3.5.1. Tiêu hao nguyên liệu
Chanh dây
Chanh dây qua quá trình trích ly dịch còn lại là 37,62% từ nguyên liệu quả ban đầu. Để sản xuất ra một chai sản phẩm 250 mL thì cần 35,7 mL dịch chanh dây, nên để sản xuất ra 1 chai sản phẩm cần 94,93 g quả chanh dây.
Vậy để sản xuất ra 1.000 chai sản phẩm thì cần 94,93 kg quả chanh dây. Nha đam
Lá nha đam qua quá trình rửa, gọt vỏ thạch nha đam còn lại là 67,92% so với nguyên liệu ban đầu. Để sản xuất ra 1 chai sản phẩm 250ml với tỷ lệ thạch nha đam 10% thì khối lượng thạch cần dùng là 25g. Do đó, để sản xuất ra 1 chai sản phẩm cần 36,82g lá nha đam.
Vậy để sản xuất ra 1.000 chai sản phẩm thì cần 36,82kg lá nha đam.
3.5.2. Chi phí nguyên liệu sản xuất ra 1.000 chai nước chanh dây – nha đam Bảng 3.18. Chi phí nguyên liệu sản xuất ra 1.000 chai nước chanh dây – nha đam Bảng 3.18. Chi phí nguyên liệu sản xuất ra 1.000 chai nước chanh dây – nha đam
Nguyên liệu Đơn vị tính, ĐVT Số lượng Đơn giá, VND Thành tiền, VND Nha đam Kg 36,82 8.000 294.560 Chanh dây Kg 94,93 10.000 949.300 Đường Kg 41,12 17.000 699.040 CaCl2 Kg 0.75 80.000 60.000 Enzyme pectinase Lít 0,068 1.500.000 102.000 Kali sorbate Kg 0,1 105.000 10.500 Chai Chai 1000 1.500 1.500.000 Pectin Kg 0,25 1.500.000 375.000 Guar gum Kg 0,125 1.000.000 125.000 Tổng thành tiền 4.115.400
Vậy tổng chi phí sản xuất ra 1.000 chai nước chanh dây – nha đam dung tích 250 mL là 4.115.400 VND. Tuy nhiên, nếu đưa sản phẩm ra sản xuất công nghiệp thì giá thành sản xuất có thể sẽ giảm do mua nguyên liệu và phụ gia sỉ với số lượng lớn; công ty có thể tự sản xuất hoặc tái chế chai để tiết kiệm chi phí.
SVTH: NGUYỄN THỊ TÁNH 48 (1%, 10 phút) 3.6.Quy trình sản xuất đề nghị Kali sorbate 0,1% guar gum 0,05% Brix = 18 Purre:nước 1:6 (5×5×5 mm) Rửa lần 1 Cắt thành thạch Rửa Ngâm CaCl2 Tách ruột quả Trích ly dịch quả Tách hạt Rửa lần 3
Vô hoạt enzyme
Phối chế Bài khí Đồng hóa Pha loãng Chai, nắp Pectin 0,1%, Cắt bỏ vỏ Rửa lần 2 (74,140C,45phút) E.pectina se 0.25% Ngâm (24 giờ) Thanh trùng Rót chai, đóng nắp Bảo ôn Làm nguội Sản phẩm Đường Syrup Lựa chọn Lựa chọn Nha đam (10%) Chanh dây
SVTH: NGUYỄN THỊ TÁNH 49 Thuyết minh quy trình
a. Lựa chọn và phân loại
Mục đích
Chuẩn bị: Quá trình phân loại sẽ chuẩn hóa nguồn nguyên liệu, chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo.
Phương pháp thực hiện
- Đối với chanh dây
Quá trình phân loại dựa trên tính chất quang học, trong đó ta sử dụng tính chất về màu sắc của nguyên liệu. Thường màu sắc liên quan đến độ chín của nguyên liệu, các lỗi trên bề mặt nguyên liệu. Quá trình phân loại này có thể được thực hiện bằng phương pháp thủ công trên các bàn hoặc băng tải phân loại.
- Đối với nha đam
Quá trình phân loại chủ yếu bằng thủ công. Bên cạnh việc lựa chọn lá phù hợp, bỏ đi những lá thối rữa, quá trình này còn nhằm cắt bỏ, tỉa bớt những phần hư hỏng, thối rữa trên lá. Nha đam được chọn phải là những cây nha đam còn tươi, đạt độ chín kĩ thuật, không sâu bệnh, không bị dập nát. Trong khi thu hoạch những bẹ nha đam mọng nước cân nặng 0,5 – 1 kg.
Các biến đổi xảy ra
Nguyên liệu sẽ đồng đều về độ chín, những phần hư hỏng được loại bỏ.
b. Rửa lần 1
Mục đích
Chuẩn bị: nhằm loại bỏ đất cát cũng như vi sinh vật ở bên ngoài lớp vỏ nguyên liệu để đảm bảo vệ sinh cho sản phẩm.
Phương pháp thực hiện
- Đối với nha đam: lá nha đam sau khi mua về được rửa sạch trong bể nước, cần thay đổi nước thường xuyên.
- Đối với chanh dây: tiến hành làm sạch bằng cách rửa xối. Ở quy mô thực nghiệm ở phòng thí nghiệm, số lượng nguyên liệu ít, tiến hành rửa nguyên liệu bằng phương pháp thủ công bằng tay.
Các biến đổi xảy ra
- Vật lý: Thông thường, quá trình làm sạch dẫn đến một số biến đổi không mong muốn đối với nguyên liệu. Phổ biến nhất là hiện tượng tổn thương cơ học đối với
SVTH: NGUYỄN THỊ TÁNH 50
bề mặt nguyên liệu (nha đam). Khi tổn thương này xảy ra, thời gian bảo quản đối với nguyên liệu sẽ giảm đi. Do đó, nguyên liệu sau khi làm sạch nên đưa vào quy trình sản xuất ngay, vừa hạn chế hiện tượng tái nhiễm, vừa hạn chế các biến đổi do tổn thương cơ học do quá trình làm sạch gây ra.
- Sinh học: Giảm bớt hàm lượng vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu.
c. Cắt bỏ vỏ (nha đam)
Mục đích
Chuẩn bị: Nha đam được loại bỏ vỏ để chuẩn bị chế biến trong các công đoạn tiếp theo.
Phương pháp thực hiện
Nha đam được cắt tỉa sơ bộ rồi đưa vào khu vực cắt bỏ vỏ. Ở đó nha đam sẽ được các công nhân cắt bỏ vỏ theo phương pháp thủ công.
Ở phòng thí nghiệm, ta tiến hành cắt bỏ vỏ nha đam bằng dao bào. Sau đó, ta kiểm tra và loại bỏ phần vỏ màu xanh còn xót lại để được từng miếng thạch trong.
Các biến đổi xảy ra
- Vật lý: Thay đổi hình dạng và kích thước nha đam. - Sinh học: Có nguy cơ nhiễm vi sinh vật cao.
- Hóa học: Làm giảm hàm lượng aloin bám vào thạch nha đam.
d. Rửa 2
Mục đích
Chuẩn bị: Làm sạch nhớt, đồng thời loại bỏ phần đắng còn sót lại trên trên bề mặt nguyên liệu.
Phương pháp thực hiện
Sau khi cắt vỏ xong, ta tiến hành rửa nguyên liệu dưới vòi nước để làm sạch và loại bỏ bớt nhớt.
Các biến đổi
- Vật lý: Không có sự thay đổi đáng kể.
- Hóa học: Giảm dần hàm lượng antharquinon và chất khoáng.
e. Cắt thành thạch
Mục đích
Chuẩn bị: Nhằm tạo cho khối thạch có kích thước đồng đều. Ngoài ra, quá trình này còn giúp tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.
SVTH: NGUYỄN THỊ TÁNH 51
Phương pháp thực hiện
Gel nha đam sau khi rửa được cắt thành từng miếng nhỏ với kích thước 5×5×5cm. Quá trình này nếu thực hiện bằng tay sẽ tốn nhiều công sức và mức độ đồng đều kém. Vì vậy người ta thường dùng máy để nâng cao năng suất và đảm bảo tính chất đồng đều của nguyên liệu sau khi làm nhỏ. Tuy nhiên, với quy mô phòng thí nghiệm, do không đủ thiết bị nên quá trình cắt nhỏ được thực hiện bằng tay.
Các biến đổi xảy ra
- Vật lý: Kích thước nhỏ hơn và hình dạng nha đam thay đổi đặc trưng cho sản phẩm.
- Hóa học: hầu như không có biến đổi.
g. Ngâm CaCl2
Mục đích
- Chuẩn bị: Loại bỏ chất nhớt và chất gây vị đắng cho nha đam theo cơ chế khuếch tán. Đồng thời, ngâm CaCl2 để tạo độ giòn cho nha đam.
Phương pháp thực hiện
Gel nha đam được ngâm vào nước muối CaCl2 1% trong thời gian 10 phút.
Các biến đổi xảy ra
- Vật lý: Có sự thay đổi về cấu trúc và trạng thái.
- Hóa lý: Có sự khuếch tán xảy ra. Muối từ ngoài khuếch tán vào trong, các chất hòa tan (nhớt, các hợp chất gây đắng) một phần khuếch tán ra ngoài.
h. Rửa 3
Mục đích
Chuẩn bị thạch nha đam cho công đoạn phối trộn và loại bỏ muối CaCl2 bám vào bề mặt hạt nha đam.
Phương pháp thực hiện
Ta tiến hành rửa thạch nha đam trong các bể nước hay xả thạch nha đam dưới vòi nước.
Các biến đổi.
Không có sự thay đổi đáng kể.
i. Tách ruột quả
Mục đích
SVTH: NGUYỄN THỊ TÁNH 52
Phương pháp thực hiện
Ở quy mô thực nghiệm phòng thí nghiệm ta dùng các dụng cụ thủ công để tách đôi vỏ quả (thường dùng dao cắt đôi) và lấy muỗng cạo ruột quả chanh dây ra.
Ở quy mô công nghiệp thì sử dụng thiết bị xé vỏ và tách dịch quả được thực hiện đồng thời.
Chú ý yêu cầu chung của quá trình này là đảm bảo không làm vỡ hạt vì trong hạt có chứa một số chất có ảnh hưởng xấu đến màu sắc của nước quả.
Các biến đổi xảy ra
- Vật lý: nguyên liệu giảm kích thước, trái bị phá vỡ.
- Hóa học: phần dịch trong ruột quả thoát ra làm tổn thất vitamin C do bị oxy hóa. - Vi sinh: có nguy cơ nhiễm vi sinh vật cao do thiết bị tách ruột . Quá trình rửa vỏ
chanh dây cần được tiến hành kỹ để tránh nhiễm VSV từ vỏ trong quá trình này.
k. Trích ly dịch quả - tách hạt – vô hoạt enzyme
Mục đích
- Tách các cấu tử cần thu nhận từ nguyên liệu ban đầu với hiệu suất cao nhất.
Tách hạt và các phần bã có kích thước lớn ra khỏi dịch quả, làm trong dịch quả và tránh ảnh hưởng xấu đến sản phẩm.
- Quá trình trích ly dịch quả bằng enzyme làm phân cắt chuỗi peptin trong khối thịt quả thành những đơn vị ngắn hơn nhằm làm giảm độ nhớt, làm trong dịch quả, tách hạt được dễ dàng và tăng năng suất thu nhận dịch quả trong quá trình lọc sau này.
Phương pháp thực hiện
Cho enzyme pectinase vào khối dịch quả, lắc đều và ủ ở nhiệt độ từ 35 – 55oC trong giờ. Trong khi ủ nên đậy kín bình chứa và thỉnh thoảng lắc đều để thúc đẩy quá trình tách hạt. Sau đó, dịch quả được chà qua rây để tách hạt. Và tiến hành vô hoạt enzyme trong dịch chanh dây ở nhiệt độ 80 oC trong 5 phút.
Các biến đổi
- Hóa sinh: Dưới tác dụng thủy phân của pectinase lên các liên kết α – 1,4 – glucoside (giữa các acid galacturonic) và các liên kết ester (giữa galacturonic và nhóm methyl), mạch pectin bị phân cắt thành các phân tử tự do như: acid galacturonic, metanol và các mạch tương đối ngắn.
- Vật lý: Khối lượng, trạng thái, màu sắc của dịch chanh dây thay đổi sau quá trình trích ly. Khối dịch quả có sự phân lớp rõ ràng, phía dưới đáy là lớp hạt màu nâu
SVTH: NGUYỄN THỊ TÁNH 53
đen, phía trên là lớp thịt quả màu vàng cam và ở trên cùng là lớp dịch trong màu vàng nhạt.
Các yếu tố ảnh hưởng
- Kích thước của nguyên liệu: Kích thước của nguyên liệu càng nhỏ thì bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và enzyme sẽ càng lớn. Do đó, việc trích ly các cấu tử sẽ trở nên dễ dàng hơn.
- Nồng độ enzyme: Với cùng một lượng nguyên liệu, nếu ta tăng lượng enzyme sử dụng thì hiệu suất trích ly sẽ tăng theo. Tuy nhiên, nếu enzyme sử dụng quá lớn thì lượng chanh dây đã trích ly hết mà lượng enzyme vẫn còn, nó sẽ làm tăng chi phí enzyme cho quy trình, làm tăng giá thành sản phẩm. Như vậy, chúng ta cần xác định tỉ lệ phù hợp giữa nguyên liệu và enzyme để nâng cao hiệu suất trích ly mà ít ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm.
- Nhiệt độ trích ly: Khi tăng nhiệt độ, enzyme sẽ hoạt động mạnh hơn vì enzyme pectinase hoạt động tối ưu ở nhiệt độ 40 – 55 oC. Tuy nhiên, nếu tăng nhiệt độ quá cao sẽ ức chế hoạt động của enzyme (enzyme pectinase bị vô hoạt ở nhiệt độ 80
oC), đồng thời, làm tăng chi phí năng lượng cho quá trình.
- Thời gian trích ly: Khi tăng thời gian trích ly thì hiệu suất thu hồi dịch quả sẽ cao. Tuy nhiên, nếu thời gian trích ly quá dài thì hiệu suất thu hồi dịch quả sẽ không tăng thêm đáng kể. Do đó, cần xác định thời gian tối ưu cho quá trình trích ly bằng phương pháp thực nghiệm.
l. Pha loãng
Mục đích
Chuẩn vị: dịch chanh dây được pha loãng với nước để chuẩn bị cho quá trình phối trộn và hạ giá thành sản phẩm.
Phương pháp thực hiện
Dịch chanh dây được pha với nước theo một tỷ lệ thích hợp.
Các biến đổi
- Vật lý: Nồng độ chất khô trong dịch chanh dây giảm, màu sắc, trạng thái có sự thay đổi.
- Vi sinh: Trong quá trình pha loãng có thể có sự xâm nhập của VSV qua nguồn nước, dịch chanh dây hay thao tác.
SVTH: NGUYỄN THỊ TÁNH 54
Mục đích
- Nấu đường thành syrup để chuẩn bị cho công đoạn phối trộn.
- Giúp các cấu tử đường đồng nhất vào hỗn hợp. Đường saccharose chuyển hóa thành đường khử làm tăng tính ổn định của sản phẩm và làm tăng vị ngọt dịu.
Phương pháp thực hiện
- Ở quy mô thực nghiệm, ta tiến hành nấu syrup trong nồi nhỏ, gia nhiệt trực tiếp, khấy bằng đũa khấy. Cần gia nhiệt từ từ để tránh xảy ra các phản ứng nhiệt.
- Ở quy mô công nghiệp: Công đoạn này được thực hiện bồn nấu có cánh khuấy bằng motơ điện. Cho nước vào bồn nấu, sau đó cho đường (RE và DE) vào bồn nấu. Sau đó nấu cho đường tan và đạt nồng độ chất khô Bx=65 thì bơn dung dịch đường qua thiết bị lọc để tách tạp chất ra khỏi syrup.
Các biến đổi
- Vật lý: Độ nhớt của syrup tăng và có sự thay đổi về tỷ trọng của syrup sau quá trình nấu.
- Hóa học: Xảy ra phản ứng nghịch đảo đường, chuyển hóa đường saccharosethành glucose và fructose.
- Hóa lý: Có Có sự hòa tan của những tinh thể saccharose vào nước, sự bay hơi của nước, sự hấp phụ một số tạp chất trong syrup.
- Sinh học và hóa sinh: Hệ vi sinh vật và enzyme bị lẫn trong nguyên liệu sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt.
Các quá trình cơ bản xảy ra trong quá trình nấu syrup
- Sự hòa tan đường trong nước: Độ hòa tan của đường phụ thuộc vào nhiệt độ của nước, trên cơ sở đó thông thường người ta thường dùng nước 60 oC để hòa tan đường và hòa tan ngay trong thiết bị nấu kết hợp với các loại tạp chất (bọt, cặn,…) sau đó gia nhiệt đun tiếp cho tới sôi và chuyển hóa nước đường thành syrup.
- Sự keo tụ và kết tủa của tạp chất: Trừ một số loại đường cao cấp, còn đa phần đường dùng trong sản xuất còn lẫn khá nhiều các tạp chất khác nhau, cùng các tạp chất của nước.
n. Phối trộn
SVTH: NGUYỄN THỊ TÁNH 55
- Chế biến: Quá trình phối trộn các thành phần chanh dây, nha đam, syrup, chất bảo quản và chất tạo cấu trúc nhằm tạo ra sản phẩm nước giải khát. Nó sẽ điều chỉnh thành phần hóa học của sản phẩm.
- Quá trình phối trộn bổ sung syrup tạo vị chua ngọt hài hòa cho sản phẩm, chất bảo quản kali sorbate nhằm tăng thời gian bảo quản, hạn chế sự xâm nhập của VSV và phụ gia tạo cấu trúc tạo sự ổn định cho cấu trúc nước quả và nha đam.
Phương pháp thực hiện
- Đường được nấu thành syrup rồi bổ sung vào nước quả sau khi được pha loãng và chất bảo quản được bổ sung trực tiếp vào nước quả.
- Phụ gia ổn định pectin ta phải ngâm nước lạnh qua đêm hoặc trong thời gian dài (khoảng 24 tiếng).
- Trộn các thành phần theo một tỷ lệ nhất định để tạo thành thành phẩm.
Các biến đổi
- Vật lý: Khối lượng thay đổi. Độ trong, độ khúc xạ ánh sáng thay đồi và độ nhớt của dung dịch tăng.
- Hóa học: Hàm lượng chất khô tăng.
- Cảm quan: Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm như màu, mùi, vị...
Các yếu tố ảnh hưởng
- Tính chất của nguyên liệu: Quá trình phối trộn ở đây chủ yếu là quá trình trộn một chất rắn vào trong chất lỏng. Khi thực hiện quá trình phối trộn này, cần chú ý đến khả năng hòa tan của chất rắn trong chất lỏng và các tính chất của dung dịch được tạo thành, đặc biệt là tỉ trọng và độ nhớt của dung dịch tạo thành.