao bồn lên men Sau nạp đầy 4/5 bồn hỗn dịch quả, tháp andehyt cài nắp đáy lưới bên mực dịch bồn lên men Đặc điểm kiểu lên men trình lên men lớp “ mũ, nón” hình thành ln bị ngập dịch lên men, không tạo hội cho vi khuẩn axit axetic xâm nhập, đồng thời “ mũ, nón” lng ngập dịch quả, nên trích ly nhiều chất màu chất chát c Lên men kín với “ mũ, nón” Kiểu lên men thực bồn lên men kín miệng, miệng bồn có khoét lỗ nhỏ để nạp hỗn dịch quả, lỗ CO trình lên men - 89 - Đặc điểm kiểu lên men loại bỏ tối đa xâm nhập khơng khí vào bồn lên men, song việc kiểm sốt q trình lên men bên bồn lại phức tạp d Lên men kín với “ mũ, nón” chìm Kiểu lên men thực bồn có nắp lưới cài chặn " mũ, nón" ln chìm mực nước dịch (giống kiểu thứ hai), song bên nắp lưới có gắn với nắp kín có chừa lỗ nhỏ để CO2 q trình lên men Đặc điểm kiểu lên men có phần ưu việc kiểu thứ ba, song việc sử dụng nặng nề, phức tạp e Lên men kín với tự động dội tắm cho " mũ nón" Bồn lên men chế tạo theo cấu trúc đặc biệt, gồm có hai phần A B, nối hai phần lỗ C với đường kính 60cm Phần A có dạng hình ly với thể tích 1/7 thể tích phần B Sau nạp đầy hỗn dịch cho vào bồn qua lỗ C, ta đặt ống đồng T có đường kính 12 cm từ cửa C xuống đến đáy bồn Ong đồng bịt kín đầu dưới, đục nhiều lỗ nhỏ xung quanh ống Dịch theo lỗ nhỏ lên mặt ống đồng tự động chảy xuống phần A Để cho “ mũ, nón” khơng lên qua phần B, lỗ E ta đặt lưới chặn lên “mũ, nón” Khi xảy trình lên men phần B, áp suất từ từ tăng lên, đẩy dịch lên men vào ống đồng lên phía A tự động hình thành trình tự dội tắm cho “ mũ, nón”, đồng thời làm đồng q trình lên men phần A B * Tách sản phẩm khỏi bã Sau lên men kết thúc, việc tách sản phẩm khỏi bã sớm hay muộn tùy theo trường hợp cụ thể Việc tách muộn có lợi làm tăng chất hòa tan nước giải khát, đồng thời làm tăng vị chát, đắng thô vỏ cuống nho rượu non, làm giảm chất lượng cảm quan (vị) sản phẩm, chậm tách vang non khỏi bã thuận lợi cho oxy hóa chất màu, dẫn tới chỗ kết tủa số chất màu Vì vậy, xu hướng chung sau kết thúc q trình lên men , ta nhanh chóng tách sản phẩm khỏi bã sớm tốt Cần lưu ý yếu tố nhiệt độ giai đoạn kết thúc lên men Vì yếu tố định đến việc tách sản phẩm khỏi bã sớm hay muộn Nhiệt độ cao diễn biến trình xảy bồn lên men mạnh, nghĩa tháp andehyt phải sớm thực việc tách bã khỏi sản phẩm Ngược lại, nhiệt độ thấp ta cần tiến hành chậm 2.3 Thanh trùng nước giải khát lên men * Mục đích việc trùng nước giải khát để diệt vi sinh vật có sản phẩm, nhằm cố định chất lượng sản phẩm tăng thời gian bảo quản Trong thực tế sản xuất, phương pháp trùng bao bì (sau chiết chai, lon) sử dụng rộng rải Thiết bị trùng sử dụng rộng rải loại tunel phun tự động - 90 - Cửa tháo chai Cửa nạp chai Hình 3.2: Máy trùng kiểu tunel phun Nhiệt độ nước phun vùng sau: vùng 45 0C, vùng 600C thời gian 20 phút, vùng 450C, vùng 350C vùng 250C Phương tiện chuyển dịch chai tunel băng tải lưới, nước phun vùng thu gom vào bể chứa tương ứng phía Các bể chứa nước trang bị đường ống dẫn để thường xuyên bỗ sung nhiệt cho chúng 2.4 Hoàn thiện sản phẩm 2.4.1 Chiết chai * Mục đích cơng việc chiết chai nhằm chuyển nước giải khát từ thùng chứa thành phẩm vào chai để bảo quản tốt vận chuyển đến người tiêu dùng * Chiết nước giải khát vào chai Quá trình chiết nước giải khát vào chai bao gồm bước sau: Rửa chai, kiểm tra chai sau rửa, rót vào chai, dập nút chai -Mục đích q trình rửa chai loại bỏ tạp chất, vi sinh vật,… phải đảm bảo chai vô trùng trước chiết nước giải khát Nên chai nước giải khát rửa theo chế độ sau (hay chai máy rửa trải qua công đoạn): + Ngâm sơ nhiều bể chứa nước có nhiệt độ tăng dần + Ngâm sút (NaOH 0,5%) nóng (t= 60 650C) + Phun rửa sút nóng + Phun rửa nước ấm (t = 30  400C) + Phun rửa nước thường + Phun rửa nước sạch, sau sấy chai nhiệt độ 120  1300C Chai khỏi máy rửa kiểm tra: thành chai, đáy chai, miệng chai, bên chai Nhằm đảm bảo chai hồn tòan bên trong, khơng chứa vật lạ, không bị hư hỏng nứt mẻ,… Máy chiết chai chế tạo làm việc theo ngun lý đẳng áp Cơng đoạn rót nước giải khát vào chai chia làm giai đoạn sau: + Giai đoạn 1: Hút chân không chai + Giai đoạn 2: Tạo áp suất đối kháng - 91 - Sau hút chân không, CO2 đưa vào chai, từ khoảng khơng phía bề chứa bia máy chiết từ bên + Giai đoạn 3: Rót nước giải khát vào chai Khi áp suất chai áp suất bể chứa nước giải khát máy chiết cân nhau, bia chảy cách nhẹ nhàng vào chai chênh lệch chiều cao Khí chai đẩy ngồi theo đường dẫn khí vòi chiết Q trình rót bia cần đảm bảo:  Thể tích nước giải khát chai đủ với quy định Mức nước giải khát chai điều chỉnh độ sâu vòi dẫn khí CO Khi nước giải khát chạm đầu vòi q trình tự chảy nước giải khát vào chai dừng lại  Khơng có xâm nhập oxy vào chai: nhờ áp suất đối kháng CO tạo nước giải khát chảy nhẹ xuống chai dọc theo thành chai mà không tạo xáo động + Giai đoạn 4: Đầy chai Q trình rót nước giải khát dừng lại mức nước chạm tới ống dẫn khí đầu chiết Khi van thơng khí phía bể chứa nước giải khát đóng lại + Giai đoạn 5: Hạ chai khỏi vòi chiết * Dập nắp chai (máy xiết nắp chai) Sau chiết, chai xiết nút nhanh vậy, máy xiết tốt Chính nắp chai gắn khối với máy chiết vận hành từ động cho làm việc hai máy tương ứng Cách tiến hành xiết nắp Đầu xiết nắp hạ xuống sát miệng chai Nắp chai giữ nam châm đầu xiết Nhờ lực tác động đầu xiết, 21 nắp ép sát vào miệng chai Khi đầu xiết nâng lên giải phóng chai sang giai đoạn 2.4.2 Dán nhãn xếp két Công việc dán nhãn nhằm mục đích hồn thiện nốt sản phẩm , đem lại cho bế ngồi sản phẩm có hình thức dễ hình, mẫu mã lại phong phú hơn, nhãn in ấn theo qui định nhà nước nhãn sản phẩm Kéo dán rulô Khi rulô quay tiếp xúc với quét keo đặt mâm xoay tròn, nhờ keo quét lên Khi tiếp xúc với nhãn phận cấp nhãn (mặt sau nhãn), nhãn gắn vào nhờ lực kết dính keo dán Mặt trước nhãn hướng phun hạn sử dụng nhờ phận Sau nhãn kẹp lên rulô dính vào chai tiếp xúc với chai quay mâm Chỗi miết nhã dán xung quanh chai Chai tiếp tục chuyển động mâm để vào két - 92 - Cấu tạo nguyên tắc làm việc máy dán nhãn Hình 3.3: Mơ hình máy dán nhãn Câu hỏi ôn tập Nêu qui trình sản xuất nước giải khát lên men? Trong qui trình sản xuất nước giải khát lên men công đoạn ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm? Nêu nguyên liệu dùng để sản xuất nước giải khát lên men? Có phương pháp lên men Kể ra? Nêu ưu nhược điểm phương pháp? Những thông số cần kiểm sốt q trình lên men? - 93 - TÀI LIỆU THAM KHẢO ***** - Nguyễn Đình Thưởng - Nước Giải Khát – 1986; -Giáo trình Cơng nghệ lên men - Đại học Cơng nghiệp IV Thành phố Hồ Chí Minh -2004 - Cơng nghệ chế biến thực phẩm đóng họp – Đại học Cần Thơ -2005 4- Quản Văn Thịnh- Công nghệ lên men – Đại Học bách khoa Hà Nội -1972 5- Nguyễn Thị Hiền- Các sản phẩm lên men cổ truyền – NXB khoa học, kỹ thuật Hà Nội - 2004 - 94 - ... liệu dùng sản xuất nước giải khát; + Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men nước giải khát có ga - Kỹ năng: + Thao tác thành thạo việc chế biến nước giải khát lên men nước giải khát có ga... Mục tiêu môn học: - Biết nguyên liệu dùng sản xuất nước giải khát; - Hiểu công nghệ sản xuất nước giải khát có ga; - Hiểu công nghệ sản xuất nước giải khát lên men III Nội dung môn học: Nội dung... Chương 3: Công nghệ sản xuất nước giải khát lên men Mục tiêu: - Biết quy trình sản xuất nước giải khát; - Hiểu cách pha chế dịch lên men Sơ đồ quy trình sản xuất nước giải khát lên men từ nước Thuyết