BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỰC PHẨM THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÍT SẤY GIÒN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỰC PHẨM THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÍT SẤY GIỊN Nhóm 11 – Lớp: HC18TP Phạm Thanh Nhàn – 1813313 Cao Đăng Khoa – 1812636 Khưu Trung Hải Minh – 1813068 GVHD Quách Hải My – 1813124 Lê Thị Nhi – 1813394 TS Nguyễn Thị Hiền NĂM HỌC 2020 – 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ NHÀ MÁY THỰC PHẨM THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÍT SẤY GIỊN Nhóm 11 – Lớp: HC18TP Phạm Thanh Nhàn – 1813313 Cao Đăng Khoa – 1812636 Khưu Trung Hải Minh – 1813068 GVHD Quách Hải My – 1813124 Lê Thị Nhi – 1813394 TS Nguyễn Thị Hiền NĂM HỌC 2020 – 2021 MỤC LỤC MỤC LỤC Danh mục hình Danh mục bảng LỜI MỞ ĐẦU .5 Chương 1: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG - QUY CÁCH SẢN PHẨM6 1.1 Giới thiệu Soy Protein Isolate 1.1.1 Định nghĩa Soy Protein Isolate, Soy Protein Concentrate 1.1.2 Ứng dụng SPC, SPI 1.2 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm[3]: .11 1.2.1 Nguyên liệu thô 12 1.2.2 Các sản phẩm protein đậu tương phải phù hợp với yêu cầu thành phần sau đây: 13 1.2.3 Các thành phần tùy chọn 13 1.2.4 Các tiêu dinh dưỡng 13 1.2.5 Chất nhiễm bẩn 14 1.2.6 Vệ sinh 14 1.3 Quy cách sản phẩm[4][5]: 14 1.3.1 Bao gói 14 1.3.2 Ghi nhãn 14 1.3.3 Tên sản phẩm 15 1.3.4 Danh mục thành phẩm 15 1.3.5 Ghi nhãn bao bì khơng dùng để bán lẻ 15 1.3.6 Quy cách sản phẩm mà nhóm chọn 15 Chương 2: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ GIA .17 2.1 Nguyên liệu – Đậu nành: .17 2.1.1 Tính chất vật lý hình thái .17 2.1.2 Thành phần hoá học 18 2.1.3 Tiêu chuẩn hóa nguyên liệu 24 2.2 Tiêu chuẩn hóa phụ gia, phụ liệu sản xuất[6][3] 25 Chương 3: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 29 3.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất SPI theo phương pháp kết tủa protein điểm đẳng điện 29 3.1.1 Làm 31 3.1.2 Tách vỏ .34 3.1.3 Nghiền mịn .36 3.1.4 Trích ly lipid .37 3.1.5 Tách hexan 39 3.1.6 Nghiền ướt 41 3.1.7 Hoà tan protein 42 3.1.8 Lọc ly tâm 44 3.1.9 Kết tủa protein 46 3.1.10 Lọc ly tâm .47 3.1.11 Trung hòa 47 3.1.12 Ly tâm 48 3.1.13 Sấy khí thổi .49 3.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất SPI kỹ thuật membrane 51 3.2.1 Siêu lọc .54 3.2.2 Sấy phun 55 Chương 4: SO SÁNH HAI QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Danh mục hình Hình 1 Soy protein isolate dạng bột Hình Sản phẩm bổ sung SPI Y Hình Hạt đậu nành 17 Hình 2 Cấu trúc hạt đậu nành 18 Hình Quy trình sản xuất SPI theo phương pháp kết tủa protein điểm đẳng điện 30 Hình Mơ hình máy sàng rung chữ nhật 31 Hình 3 Máy sàng rung TTVM 612 32 Hình Mơ hình làm việc máy tách từ 33 Hình Mơ hình máy bóc vỏ đậu nành 35 Hình Máy bóc vỏ đậu nành 35 Hình Mơ hình làm việc máy nghiền búa 36 Hình Máy nghiền búa VPC - 0305 37 Hình Mơ hình hệ thống trích ly ngược dịng chất béo khỏi bã đậu nành 38 Hình 10 Nồi trích ly 39 Hình 11 Mơ hình máy tách hexan 40 Hình 12 Hệ thống flash desolventizer Crown Iron Works Company 41 Hình 13 Mơ hình máy nghiền ướt 41 Hình 14 Máy ngiền ướt Charoenchai Company Ltd 42 Hình 15 Mơ hình thiết bị khuấy trộn 43 Hình 16 Thùng khuấy trộn 44 Hình 17 Mơ hình máy ly tâm tách bã 45 Hình 18 Máy ly tâm tách bã 46 Hình 19 Kích thước mao quản áp suất ứng với kỹ thuật membrane 51 Hình 20 Quy trình sản xuất SPI kỹ thuật membrane 53 Hình 21 Mơ hình thiết bị siêu lọc 54 Hình 22 Thiết bị siêu lọc cơng ty POLL 55 Hình 23 Mơ hình hoạt động tháp sấy phun 56 Hình 24 Máy sấy phun EnvitechCorp 57 Danh mục bảng Bảng 1 Bảng so sánh thành phần SPI SPC[2] Bảng Chỉ tiêu hóa lí SPC .8 Bảng Chỉ tiêu chất lượng SPI cho sản phẩm thịt Bảng Chỉ tiêu chất lượng SPI cho thực phẩm dinh dưỡng 10 Bảng Chỉ tiêu chất lượng chung cho SPI 11 Bảng Các tiêu kinh tế kỹ thuật protein đậu nành thành phẩm phân lập Anyang Best Complete Machinery Engineering Co., Ltd 12 Y Bảng Thành phần hoá học hạt đậu nành 19 Bảng 2 Thành phần amino acid có protein đậu nành 19 Bảng Thành phần tỷ lệ loại protein đậu nành 20 Bảng Thành phần carbohydrate 100g chất khô đậu nành 22 Bảng Thành phần acid béo đậu nành 23 Bảng Hàm lượng chất khoáng 100g chất khô đậu nành 23 Bảng Hàm lượng vitamin đậu nành 23 Bảng Yêu cầu kỹ thuật dung môi hexan theo QCVN 18-1:2015/BYT 25 Bảng Yêu cầu kỹ thuật natri hydroxit theo QCVN 4-11: 2010/BYT 25 Bảng 10 Chỉ tiêu mức axit clohidric kỹ thuật theo TCVN 1556 : 1997 27 Bảng So sánh hai quy trình cơng nghệ 58 LỜI MỞ ĐẦU Đậu nành loại họ đậu quan trọng sử dụng thời gian dài nguồn protein nước châu Á Việc tiêu thụ sản phẩm đậu nành khắp giới tăng lên giá trị dinh dưỡng lợi ích sức khỏe mà mang lại Các sản phẩm đậu nành có chứa loạt chất có hoạt tính sinh học saponin, phytosterol, peptide… Trong có số hợp chất có lợi cho sức khỏe: giúp hạ huyết áp, giảm cholesterol, chống loãng xương giảm triệu chứng mãn kinh Hạt đậu nành giàu dinh dưỡng, đặc biệt protein lipid, mà chúng đem lại tiềm lớn việc giải vấn đề dinh dưỡng cho người gia súc Đậu nành từ lâu trở thành phần văn hóa châu Á, từ lâu người chế biến thành thức ăn phương pháp chế biển xem nghệ thuật gia đình địa phương sữa đậu nành, tàu hũ ky, nước tương Các sản phẩm chủ yếu sử dụng thành phần protein đậu nành, phân tích hóa sinh cho thấy: protein đậu nành chiếm 38% - 40% chứa acid amin cần thiết cystine, methionine, lysine… vitamin B1, B2, A, D, E, K… Ngoài việc đẩy mạnh sản xuất nguồn protein truyền thống thịt, cá, trứng, sữa phương Tây phát triển kỹ thuật chế biến tương đối phức tạp để tận dụng nguồn protein chưa sử dụng Trong nguồn protein động vật có số lượng khơng tăng kịp nhu cầu giá thành đắt nguồn protein thực vật phong phú lại chưa khai thác mức Do đó, việc sử dụng nguồn phế liệu khô dầu để thu nhận protein sử dụng chế biến thực phẩm cần thiết, từ người ta sản xuất soy protein isolate soy protein concentrate Chương 1: LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1 Luận chứng kinh tế 1.1.1 Tình hình tiêu thụ Theo số liệu tổ chức giám sát doanh nghiệp quốc tế (BMI), ngành thực phẩm, đồ uống Việt nam đạt mức tăng trưởng kép, 9.43% Trong đó, doanh thu bán hàng thực phẩm đóng hộp chiếm 5.17%, 4.65% cho bánh kẹo thức uống có cồn tăng đến 6.9% Đặc biệt mặt hàng nông sản sấy, với mức tăng trưởng 20 - 30% Qua ta thấy tiềm nhu cầu không ngừng tăng xã hội Đồng thời Việt Nam cịn nước có lượng nông sản trái tươi đa dạng, với số lượng vơ lớn Đặc biệt mít loại cậy trồng phổ biến có giá trị dinh dưỡng cao, trồng với sản lượng nhiều, sản phẩm chủ yếu fresh-cut Đây sở để chọn sản phẩm Trong thời gian gần đây, hoạt động xúc tiến thương mại trọng, nhiều mặt hàng Việt Nam xuất với sản lượng, kim ngạch ngày tăng Trong chuyến khảo sát Thái Lan, thị trường có nhiều sản phẩm hàng hóa tương đồng vị hẳn nước ta, số mặt hàng nông sản Việt Nam tìm kênh tiêu thụ định Theo đại diện Công ty cổ phần Vinamit, Thái Lan coi “vương quốc trái cây” với nhiều phương pháp chế biến sau thu hoạch tốt, nhiên trái sấy Việt Nam hồn tồn thâm nhập thị trường thông qua cách chế biến khác lạ ngon Chẳng hạn, sản phẩm mận sấy, mãng cầu dẻo, long, khoai lang mít sấy Vinamit người tiêu dùng Thái Lan ưa chuộng Mỗi tháng, Vinamit xuất hai công-tennơ hàng trái sấy với tổng giá trị khoảng 50 nghìn USD sang Thái Lan.[1] Hình 1 Kim ngạch xuất Việt Nam kỳ tháng năm 2019 kì tháng năm 2020 Từ biểu đồ ta thấy sản lượng xuất trái Việt Nam qua năm có tăng nhẹ Trong trái nhiệt đới mặt hàng trái xuất Việt Nam: bao gồm trái tươi chế biến tối thiểu (sấy đơng lạnh) Nhóm sản phẩm xuất lớn bao gồm me tươi, mít, vải chanh leo chiếm 59% tổng giá trị xuất trái cây; nhóm trái sấy khơ chiếm 10% [2] Đồng thời tình hình Việt Nam kí kết hiệp ước thương mại EVFTA (European Union–Vietnam Free Trade Agreement) làm sản phẩm Việt Nam đặc biệt nơng sản có triển vọng cao 1.1.2 Tình hình sản xuất Sự phát triển người gắn với phát triển thời đại, phát triển ngành khoa học gắn liền với phát triển ngành thực phẩm Với việc ứng dụng thiết bị máy móc, phương pháp sản xuất đại, nhà sản xuất tạo sản phẩm lạ, giàu chất dinh dưỡng với phương pháp chế biến như: Đóng gói chân khơng; đóng gói tiệt trùng, tiệt trùng áp suất cao, sấy chân không, sấy thăng hoa… Riêng mặt hàng rau sấy phương pháp bảo quản thực phẩm áp dụng lâu đời Các sản phẩm rau khô phổ biến nước ta mít sấy, vải khơ, long nhãn, nấm khơ, ớt khơ… số loại có sản lượng lớn, góp phần đáng kể kinh ngạch xuất rau vải thiều sấy khô, long nhãn, chuối sấy, mít sấy Rau khơ có ưu điểm gọn nhẹ, dể vận chuyển bảo quản lâu Thêm vào đó, nước có 150 nhà máy chế biến trái cây, đó, có 18 nhà máy chế biến sâu Tuy nhiên, số lượng nhà máy có cơng suất lớn lại khơng nhiều Dù vậy, sản lượng trái tồn vùng Đồng sơng Cửu Long chưa đáp ứng hết công suất hoạt động nhà máy Hiện thị trường có nhiều thương hiệu mít sấy với mẫu mã giá thành khác nhau, nhiên điều chưa đáp ứng đủ nhu cầu thị trường nhu cầu xuất Cuộc sống ngày phát triển đòi hỏi người phải tất bật hơn, nhu cầu ăn thức ăn nhanh ngày tăng cao, đồng thời đỏi hỏi người sản phẩm khơng nhanh mà cịn đáp ứng đầy đủ chất dinh dưỡng cung cấp thể Theo ông Đặng Phúc Nguyên, Tổng thư ký Hiệp hội rau Việt Nam, nông dân Đồng sông Cửu Long sản xuất ăn trái nhỏ lẻ, phân tán, gây khó khăn việc giới hóa Đồng thời, trái phục vụ cho chế biến, xuất khẩu, đặc biệt sản phẩm xuất sang thị trường khó tính Mỹ, châu Âu, Nhật Bản, …Theo thống kê Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thơn, có 30% sản lượng trái đưa vào chế biến, xuất khẩu, số lại chủ yếu xuất tươi tiêu thụ nước Khi tiêu thụ tươi, thời gian bảo quản trái ngắn, làm tỷ lệ hao hụt cao giảm giá trị mặt hàng thực phẩm trái sấy hướng phát triển tốt vừa tận dụng nguồn lực nước vừa xuất sang thị trường rộng lớn Với sản phẩm “snack” kênh phân phối có sẵn rộng khắp nước, việc đến tay với người tiêu dùng vô đơn giản Thị trường xuất vô tiềm tiêu biểu Nhật Bản, bỡi lẽ áp lực công việc nhu cầu hối sống nên họ cần nhu cầu giải tỏa căng thẳng nhu cầu sử dụng sản phẩm thức ăn nhanh nên hội xuất “mít sấy” sang thị trường lớn Từ mạnh nêu nên định sản xuất sản phẩm mít sấy Hình 18 Máy ly tâm tách bã 3.1.9 Kết tủa protein  Mục đích: Khai thác: thu nhận lượng protein hồ tan dung dịch  Các biến đổi: - Hóa lý : thay đổi trạng thái từ dung dịch, hình thành khối kết tủa -Vật lý: kích thước khối hạt tăng dần, tùy theo nguồn gốc protein mà kích thước khối protein tăng đến vài centimet - Sinh học : số vi sinh vật bị ức chế pH thấp - Hố sinh : khơng thay đổi  Thiết bị: - Cấu tạo: bồn khuấy sử dụng thiết bị hòa tan - Nguyên lý hoạt động: phần protein hoà tan kết tủa cách chỉnh pH dung dịch 4.5 pH đẳng điện protein globulin Để điều chỉnh pH dùng dung dịch HCl đậm đặc - Thông số công nghệ: + Tên: Cơng ty JCE Việt Nam + Thể tích: 500 lít + Đường kính bồn: 1100mm + Chiều cao bồn : 2000mm + Motor điện HP + Nguồn điện 220V 53 + Tốc độ khuấy 150 rpm + Vật liệu thép không gỉ + pH = 4,5 3.1.10 Lọc ly tâm  Mục đích: Chuẩn bị: q trình ly tâm nhằm mục đích loại phần dịch có chứa hợp chất hoà tan polysaccharide… để thu phần protein kết tủa, chuẩn bị cho trình rửa tủa  Các biến đổi: -Vật lý: protein qua trình kết tủa tách dịch kết thành khối chặt hơn, tỷ trọng khối protein tăng - Hoá học: độ tinh khiết sản phẩm tăng phần hồ tan theo dịch ngồi - Hóa lý : sau trình ly tâm ta thu phần, phần nước dịch phần protein - Sinh học : số vi sinh vật bị loại theo dịch Trong nước dịch có chứa đường hợp chất dinh dưỡng khác môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển  Thiết bị: - Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: thiết bị ly tâm dạng vít xoắn nằm ngang (đã trình bày mục 3.1.3.) - Thông số công nghệ: + Tên công ty: Western Filter Technology Co., Ltd + Chiều cao máy 850mm + Chiều rộng máy 1200mm + Chiều dài máy 1200mm + Năng suất máy 4500kg/h + Công suất máy 42kW 3.1.11 Trung hịa  Mục đích: Chuẩn bị: trung hịa hết HCl cịn sót khối kết tủa thành NaCl 54  Các biến đổi trình rửa tủa: - Vật lý: có tăng lên khối lượng thể tích - Hố học: có tổn hao chất khô vào nước rửa tủa, chuyển từ pH acid thành pH trung hòa  Thiết bị: - Cấu tạo: bồn khuấy sử dụng thiết bị hòa tan - Nguyên lý hoạt động: kết tủa thu sau ly tâm nhập liệu đỉnh, sử dụng cánh khuấy để phân bố hạt phân tán pha liên tục, phần NaCl tạo thành tan nước, để ly tâm tách nước hợp chất hòa tan bước sau Tháo sản phẩm cửa đáy - Thông số công nghệ: + Tên: Công ty JCE Việt Nam + Thể tích: 500 lít + Đường kính bồn: 1300mm + Chiều cao bồn 2000mm + Vật liệu thép khơng gỉ + Bồn có motor khuấy 2kW 3.1.12 Ly tâm  Mục đích: - Chuẩn bị: cho trình sấy - Khai thác: loại bỏ phần nước rửa, để thu protein tinh khiết  Các biến đổi: - Vật lý: có giảm khối lượng - Hoá học: độ tinh khiết sản phẩm tăng loại bỏ phần nước rửa - Hóa lý : sau q trình ly tâm ta thu phần, phần nước rửa phần protein  Thiết bị: - Cấu tạo: thiết bị ly tâm dạng vít xoắn nằm ngang (đã trình bày mục 3.1.3.) - Nguyên lý hoạt động: Loại máy ly tâm dùng để tách pha rắn pha lỏng khỏi dung dịch huyền phù sệt Dịch huyền phù bơm vào ống nhập liệu đền buồng lọc Trục vít xoắn quay tạo lực ly tâm làm cho hạt rắn chuyển động 55 khỏi tâm buồng lọc va vào thành thiết bị Những hạt rắn trục vít đẩy ống tháo bã Phần lỏng lại tiếp tục qua màng lọc theo ống tháo sản phẩm ngồi - Thơng số cơng nghệ: + Tên công ty: Western Filter Technology Co., Ltd + Chiều cao máy 1300mm + Chiều rộn máy 1800mm + Chiều dài máy 2000mm + Năng suất máy 7500 kg/h + Cơng suất điện tiêu thụ 70kW 3.1.13 Sấy khí thổi  Mục đích: - Chế biến: tạo sản phẩm SPI dạng bột mịn - Bảo quản: sau sấy sản phẩm có hàm ẩm thấp (