Thiết kế kho bảo quản rau quả và trứng

Thiết kế kho bảo quản rau quả và trứng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC . KHOA ĐỀ TÀI: Thiết kế kho bảo quản rau quả và trứng Đồ án công nghệ II 1 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý LỜI NÓI ĐẦU Rau quả và trứng là thực phẩm thiết yếu của con người.Rau quả và trứng cung cấp cho con người nhiều vitamin, chất khoáng, đặc biệt trứng đạt chất lượng chứa tỉ lệ cao và cân đối các axit amin không thay thế, cần cho người đang phát triển và bệnh nhân đang phục hồi sức khoẻ. Do vậy trong chế độ dinh dưỡng của con người rau quả và trứng ngày càng trở nên quan trọng và cần thiết Đất nước ta có điều kiện khí hậu và đất đai thuận lợi cho sự phát triển của thực vật nói chung và rau quả nói riêng đều có quanh năm với chất lượng đặc trưng. Bên cạnh đó ngành chăn nuôi của nước ta đã và đang cung cấp cho xã hội một lượng sản phẩm lớn và đa dạng về chủng loại.Ngoài việc lấy thịt và các sản phẩm phụ ra thì chăn nuôi còn cung cấp một lượng lớn trứng Áp dụng phương pháp bảo quản lạnh sẽ kéo dài thời gian bảo quản, dự trữ nguyên liệu, kéo dài thời vụ sản xuất cho xí nghiệp sản xuất thực phẩm, cho khu công nghiệp và xuất khẩu. Mặt khác so với các phương pháp xử lý khác thì thực phẩm lạnh vẫn giữ được nhiều hương vị và đặc biệt là giá trị dinh dưỡng của thực phẩm tươi sống. Ngày nay sản phẩm bảo quản lạnh ở nước ta sản xuất ra với sản lượng tương đối lớn cũng đã đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng và xuất khẩu. Do đó việc xây dựng một kho bảo quản lạnh với năng xuất trung bình ở địa phương là một việc làm có ý nghĩa thiết thực. Chính vì thế nhiệm vụ của đồ án này là thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng phục vụ cho khu công nghiệp và xuất khẩu .Sức chứa kho 1500 tấn. Đồ án công nghệ II 2 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng CHƯƠNG I TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU Các chủng loại rau quả nước ta nói chung và miền Trung nói riêng đa dạng phong phú. Tuy nhiên rau quả phổ biến ở khu vực miền Trung là các loại như: dứa, chuối, cà chua, bắp cải, dưa chuột, mít. Đây là nguyên liệu sẽ đưa vào bảo quản trong kho bảo quản lạnh. Với mỗi loại rau quả khác nhau sẽ có những tính chất vật lý hoá học khác nhau; thời vụ gieo trồng, thu hoạch .cũng khác nhau. Để có một chế độ bảo quản tối ưu ta phải nắm các đặc điểm, tính chất cơ bản của từng loại rau quả. 1.1. Các phương pháp làm lạnh:( 1,tr 26 ) Tuỳ theo nhiệt độ mà chia làm các phương pháp lạnh khác nhau: - Lạnh thường :+18 0 C> 0 t > t o đóng băng - Lạnh đông : t o đóng băng > t o >-100 0 C - Lạnh thâm độ: -100 0 C > t 0 C > -200 0 C - Lạnh tuyệt đối:-200 0 C > t 0 C> -272,99998 0 C Lạnh thường là lạnh chưa có sự biến thành đá còn tồn tại ở trạng thái lỏng, còn lạnh đông là nước đã tạo thành đá. 1.2 Thành phần hoá học của rau quả và trứng : ( 2,tr3-47) * Rau quả 1.2.1. Nước: Trong rau quả nước chiếm rất cao, trung bình 80÷90 %, có khi đến 93÷97 %. Chủ yếu là nước tự do. 1.2.2. Các gluxit: Gồm có chất đường, tinh bột, xenluloza, hemixenluloza và các chất pectin. 12.3. Các acid hữu cơ: Gồm chủ yếu các acid malic, acid citric, acid tactric, acid acetic…Độ acid chung thường không quá 1 % phụ thuộc loại rau quả, giống, độ chín. 1.2.4. Các glucozit: Các glucozit thường gặp: hesperidi, naringin, limonin, solanin, amilanin, manitotin … 1.2.5. Các chất polyphenol: Chủ yếu bao gồm các chất tanin (có vị chát) ngoài ra còn có lienin và melanin (có màu đen xám). 1.2.6. Các chất màu: GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý Đồ án công nghệ II 3 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý Các chất màu gồm các nhóm clorofin, carotenoit, flavon và antoxian. 1.2.7. Các hợp chất chứa nitơ: Các hợp chất chứa nitơ chủ yếu là protein. Ngoài ra còn có các hợp chất chứa nitơ phiprotein và các hợp chất nitơ gồm các hợp chất hữu cơ và vô cơ. 1.2.8. Chất béo: Chất béo của rau quả thường có hai loại: - Acid béo no: acid palmitic (31 %) và acid stearic (4,5 %). - Acid béo không no: acid oleic (4,5 %), acid linoleic (53%) và acid linoleonic (7%). - Ngoài ra còn có các loại acid khác. 1.2.9. Các vitamin: Các vitamin hoà tan trong nước quan trọng là vitamin C, B, PP,… Các vitamin hoà tan trong chất béo thường gặp là vitamin A và vitamin K. 1.2.10. Các chất khoáng: Các nguyên tố đa lượng quan trọng: K, Ca, Na, P… Các nguyên tố vi lượng quan trọng: Mg, Mn, I 2 , Bo, Zn, Cu… Các nguyên tố siêu vi lượng quan trọng: U, Ra, Th,… 1.2.11. Các fitonxid: Fitonxid là các chất kháng sinh có nguồn gốc thực vật. Fitonxid không chỉ chứa trong hành, gừng, riềng,…như vẫn quen thấy mà có trong hầu hết rau quả với hàm lượng và tính chất khác nhau. Khả năng kháng sinh của fitonxid rất khác nhau, tuỳ thuộc bản chất hoá học của chúng. Chúng khác nhau giữa các loại rau quả, điều kiện trồng trọt, thời hạn tồn trữ. Trong bảo quản chế biến các fitonxid có ý nghĩa rất quan trọng. 1.2.12. Các enzyme: Các enzyme là chất xúc tác sinh học các quá trình trao đổi chất và biến đổi hoá học xảy ra trong mô thực vật, các hệ enzyme chứa trong chất nguyên sinh có tác dụng tổng hợp ra các chất phức tạp hơn, còn các hệ enzyme ở dịch quả có tác dụng thủy phân thành các chất đơn giản hơn. Trong rau quả có các loại enzyme sau: - Hệ enzyme oxi hoá khử: polyphenoloxidaza,ascobinoxidaza, dehidrogenaza… - Hệ enzyme thuỷ phân: amilaza, invectaza, pectaza, bromelin, papain… - Hệ enzyme tổng hợp: photphataza… Đồ án công nghệ II 4 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng * Trứng: ( 2,tr106-107 ) 1.2.1 Nước:chiếm 70-74 % trọng lượng quả trứng chủ yếu ở lòng đỏ và lòng trắng trứng. 1.2.2. Protein : chủ yếu ở lòng đỏ và lòng trắng trứng. Protein của lòng đỏ trứng chiếm 15-17%., lòng trắng trứng chiếm 10,5-12,5%,protein của lòng đỏ trứng không những chứa đầy đủ các axit amin không thay thế mà tỉ lệ của chúng còn rất cân đối. 1.2.3. Lipit: chủ yếu trong lòng đỏ trứng gồm cả 2 dạng tự do và kết hợp. 1.2.4.Chất khoáng: chủ yếu ở vỏ trứng (93-97%),trong đó CaCO 3 chiếm khoảng 93%,MgCO 3 , P 2 O 5 , K, Na, S, Cl. 1.2.5.Vitamin: hầu hết các loại vitamin trừ vitamin C. 1.2.6. Các chất khác: Ngoài các thành phần hoá học chính , trong trứng còn có các hợp chất hữu cơ : collagen, keratin, khí CO 2 1.3. Các quá trình xảy ra trong khi bảo quản lạnh: ( 1,tr113-119) Những biến đổi về vật lý, sinh lý, sinh hóa xảy ra ở rau quả tươi và trứng trong quá trình bảo quản liên hệ chặt chẽ và phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của rau quả, trứng tùy thuộc vào giống vật nuôi và điều kiện trồng trọt, chăm sóc, độ già chín khi thu hái vận chuyển và những yếu tố kỹ thuật trong quá trình bảo quản. *Rau quả 1.3.1.Các quá trình vật lý 1. Sự bay hơi nước Rau quả tươi sau một thời gian bảo quản thì bị héo, nguyên sinh chất bị co lại là do sự bay hơi nước. Ðó là quá trình không có lợi trong bảo quản do đó tìm cách hạn chế. Sự bay hơi nước phụ thuộc vào mức độ háo nước của hệ thống keo trong tế bào, cấu tạo và trạng thái của tế bào che, đặc điểm và mức độ già chín của rau quả, độ ẩm và nhiệt độ của môi trường xung quanh, cách bao gói, thời hạn vận chuyển và phương pháp bảo quản. Các quả xanh, non có hệ thống keo không hoàn chỉnh, còn các quả chín thì hệ keo bị lão hóa nên khả năng giữ nước kém dẫn đến quả mau héo. Thông thường lượng nước mất đi khi bảo quản của một tấn rau:0.6- 0.8Kg/ngày đêm đối với quả và 0.3-0.5Kg/ngày đêm. GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý Đồ án công nghệ II 5 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý Do đó phải bảo quản rau quả trong môi trường có độ ẩm tương đối cao thì sự bay hơi nước chậm lại và lâu héo. 2. Sự giảm khối lượng Là sự giảm khối lượng của rau quả do sự bay hơi nước và do tiêu tốn chất khô trong quá trình hô hấp. 3. Sự thải nhiệt Trong quá trình bảo quản rau quả tươi diễn ra quá trình hô hấp theo phương trình sau: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + 674Kcal Hô hấp xảy ra rất mạnh ngay cả ở nhiệt độ thấp. Trong quá trình bảo quản rau quả tươi phải tìm cách giải phóng nhiệt sinh ra. 1.3.2 Các quá trình sinh lý, sinh hoá 1. Sự thay đổi về sinh lý Quá trình sinh lý cơ bản là sự hô hấp. Ðây là quá trình không có lợi vì nó tiêu tốn chất khô, làm giảm khối lượng tự nhiên, làm tăng nhiệt Có hai dạng hô hấp yếm khí và hiếu khí. - Hô hấp yếm khí: thiếu oxi thì rau quả hô hấp yếm khí phân hủy đường tạo CO 2 và rượu. C 6 H 12 O 6 → C 2 H 5 OH + CO 2 + 28 Kcal. - Hô hấp hiếu khí: thải ra CO 2 , nước và sinh nhiệt làm bốc nóng khối nguyên liệu. Nếu việc thông gió không tốt thì sự sinh nhiệt này sẽ kích thích làm tăng cường độ hô hấp, tích tụ hơi nước trên bề mặt nguyên liệu là nguyên nhân thúc đẩy vi sinh vật phát triển nhanh làm hư nguyên liệu C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + 674 Kcal. Sự hô hấp được biểu thị bằng cường độ hô hấp.Cường độ hô hấp phụ thuộc vào các yếu tố:mức độ dập nát của rau quả,giống nhiệt độ, ánh sáng. Đồ án công nghệ II 6 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý 1.3.3. Sự thay đổi thành phần hoá học : Quá trình biến đổi sinh hóa cơ bản của rau quả tươi là tác động của enzim xảy ra các quá trình sinh hóa đã làm thay đổi thành phần hóa học của rau quả . 1. Gluxit Là thành phần luôn biến đổi và biến đổi lớn nhất trong rau quả . Trong rau quả nói chung thì hàm lượng tinh bột giảm, hàm lượng đường tăng lên cực đại. Ðặc biệt các loại đậu thì lúc non hàm lượng đường nhiều khi già lượng đường giảm, lượng tinh bột tăng. 2. Axit hữu cơ Trong quá trình bảo quản tổng lượng các axit hữu cơ giảm làm cho chỉ số đường trên axit tăng nên quả ngọt. Tuy nhiên lượng axit hữu cơ đặc trưng cho từng loại quả sẽ tăng lên. 3. Vitamin Nói chung hàm lương vitamin giảm nhanh trong quá trình bảo quản. Bảo quản ở nhiệt độ thấp vitamin giảm ít, ngược lại ở nhiệt độ cao vitamin giảm nhiều. 4. Các chất màu Các sắc tố trong rau quả khi bảo quản thay đổi nhiều. Hàm lượng clorofin nói chung là giảm, carotenoit tăng trong quá trình bảo quản rau quả . 5. Polyphenol Các hợp chất tanin trong quá trình chín giảm đi càng nhanh nên trong bảo quản rau quả chín thì giảm đi vị chát. *Trứng Trong quá trình bảo quản, vận chuyển có thể xảy ra những biến đổi làm hư hỏng trứng 1.3.1 Hiện tượng tự phân huỷ Nếu điều kiện bảo quản không tốt ,trong trứng sẽ xảy ra các phản ứng phân giải các hợp chất protein,lipit ,gluxit…đặc biệt khi nhiệt độ bảo quản cao Đồ án công nghệ II 7 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý -Protein:phân huỷ thành axit amin tự do và các hợp chất bay hơi như:NH 3 ,H 2 S -Lipit:diễn ra chậm hơn protein nhưng nó diễn ra trong suốt quá trình bảo quản làm cho các axit béo tự do và các sản phẩm bay hơi của chúng tích tụ lại nhiều hơn -Vitamin:giảm, đặc biệt vitamin A giảm đến 70% 1.3.2 Biến đổi do vi sinh vật Bình thường trứng của gia cầm khoẻ mạnh đạt độ vô trùng đến 93÷98%, nguyên nhân hư hỏng chủ yếu ở vỏ.Nếu vỏ mất màng ngoài, lỗ khí hở hay vỏ bẩn, vi sinh vật sẽ xâm nhập vào bên trong trứng và tiết ra men phân huỷ thành phần hữu cơ của trứng:làm biến màu và tạo mùi H 2 S khó chịu 1.3.3 Biến đổi vật lý *Trao đổi nước: là quá trình mất nước và giảm khối lượng của trứng.Tốc độ mất nước vào kích thước trứng ,nhiệt độ và độ ẩm môi trường *Trao đổi khí:là quá trình lớn dần của buồng khí do khí CO 2 tích tụ và nước bốc hơi làm tỉ trọng của nước giảm,không khí trong túi tăng lên tạo ra hiện tượng trứng ung:PH tăng ,protein phân huỷ nhanh 1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản của rau quả và trứng 1.4.1 Rau quả Bảng1.1 Các yếu tố ảnh hưởng thời hạn bảo quản rau quả STT Yếu tố ảnh hưởng Tính chất 1 Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố chủ yếu của môi trường có ảnh hưởng quyết định đến quá trình sống của rau quả bảo quản.Tăng nhiệt độ sẽ tăng các phản ứng sinh hoá,làm bay hơi nước làm rau quả nhanh héo và làm tăng cường độ hô hấp Vì vậy để bảo quản được lâu cần phải hạ thấp nhiệt độ để giảm cường độ hô hấp,tuy nhiên không được hạ nhiệt độ dưới điểm đóng băng làm nước kết tinh phá vỡ cấu trúc tế bào. Đối với rau quả thì Đồ án công nghệ II 8 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý nhiệt độ đóng băng thường ở -4÷-2 o C vì dịch bào chứa nhiều chất hoà tan 2 Độ ẩm của không khí Độ ẩm tương đối trong phòng bảo quản có ảnh hưởng đến sự bốc hơi nước của rau quả. Độ ẩm thấp làm tăng sự bay hơi nước làm cho rau quả giảm khối lượng tự nhiên,làm héo bề mặt ngoài và bên trong gây ra hiện tương co nguyên sinh chất dẫn đến rối loạn sự trao đổi chất làm rau mất khả năng đề kháng với những tác động bất lợi từ bên ngoài. Đối với những loại rau có thời hạn bảo quản ngắn ngày thì độ ẩm thích hợp là 90÷95%,đối với các loại quả có khả năng chống bốc hơi nước tốt hơn và tồn trữ dược lâu hơn thì độ ẩm thích hợp 80÷90% 3 Thành phần khí trong không khí bảo quản Có ảnh hưởng quan trọng đến cường độ hô hấp nếu kết hợp với bảo quản lạnh không khí diều hoà thì khả năng bảo quản tốt hơn nhiều 4 Sự thông gió và thoáng khí Có ảnh huởng đến chất lượng của rau quả trong quá trình bảo quản 5 Các yếu tố khác Ánh sang, đất,phân bón cũng ảnh hưởng đến khả năng bảo quản của rau quả 1.4.2 Trứng Bảng 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng thời hạn bảo quản của trứng STT Yếu tố ảnh hưởng Tính chất 1 Nhiệt độ Khi ảnh hưởng trứng thường bị hao hụt dưới ảnh hưởng trực tiếp của nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì quá trình phân huỷ và quá trình bay hơi nước càng mạnh dẫn đến sự hao hụt càng lớn 2 Độ ẩm Độ ẩm của trứng cũng ảnh hướng đến sự giảm khối Đồ án công nghệ II 9 Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng GVHD:THS. TRẦN THẾ TRUYỀN SVTH: Lưu Thị Cẩm Tuý lượng của trứng và đồng thời làm làm chiều cao buồng khí tăng lên. độ ẩm càng thấp sự bay hơi nước càng mạnh dẫn đến sự hao hụt càng lớn 3 Các yếu tố khác Sự ảnh hưởng của giống ,thực ăn ,trạng thái sừc khoẻ của gia cầm,mức độ thông thoáng Bảng1.3: Một số ảnh hưởng tới sự mất trọng lượng của trứng khi bảo quản Trứng loại Thời gian(ngày) Nhiệt độ kho( 0 C) Độ ẩm tưong đối không khí (%) Dòng không khí Mất trọng lượng (%) Chiều cao buồng khí(mm) 60 12 75 rất nhẹ 3.8÷ 4.3 3÷4 khoảng 60g 60 10 85 mạnh 4.8 ÷5.5 6÷ 7 60 12 75 rất nhẹ 4.1÷ 4.8 4÷ 6 dưới 45g 60 10 85 mạnh 5.7 ÷6.1 8 ÷11 1.5. Giới thiệu mặt hàng Rau quả nước ta rất đa dạng và phong phú về chủng loại:nhiệt đớicó,cận nhiệt đới có, ôn đới, có quanh năm, mùa nào thức lấy rải rác khắp nơi.Tuy nhiên rau quả phổ biến ở miền Trung là các loại:chuối,bắp cải,dưa chuột,xoài…Đây là các nguyên liệu đưa vào bảo quản trong thiết kế đồ án Với mỗi loại rau khác nhau sẽ có những tính chất vật lý,hoá học khác nhau,thời vụ gieo trồng,thu hoặch …khác nhau. Để có một chế độ bảo tối ưu ta phải lắm các đặc điểm cơ bản và tính chất của từng loại rau quả 1.5.1. Đặc điểm tính chất và những vấn đề liên quan đến thu hoạch và bảo quản rau quả 1. Đu đủ