Căn cứ vào số liệu về thời vụ và thời gian thu hoạch của nguyên liệu
Bảng 4. 1 Sơ đồ thu hoach nguyên liệu đậu nành trong nước và thế giới năm 2019 [23] Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Trong nước Nước ngoài Sơ đồ nhập liệu Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4.3. Biểu đồ sản xuất
Trong một năm, nhà máy sẽ sản xuất liên tục để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và tăng doanh số cho nhà máy. Nhà máy sẽ được nghỉ các ngày lễ, tết theo quy định, ngoài ra còn nghỉ cuối tuần và khoảng thời gian để bảo trì thiết bị và vệ sinh nhà máy. Các khoảng thời gian nghỉ được tính như sau:
- Năm 2022 có 356 ngày
- Số ngày được nghỉ – 75 ngày: + Số ngày chủ nhật – 52 ngày;
+ Tết Dương Lịch 1/1/2022 – 1 ngày;
+ Tết Nguyên Đán (28/1/2022 – 5/2/2022) – 7 ngày; + Giỗ tổ Hùng Vương (10/4/2022 – 11/4/2022) – 2 ngày;
+ Ngày giải phóng và ngày Quốc tế lao động (30/4/2022 – 2/5/2022) – 3 ngày; + Lễ Quốc Khánh (1/9/2022 – 2/9/2022) – 2 ngày;
+ Bảo trì thiết bị và vệ sinh nhà máy mỗi quý 2 ngày – 8 ngày; - Số ngày sản suất – 290 ngày;
Theo biểu đồ 3.2, thời gian trung bình cho mỗi mẻ cấy mốc là 210 phút, thời gian chuyển giao giữa các công đoạn và chuẩn bị cho mẻ sau là 30 phút. Do đó thời gian trung bình của một mẻ là 240 phút.
Số mẻ cấy mốc trong một ngày: n=(24*60)/240=6 (mẻ)
Số mẻ nấu trong một tháng mà năm được tính theo số mẻ trong một ngày Căn cứ vào sự phân công trên ta có
Bảng 4. 2 Biểu đồ sản xuất của nhà máy năm 2022
Tháng Cả năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cấy mốc Số ngày 24 19 25 24 25 24 26 27 22 26 26 25 293 Số ca/ngày 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 36 Số ca/tháng 72 57 75 72 75 72 78 81 66 78 78 75 879 Số mẻ cấy mốc 144 114 150 144 150 144 156 162 132 156 156 150 1758 Lên men Số ngày 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 365 Số ca/ngày 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 36 Số ca/tháng 93 84 93 90 93 90 93 93 90 93 90 93 1095 Số ngày 24 19 25 24 25 24 26 27 22 26 26 25 293
Chiết rót Số ca/ngày 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 36 Số ca/tháng 72 57 75 72 75 72 78 81 66 78 78 75 879 4.4. Tính cân bằng vật chất
- Nguyên liệu chính: khô đậu nành, bột mỳ, mốc Aspergillus oryzae, nước. - Nguyên liệu phụ: natri benzoate, NaCl
- Bao bì: chai nhựa 500ml, màng co PE, thùng carton
4.4.1. Tổn thất nguyên liệu qua từng công đoạn sản xuất
Các công đoạn trong quy trình chế biến thực phẩm đề gây ra sự hao hụt về nguyên liệu.
- Quá trình rang: do sự bám dính của nguyên liệu lên thiết bị gây ra sự thất thoát nguyên liêu khi qua quá trình khác. Giả sử sự hao hụt 0,5% so với lượng nguyên liệu đầu vào.
- Quá trình nghiền: ngoài việc làm nhỏ khối nguyên liệu thì nghiền còn có thể loại bỏ một số tạp chất khác nên gây ra tổn thất về nguyên liệu, ngoài ra tổn thất còn xảy ra trong trường hợp nguyên liệu bám dính lên các bộ phận của máy nghiền. Chọn tổn thất là 2% so với nguyên liệu đầu vào.
- Quá trình phối trộn gây ra tỏn thất do sự bám dính nguyên liệu lên thiết bị trong quá trình. Chọn tỷ lệ tổn thất là 0.5% sao với nguyên liệu đầu vào.
- Quá trình hấp: có sự bay hơi kéo theo một số chất bay hơi nhưng không đáng kể nên chọn tỷ lệ tổn thất là 0,1% so với khối nguyên liệu đầu vào.
- Quá trình đánh tơi làm nguội: đánh tơi được thực hiện bởi thiết bị đánh tơi nên gây ra thất thoát nguyên liệu cũng như làm nguội cung bay hơi một lượng tổn thất đáng kể nên chọn tỷ lệ tổn thất 1,5% so với nguyên liệu đầu vào.
- Quá trình cấy giống và nuôi mốc tổn thất không đáng kể nên chọn tổn thất là 0,1% so với nguyên liệu đầu vào.
- Quá trình lên men (thủy phân): do hàm lượng protein chưa được thủy phân hết trong quá trình lên men. Hiệu suất của quá trình thường đạt 40 – 55% trong quá trình thủy phân. Mặt khác hàm lượng protein chiếm gần 40% nguyên liệu, hàm lượng protein chưa phân hủy hết là 45%×(40 – 55%) = 16 – 22%. Vậy nên chọn tỷ lệ hao hụt là 15% so với hàm lượng ni tơ tổng. [8]
- Quá trình trích ly lọc dịch: quá trình vẫn chưa trích ly hết các chất hòa tan và bám dính trên thiết bị nên hao hụt khá lớn, chọn tỉ lệ hao hụt là 10% so với nguyên liệu.
- Quá trình trích ly bã lọc: không thể vắt kiệt số thành phần không hoà tan
ra khỏi dịch nước tương nên hao hụt so với dịch hết dung dịch có trong bã còn sót nên gây ra các hao hụt khá lớn chất hòa tan. Chọn tỉ lệ hao hụt là 20 %.
- Quá trình lọc bã đã loại bỏ phần cặn cũng như một nước tương ban đầu là khá lớn. Chọn tỉ lệ hao hụt là 20 % so với dịch nước tương.
- Quá trình phối chế, thanh trùng: do có sự dính nguyên liệu lên thiết bị cũng như có sự bay hơi nước ít trong khi thanh trùng nhiệt độ cao nên chọn tỉ lệ hao hụt là 0,5 % so với dịch nước tương. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Quá trình lắng: do có sự loại bỏ các cặn còn sót lại trong nước tương cũng như hao hụt trong thiết bị nên chọn tỉ lệ hao hụt là 0,3 % so với dịch nước tương. - Quá trình rót chai: do các sự cố về máy móc cũng như là sự trong quá trình chiết rót nên gây ra tổn thất nên chọn tỉ lệ hao hụt là 0,2 % so với dịch nước tương.
Bảng 4. 3 Tỷ lệ tổn thất nguyên qua các quá trình chế biến
STT Công đoạn Hoa hụt (%) Giá trị
1 Rang Khối lượng nguyên liệu 0,5
2 Nghiền Khối lượng nguyên liệu 2
3 Phối liệu và trộn nước Khối lượng nguyên liệu 0,5
4 Hấp Khối lượng nguyên liệu 0,1
5 Đánh tơi, làm nguội Khối lượng nguyên liệu 1,5
6 Cấy giống Khối lượng nguyên liệu 0,1
7 Nuôi mốc Khối lượng nguyên liệu 0,1
8 Lên men (thủy phân) Hàm lượng nito tổng 15
9 Trích ly – lọc lần 1 Thể tích dịch nước tương 10 10 Trích ly bã lọc Hàm lượng nito tổng hòa tan
trong bã lọc 20
11 Lọc rút Thể tích dịch nước tương 20
12 Phối trộn, thanh trùng Thể tích dịch nước tương 0,5
13 Lắng Thể tích dịch nước tương 0,3
4.4.2. Tính cân bằng vật qua các quá trình
Giả sử nguyên liệu đầu vào là M = 100kg (90kg khô đậu nành và 10kg bột mỳ). Công thức tính lượng thành phẩm đầu ra so với lượng nguyên liệu đầu vào
𝑀 = 𝑀0×100 − 𝑥𝑛 100
trong đó:
M: lượng thành phẩm đầu ra ở công đoạn n M0: lượng nguyên liệu đầu vảo ở công đoạn n
xn: tỷ lệ tổn thất ở công đoạn n, tính bằng % nguyên liệu đầu vào n: thứ tự các công đoạn, n = 1, 2, …,
công thức tính nguyên liệu phụ và các nguyên vật liệu khác - Khô đậu nành
+ Khối lượng ban đầu:
mkđn = M0 × 90% = 90 (kg)
+ Hàm lượng protein trong khô đậu nành: mp(kđn) = mkđn × 45% = 40,5 (kg) + Hàm lượng nước trong khô đậu nành: mn(kđn) = mkđn × 10% =9 (kg) - Bột mỳ
+ Khối lượng ban đầu: mbm= M0 – mkđn = 10 (kg)
+ Hàm lượng protein trong bột mỳ: mp(bm) = mbm × 8% = 0,8 (kg) + Hàm lượng nước trong bột mỳ: mn(bm) = mbm × 12% = 1,2 (kg) Tính tổn thất nguyên liệu trong các công đoạn
4.4.2.1. Quá trình rang (rang bột mỳ)
Tổn thất quá trình rang bột mỳ là 0,5% so với khối lượng nguyên liệu. + Khối lượng bột mỳ sau quá trình rang: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
m1 = mbm × (100-0,5)/100 = 10×(100-0,5)/100=9,95 kg + Hàm lượng protein trong bột mỳ:
m1p= mp(bm) × (100-0,05)/100 = 0,8×(100-0,5)/100 = 0,796 (kg) + Giả sử độ ẩm tương đối của bột mỳ sau quá trình rang là 5%
w1: độ ẩm tương đối của bột mỳ trước quá trình rang, w1 = 12% w2: độ ẩm tương đối của bột mỳ sau quá trình rang, w2 = 5% Lượng ẩm bốc ra khi quá trình rang kết thúc là:
Δw = m1 × (w1-w2)/(100-w2) = 9,95×(12-5)/(100-5) = 0,733
Hàm lượng nước của bột mỳ sau quá trình rang khi chưa tính đến sự tổn thất:
m'1n = mn(bm) × (100- Δw)/100= 1,2×(100-0,733)/100 = 1,191 kg Hàm lượng nước trong bột mỳ sau quá trình rang khi tính đến sự tổn thất:
4.4.2.2. Quá trình nghiền
Tổn thất quả quá trình nghiền là 2% so với nguyên liệu. Khối lượng nguyên liệu khô đậu nành sau quá trình nghiền:
m2 = Mkđn × (100-2)/100 = 90×(100-2)/100 = 88,2 kg + Hàm lượng protein trong khô đậu nành sau quá trình nghiền:
m2p= Mp(kđn) × (100-2)/100 = 40,5×(100-2)/100 = 39,69 kg + Hàm lượng nước trong khô đậu nành sau quá trình nghiền:
m2n = Mn(kđn) × (100-2)/100 = 9×(100-2)/100 = 8,82 kg
4.4.2.3. Quá trình phối trộn
Tổn thất của quá trình phối trộn là 0,5% so với khối nguyên liệu đầu vào. Khối lượng nguyên liệu phối trộn
mnguyên liệu = m1 + m2 = 9,95 + 88,2 = 98,15 kg Tổng hàm lượng protein trong hỗn hợp nguyên liệu:
m3p= m1p + m2p = 0,796 + 39,69 = 40,486 kg
Sau khi bổ sung nước để tăng độ ẩm của nguyên liệu nhằm chuẩn bị cho quá trình hấp, ta có:
Độ ẩm khối nguyên liệu sau khi bổ sung nước là w = 50%. [24] Lượng nước cần bô sung cho quá trình phối trộn là:
w = (mnước(nguyên liệu) + mnướcbs)/( mnguyên liệu + mnướcbs)=50%
⇒ mnướcbs = 78,14 kg
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình phối trộn
m3 = (mnguyênliệu+mnướcbs)×(100-0,5)/100 = (98,15+78,14)×(100-0,5)/100= 175,408
kg
4.4.2.4. Quá trình hấp
Tổn thất quá trình hấp là 0,1% so với khối lượng nguyên liệu vào. Khối lượng nguyên liệu sau quá trình hấp (m4):
m4 = m3×(100-0,1)/100 = 175,408×(100-0,1)/100 = 175,233 kg Hàm lượng protein trong khối nguyên liệu sau quá trình hấp (m4p):
m4p= m3p×(100-0,1)/100 = 40,486×(100-0,1)/100 = 40,446 kg
4.4.2.5. Quá trình đánh tơi, làm nguội
Tổn thất của quá trình này là 1,5% so với khối lượng nguyên liệu vào. Khối lượng nguyên liệu thu được sau quá trình (m5):
m5 = m4×(100-1,5)/100 = 175,233*(100-1,5)/100 = 172,604 kg Hàm lượng protein thu được sau quá trình (m5p):
4.4.2.6. Quá trình cấy giống (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ở quá trình này, nấm mốc ở dạng bào tử được trộn vào nguyên liệu với tỷ lệ 0,1% so với khối lượng nguyên liệu.
mnấm mốc = m5×0,1 = 172,604×0,1 = 17,2604 kg Khối lượng nguyên liệu sau khi trộn (m'5):
m'5 = m5+mnấm mốc = 172,604+17,2604 = 189,865 kg
Tổn thất ở quá trình này là 0,1% so với khối lượng nguyên liệu. Khối lượng nguyên liệu thu được sau quá trình (m6):
m6 = m'5×(100-0,1)/100 = 189,865*(100-0,1)/100 = 189,675 kg Hàm lượng protein trong nguyên liệu thu được sau quá trình (m6p): m6p = m5p×(100-0,1)/100 = 39,839×(100-0,1)/100 = 39,799 kg
4.4.2.7. Quá trình nuôi mốc
Tổn thất quá trình nuôi mốc là 0,1% so với khối lượng nguyên liệu. Khối lượng nguyên liệu thu được sau quá trình (m7):
m7 = m6×(100-0,1)/100 = 189,675×(100-0,1)/100 = 189,485 kg Hàm lượng protein trong nguyên liệu thu được sau quá trình (m7p): m7p = m6p×(100-0,1)/100 = 39,799×(100-0,1)/100 = 39,759 kg
4.4.2.8. Quá trình lên men
Ở quá trình lên men này, dung dịch NaCl 10% được trộn vào nguyên liệu với tỉ lệ dung dịch NaCl : khối nguyên liệu là 1/3.
Khối lượng dung dịch NaCl được thêm vào quá trình thủy phân (mNaCl): mddNaCl = m7×1/3 = 189,485×1/3 = 63,162 kg
Hàm lượng NaCl trong dung dịch NaCl 10% đã thêm vào: mNaCl10% = mddNaCl10%×10/100 = 63,162×10/100 = 6,316 kg Khối lượng nguyên liệu sau khi bổ sung NaCl 10%:
m8 = mNaCl10%+m7 = 6,316+189,485 = 195,801 kg - Hàm lượng nitơ tổng:
Với hệ số chuyển đổi của đậu tương là 6,25 [25] mnito tổng = m7p/6,25 = 39,759/6,25 = 6,361 kg
Tổn thất quá trình là 15% so vơi hàm lượng nito tổng.
Hàm lượng nitơ tổng trong dung dịch nước tương sau quá trình thủy phân: m8(nitotổngtp) = mnito tổng×(100-15)/100 = 6,361×(100-15)/100 = 5,407 kg Hàm lượng protein không tan sau quá trình thủy phân:
mpro k.tan= m7p×15% = 39,759×15% = 5,964 kg
- Giả sử khối bã chiếm 35% so với khối mượng ban đầu (100kg ban đầu).[24] Khối lượng bã khô sau quá trình thủy phân (m ):
mbã = 100×35% =35 kg
Khối lượng dung dịch nước tương sau quá trình thủy phân (m8): m8(nước tương) = m8-mbã = 195,801-35 = 160,801kg
Dịch nước tương có khối lượng riêng d=1,08 kg/L. [26] Thể tích dịch nước tương sau quá trình thủy phân (Vtp): V8 (nước tương) = m8(nước tương)/d = 160,801×1,08 = 148,89 L
4.4.2.9. Quá trình trích ly - lọc lần 1
Sau quá trình lên men, cần bổ sung NaCl 15-28% để làm tăng khả năng hòa tan các chất vào dung dịch thuận lợi cho quá trình lọc. Bổ sung dung dịch NaCl 20% :nguyên liệu với tỷ lệ 1:2 ở nhiệt độ 600C. [27]
mdd NaCl 20% = m8×1/2= 195,801×1/2 = 97,901 kg Hàm lượng NaCl trong dung dịch NaCl 20%:
mNaCl20% = mdd NaCl 20% ×20/100 = 97,901×20/100 = 19,580 kg Khối lượng riêng của NaCl 20% tại 600C là d=1,16655 kg/L.
Thể tích dung dịch NaCl 20% thêm vào dung dịch thủy phân ở 600C là : VNaCl20% = mddNaCl20%/d = 97,901/1,16655 = 83,923 L
Thể tích nước tương trước khi đi vào quá trình lọc dịch V9-0 = V8(nước tương)+VNaCl20% = 148,89+83,923 = 232,813 L
Tổn thất quá trình lọc lần 1 là 10% so với thể tích dung dịch nước tương. Thể tích dung dịch nước tương sau quá trình lọc:
V9(nước tương) = V9-0 × (100-10)/100 = 232,813×(100-10)/100 = 209,532 L Hàm lượng nitơ tổng trong dung dịch nước tương sau quá trình lọc dịch: m9(nitotổngtp) = m8(nitotổngtp)×(100-10)/100 = 5,407×(100-10)/100 = 4,867 kg Hàm lượng nito tổn thất hòa tan vào trong dịch lọc:
mtt = m8(nitotổngtp)–m9(nitotổngtp) = 5,407-4,867 = 0,541 kg Khối lượng dịch nước tương tổn thất sau quá trình lọc: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
mtt = (V9-0-V9(nước tương))×d = (232,813-209,532)×1,08 = 25,144 kg Khối lượng bã lọc sau quá trình lọc dịch:
m9bã lọc = mbã + mtt = 35+25,144 = 25,144 kg
4.4.2.10. Quá trình trích lý bã lọc
Ở quá trình trích ly bã lọc, bổ xung dung dịch NaCl 20% với tỷ lệ dung dịch : nước là 1:2.[13]
Khối lượng dung dịch NaCl 20 % được bổ sung vào quá trình trích ly bã lọc: m10bãNaCl20%= m9bã lọc.2=
Hàm lượng NaCl trong dung dịch NaCl 20% đã thêm vào:
Khối lượng riêng của dung dịch NaCl 20 % tại 60 0C là: d = 1,16655 kg/L Thể tích của dung dịch NaCl 20% thêm vào thủy phân:
V10NaCl20% = m10ddNaCl20%/d=
Khối lượng bã lọc sau khi bổ sung dung dịch NaCl 20 %: M10baloc= m10NaCl20% + mbã=
Khối lượng dung dịch nước tương trích ly từ bã lọc: m10dịch bã = m10bã lọc + mbã =
Dịch nước tương có khối lượng riêng: d = 1,08 kg/L. Thể tích dịch nước tương sau quá trình trích ly bã lọc: V10 bã lọc=m10 bã lọc /d=
Tổn thất quá trình trích ly, lọc dịch là 20 % so với hàm lượng nitơ tổng. Hàm lượng nitơ tổng trong dung dịch nước tương trích ly từ bã lọc: m1o nito tổng= m10dịch bã (100-20)/100=
Tổn thất quá trình lọc dịch từ bã lọc là 20 % so với thể tích dung dịch nước tương. Thể tích của dung dịch nước tương sau quá trình lọc bã:
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] “Masanfood Production.Pdf.” [Online]. Available: https://masanfood-cms- production.s3-ap-southeast-
1.amazonaws.com/medialibrary/5de/5dec47bcbe57c76336f059ccf6f81ff2/093 ae0ea60c4508c73fdb7a31e1b38f9.pdf
[2] “Khu nhà xưởng dịch vụ kizuna.” http://www.gtvl.t3h.vn/khu-cong- nghiep/Khu-nha-xuong-dich-vu-kizuna-27/ (accessed Apr. 12, 2022). [3] “Tìm hiểu vị trí của tỉnh Long An trong phát triển kinh tế.”
https://bacmientay.vn/vi-tri-tinh-long-an.html (accessed Apr. 12, 2022). [4] “Long An – Wikipedia tiếng Việt.” https://vi.wikipedia.org/wiki/Long_An
(accessed Apr. 12, 2022).
[5] Diện tích, dân số và mật độ dân số năm 2013 phân theo địa phương. Tổng
cục Thống kê Việt Nam. Accessed: Apr. 12, 2022. [Online]. Available: http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=387&idmid=3&ItemID=15571 [6] “Lịch sử phát triển | Vien Khoa Hoc Ky Thuat Nong Nghiep Mien Nam.”
http://iasvn.org/chuyen-muc/Lich-su-phat-trien-cay-dau-nanh-11443.html (accessed Apr. 09, 2022).
[7] “Cây đậu tương - đậu nành.” https://eminhatban.vn/cay-dau-tuong-dau-nanh/ (accessed Apr. 09, 2022).
[8] N. T. Hiền (Chủ Biên), “Giáo trình Công nghệ sản suất mỳ chính và các sản phẩm len men cổ truyền - Phần 2.” Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004. [9] “Phân tích kỹ thuật - Giá khô đậu tương - Giao dịch đầu tư khô đậu tương.”
https://dautuhanghoa.vn/phan-tich-ky-thuat-kho-dau-tuong/ (accessed Apr. 11, 2022).
[10] “Bài giảng công nghệ sản xuất nước chấm và gia vị.”
https://123docz.net/document/3432160-bai-giang-cong-nghe-san-xuat-nuoc- cham-va-gia-vi.htm (accessed Apr. 13, 2022).
[11] “Tiêu chuẩn ngành 10TCN 865:2006 Thức ăn chăn nuôi - Yêu cầu kỹ thuật khô dầu đậu tương.” https://luatvietnam.vn/cong-nghiep/tieu-chuan-nganh-