PHẦN 2 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
2.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ
2.2.6.2. Cấu tạo thiết bị chà
Hình 2.6. Cấu tạo thiết bị chà cánh đập [16]
Cấu tạo:
1 – Máng xoắn tải nguyên liệu 2 – Phếu nạp liệu
4 – Cánh đập 5 – Trục quay 6 – Mặt rây 7 – Cửa thải bã
Bộ phận chà gồm cỏ trục quay làm bằng thép không gỉ, gắn các cảnh đập bằng thép, hoặc các roi thép. Cảc cánh đập lắp nghiêng so với đường sinh của trục quay một gỏc 1,5 - 2°. Do có gỏc nghiêng này mà nguyên liệu di chuyền theo đường xoắn ốc và bã được đùn ra ngoài ở cuối máy. Vận tốc của trục quay là khoảng 700 vòng/phút.
Rây trịn cố định bằng thép khơng gỉ có đục nhiều lỗ nhỏ với kích thước 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 mm. Đối với việc sản xuất cà chua cô đặc ta chọn lỗ rây 1 – 1,5 mm.
2.2.6.3 Cách tiến hành
Để tăng độ mịn, tăng hiệu suất chà và năng suất máy chà chúng ta đặt 3 máy chà liên tiếp nhau: máy thứ nhất có đường kính lỗ lưới chà 1,1 – 1,5 mm để loại bỏ vỏ và hạt, máy thứ hai có đường kính lỗ lưới chà là 0,5 – 0,75 mm và máy thứ ba có đường kính lỗ lưới chà 0,5 mm để đồng nhất sản phẩm.
Cà chua sau khi đun nóng sẽ được chuyển vào máy chà cánh đập để chà nhỏ, trong quá trình chà phải thường xuyên kiểm tra bã chà (không quá ướt hoặc quá khô) để điều chỉnh thơng số làm việc của máy cho thích hợp.
Điều chỉnh góc nghiêng của cánh chà. Bã khơ q thì tăng góc nghiêng để bã chà ra nhanh hơn, bã ưởt q thì giảm góc nghiêng.
Điều chỉnh khe hở giữa cánh chà và mặt rây: bã khơ q thì tăng khoảng cách giữa các khe hở, bã ướt quá thì giảm khoảng cách khe hở.
Để máy hoạt động tốt phải đưa nguyên liệu vào máy liên tục và đồng đều, nhiệt độ nguyên liệu cố định và trạng thái mặt rây tốt (tỉ lệ lỗ rây bị tắc thấp).
2.2.7. Cơ đặc
2.2.7.1. Mục đích
Tăng nồng độ chất khô cho sản phẩm đến nồng độ yêu cầu, tạo ra độ sệt đặc trưng của sản phẩm và làm tăng độ sinh năng lượng của sản phẩm.
Kéo dài thời gian bảo quản của sản phầm nhờ vào việc giảm bớt lượng nước có trong sản phẩm.
2.2.7.2. Cách tiến hành
Cà chua sau khi được chà mịn sẽ được đưa vào thiết bị cơ đặc chân khơng để tiến hành q trình cơ đặc.
Q trình cơ đặc cà chua được tiến hành trong điều kiện chân không trong khoảng từ 600 – 650 mmHg. Trong điều kiện cơ đặc chân khơng thì dung dịch sôi ở nhiệt độ thấp khoảng 55 – 60oC và hạn chế được các biến đổi bất lợi cho sản phẩm.
Dung dịch cà chua được cô đặc từ nồng độ 7% lên đến nồng độ 30%. Thời gian cô đặc của dung dịch dài hay ngắn tùy thuộc vào cường độ bốc hơi và phương pháp làm việc của thiết bị.
Khi dung dịch cà chua đạt đến nồng độ yêu cầu là 30% thì q trình cơ đặc kết thúc.
Để q trình cơ đặc đạt được hiệu quả cao, đạt được năng suất và giữ được chất lượng sản phẩm thì phải thường xuyên theo dõi các yếu tố như áp suất hơi, độ chân không của thiết bị, hàm lượng chất khô và màu sắc của sản phẩm.
Bề mặt truyền nhiệt càng sạch sẽ, khơng có ngun liệu cháy bám vào cản trở sự truyền nhiệt thì hệ số truyền nhiệt càng cao. Do đó, phải thường xuyên làm vệ sinh, cọ rửa cặn cháy bám ở bề mặt truyền nhiệt.
Trong cà chua có chứa hàm lượng pectin cao nên trong q trình cơ đặc sẽ tạo ra sức căng bề mặt lớn và tạo ra lớp bọt trên bề mặt sản phẩm. Hiện tượng tạo bọt này làm cản trở quá trình bốc hơi và làm tổn thất sản phẩm đi theo ống thoát hơi, để khắc phục hiện tượng này phải dùng hệ thống khử bọt đặt gần ống thốt hơi.
2.2.7.3. Các biến đổi trong q trình cơ đặc
Phản ứng caramel xảy ra ít do q trình cơ đặc được thực hiện trong nồi chân không với nhiệt độ thấp. Đồng thời với nhiệt độ thấp này thì cấu trúc pectin không bị phá vỡ nên giữ được độ sệt được trưng của sản phẩm. Ngoài ra các thành phần khác cũng ít bị biến đổi nhất là vitamin C.
Khi cô đặc, dung mơi bay hơi, nồng độ chất hịa tan tăng dần kéo theo đó làm cho nhiệt độ sơi, độ nhớt, khối lượng riêng tăng, hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng khơng khí cịn lại trong gian bào và hịa tan trong sản phẩm cũng giảm.
Sắc tố của cà chua chủ yếu thuộc họ carotenoid (licopen) nên ít bị biến đổi (bền nhiệt).
2.2.8. Phối trộn
2.2.8.1. Mục đích
Việc bổ sung muối vào sản phẩm có tác dụng nhằm tạo vị cho sản phẩm, sản phẩm trở nên vừa miệng và hấp dẫn vị giác hơn.
2.2.8.2. Cách tiến hành
Quá trình phối trộn được thực hiện bằng nồi 2 vỏ có cánh khuấy, lượng muối được bổ sung vào dưới dạng tinh thể.
Trước tiên dung dịch cà chua sau cô đặc được khuấy trộn và nâng nhiệt lên. Sau đó muối được bổ sung ở dạng tinh thể và được cánh khuấy của thiết bị khuấy trộn để tan và phân bố đều. Quá trình này được thực hiện khoảng 20 phút và nâng nhiệt độ lên 90oC để thuận lợi cho q trình rót hộp diễn ra sau đó.
2.2.9. Chuẩn bị hộp
2.2.9.1. Kiểm tra chất lượng hộp
Loại trừ các hộp bị lỗi như xước trên mặt thiếc, xước lớp vecni, vecni bị nổ…
Chọn hộp theo xác suất để kiểm tra độ kín. Tiến hành kiểm tra độ kín của hộp sắt tây bằng phương pháp đơn giản nhất là cho vào hộp 0,5 – 1,5 ml chất lỏng có nhiệt độ sơi thấp như ete rồi ghép kín mí. Khi cho hộp vào nước nóng có nhiệt độ khoảng 85 – 90oC, ete sẽ sôi và chuyển sang trạng thái hơi, trong hộp sẽ xuất hiện áp suất lớn. Nếu hộp khơng kín thì ở các mí ghép sẽ có các bóng khí nhỏ sủi ra trong nước.
2.2.9.2. Xử lí hộp trước khi rót
Hộp sắt tây trước khi đưa vào máy rót hộp phải đảm bảo độ kín và vệ sinh bằng cách:
Các hộp sắt tây được ngâm trong nước rồi được xối lại bằng hơi hay tia nước nóng, cũng có thể rửa lại 2 lần bằng nước nóng khoảng 85 – 90oC. Việc sử dụng tia hay hơi nước nóng giúp cho cơng đoạn vệ sinh hộp dễ dàng hơn và lượng nước còn lại trên hộp bay hơi nhanh chóng.
2.2.10. Rót hộp
2.2.10.1. Mục đích
Tạo thuận lợi cho quá trình vận chuyển, bảo quản, phân phối và sử dụng sản phẩm cà chua cô đặc.
Cách ly sản phẩm với oxy khơng khí và vi sinh vật nhiễm vào làm hư hỏng sản phẩm.
Tạo cho sản phẩm có mẫu mã bắt mắt, hấp đẫn, thuận tiện trong sử dụng.
2.2.10.2 Cách tiến hành
Cà chua sau khi cô đặc đạt đến nồng độ yêu cầu được tiến hành rót nóng ở 90oC vào các hộp sắt tây đảm bảo vệ sinh bằng máy rót định lượng thể tích. Trong q trình rót hộp phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Đảm bảo được khối lượng tịnh và các thành phần của hộp theo tỉ lệ quy định.
Đảm bảo hệ số truyền nhiệt và có điều kiện thuận lợi để thanh trùng và bảo quản.
Không lẫn các tạp chất.
Khi rót khơng q đầy, phải cách miệng hộp 2 – 3 mm. Khi rót xong phải chuyển qua ghép mí ngay.
2.2.11. Ghép mí
2.2.11.1. Mục đích, yêu cầu
Cách ly sản phẩm với khơng khí và sự nhiễm có các vi sinh vật gây hư hỏng sản phẩm.
Q trình ghép mí cần phải đảm bảo rằng nắp hộp được ghép thật kín và chắc chắn để khi thanh trùng sự chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngồi khơng làm bung mí ghép hay bật nắp ra khỏi thân hộp.
2.2.11.2. Cách tiến hành
Việc ghép mí được thực hiện ngay sau khi rót hộp trên bộ phận ghép chân không. Bộ phận này ngồi hút khơng khí ra cịn có nhiệm vụ tạo độ chân khơng trong hộp đến 400 – 600 mmHg. Với độ chân không này, khơng khí được hút ra hết khỏi hộp mà khơng làm sản phẩm trào ra ngồi. Yêu cầu nắp trước khi ghép phải được vơ trùng, khơng có vết xước.
Trong quá trình ghép thường xun kiểm tra độ kín của hộp, đảm bảo khi thanh trùng không bị hở mối ghép hay bật nắp. Kịp thời phát hiện sự cố của máy ghép mí, thường xuyên kiểm tra kích thước mối ghép.
2.2.12. Thanh trùng – làm nguội
2.2.12.1. Mục đích
Tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh mà đặt biệt là đối tượng Clostridium
botulinum có khả năng sinh độc tố làm chết người dù ở liều lượng rất thấp và có
khả năng sinh bào tử rất bền với nhiệt.
Vơ hoạt các enzyme nhằm tránh hư hỏng sản phẩm và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm.
2.2.12.2. Cách tiến hành
Sản phẩm cà chua cơ đặc sau khi ghép mí được đem đi thanh trùng theo công thức thanh trùng sau:
Thời gian nâng nhiệt của nước trong thiết bị thanh trùng từ khi cho hộp vào đến khi đạt đến nhiệt độ thanh trùng là 100oC là 10 phút và duy trì ở nhiệt độ đó trong 15 phút rồi sau đó làm nguội nước trong thiết bị xuống 40 – 45oC trong 10 phút.
2.2.12.3. Cấu tạo thiết bị thanh trùng
Hình 2.7. Cấu tạo nồi thanh trùng nằm ngang [17]
Cấu tạo:
1 – Thân nồi 6 - Ống phân phối hơi 2 – Nắp cầu lõm 7 – Xả khí
4 – Cơ cấu tay quay 9 – Xả nước ngưng 5 – Van cấp hơi 10 – Bánh xe chốt Nguyên lý làm việc:
Xe chứa sản phẩm (3) được đẩy vào thiết bị trên đường ray, nắp dạng cầu lõm (2) đóng mở được nhờ cơ cấu tay quay được đóng kín nhờ bánh xé chốt (10). Hơi được cấp qua van (5) vào ống phân phối hơi (6) đặt trên và dưới thiết bị, sau khi truyền nhiệt nước ngưng được tháo qua đường xả (9). Van xả khí (7) dùng để xả khí trước khi cấp hơi vào thanh trùng và để xả hơi thừa sau khi thanh trùng để cân bằng áp suất khí quyển trước khi tháo sản phẩm.
2.2.13. Dán nhãn
Sau khi thanh trùng và làm nguội thì các hộp sản phẩm được chuyển sang thiết bị dán nhãn tự động. Nhãn u cầu phải đúng kích thước, chắc chắn khơng dán sai lệch, khơng bong tróc. Trên nhãn in đầy đủ thơng tin về thành phần sản phẩm, cách sử dụng, khối lượng tịnh, ngày tháng sản xuất, hạn sử dụng. Nhãn phải có tính thẩm mĩ để thu hút người tiêu dùng và làm nổi bậc thương hiệu.
2.2.14. Bảo ơn
2.2.14.1. Mục đích
Trong thời gian đầu bảo quản các hợp phần của đồ hộp tiếp tục ổn định, trong thời gian này người ta có thể phát hiện các hư hỏng của sản phẩm.
2.2.14.2. Cách tiến hành
Các hộp sản phẩm được đưa vào kho để bảo ôn, các kiện đồ hộp phải được xếp riêng từng lơ có cùng ngày sản xuất và khơng được xếp cao quá 5m.
Vào mùa hè, bảo ôn kéo dài 7 – 10 ngày. Vào mùa đông, bảo ôn kéo dài đến 15 ngày.
Sau khi hết thời gian bảo ôn, các hộp sản phẩm sau khi kiểm tra đạt được tiêu chuẩn quy định thì được mang đi đóng thùng và sẵn sàng để tiêu thụ.
PHẦN 3. CÂN BẰNG VẬT CHẤT3.1. Lập kế hoạch sản xuất cho phân xưởng 3.1. Lập kế hoạch sản xuất cho phân xưởng
Ta có kế hoạch dự kiến sản xuất của phân xưởng trong một năm được thể hiện ở bảng dưới đây:
Bảng 3.1. Dự kiến kế hoạch sản xuất của phân xưởng
Thán g 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả năm Số ngày 23 21 25 26 27 25 0 26 27 25 26 27 278 Số ca 69 63 75 78 81 75 0 78 81 75 78 81 834
Mỗi ngày phân xưởng tiến hành sản xuất 3 ca, mỗi ca sản xuất kéo dài 8 tiếng.
Tháng 1 và 2 nhà máy sản xuất ít hơn những tháng còn lại do thời gian này rơi vào những tháng Tết.
Tháng 7 khơng có ngun liệu nên nghỉ khơng sản xuất và tiến hành bảo trì máy móc thiết bị sẵn sàng cho những đợt sản xuất tiếp theo.
Còn các tháng còn lại tiến hành sản xuất liên tục từ thứ 2 đến thứ 7 và chủ nhật nghỉ khơng sản xuất.
3.2. Tính cân bằng sản phẩm cho 100 kg nguyên liệu đầu vào
Ở công đoạn chà: vỏ, hạt cà chua là phế phụ phẩm chiếm 3 – 4% khối lượng của quả nên tỉ lệ hao hụt ở công đoạn này là 3,5%.
Ở công đoạn cô đặc: tỉ lệ nguyên liệu hao hụt ở cơng đoạn này chính là tỉ lệ lượng nước bốc hơi khi đem cà chua đi cô đặc. Cà chua trước khi cơ đặc có nồng độ chất khơ là 7% và sau khi cô đặc là 30%. Tỉ lệ hao hụt này được tính như sau:
W = Gđ (1 - xđ/xc) = Gđ (1 - 7/30) = 0,767 Gđ Trong đó:
Gđ là khối lượng dung dịch cần cơ đặc Xđ là nồng độ chất khô ban đầu
Xc là nồng độ chất khô sau khi cô đặc
Hàm lượng muối trong thành phẩm chiếm tỉ lệ 0,7% và muối được sử dụng có hàm lượng NaCl là 99% do đó ở cơng đoạn phối trộn, lượng muối cần thêm vào được tính dựa theo biểu thức sau:
0,007 mm + 0,007 mc = mm 0,99
(0,99 – 0,007) mm = 0,007 mc
0,983 mm = 0,007 mc Trong đó:
mm là khối lượng muối thêm vào (kg)
mc là khối lượng cà chua đưa vào phối trộn (kg) Vậy khối lượng muối thêm vào là:
Ta có bảng tỉ lệ hao hụt nguyên liệu qua các công đoạn chế biến như bên dưới
Bảng 3.2. Tỉ lệ hao hụt qua từng công đoạn trong dây chuyền sản xuất
STT Công đoạn Tỉ lệ hao hụt (-)/tăng
thêm (+)
1 Lựa chọn nguyên liệu -2%
2 Rửa -1% 3 Xé tơi -0,5% 4 Đun nóng -0,5% 5 Chà -3,5% 6 Cơ đặc -76,7% 7 Phối trộn +0,712% 8 Rót hộp, ghép mí -1% 9 Thanh trùng, làm nguội -1% 10 Bảo ôn -0,5%
Sau khi xác định được tỉ lệ hao hụt nguyên liệu qua từng công đoạn ta tiến hành tính lượng bán thành phẩm thu được qua mỗi cơng đoạn.
3.2.1. Lựa chọn nguyên liệu
Lượng nguyên liệu vào: 100 (kg) Tỉ lệ hao hụt: 2%
Lượng nguyên liệu hao hụt: 100 0,02 = 2 (kg)
3.2.2. Rửa
Lượng nguyên liệu vào: 100 – 2 = 98 (kg) Tỉ lệ hao hụt: 1%
Lượng nguyên liệu hao hụt: 98 0,01 = 0,98 (kg)
3.2.3. Xé tơi
Lượng nguyên liệu vào: 98 – 0,98 = 97,02 (kg) Tỉ lệ hao hụt: 0,5%
Lượng nguyên liệu hao hụt: 97,02 0,005 = 0,485 (kg)
3.2.4. Đun nóng
Lượng nguyên liệu vào: 97,02 – 0,485 = 96,535 (kg) Tỉ lệ hao hụt: 0,5%
Lượng nguyên liệu hao hụt: 96,535 0,005 = 0,483 (kg)
3.2.5. Chà
Lượng nguyên liệu vào: 96,535 – 0,483 = 96,052 (kg) Tỉ lệ hao hụt: 3,5%
Lượng nguyên liệu hao hụt: 96,052 0,035 = 3,362 (kg)
3.2.6. Cô đặc
Lượng nguyên liệu vào: 96,052 – 3,362 = 92,69 (kg) Tỉ lệ hao hụt: 76,7%
Lượng nguyên liệu hao hụt: 92,69 0,767 = 71,093 (kg)
3.2.7. Phối trộn
Lượng nguyên liệu vào: 92,69 – 71,093 = 21,597 (kg) Lượng muối bổ sung: 21,597 7,12 10-3 = 0,154 (kg)
3.2.8. Rót hộp, ghép mí
Tỉ lệ hao hụt: 1%
Lượng ngun liệu hao hụt: 21,751 0,01 = 0,218 (kg)
3.2.9. Thanh trùng, làm nguội
Lượng nguyên liệu vào: 21,751 – 0,218 = 21,533 (kg) Tỉ lệ hao hụt: 1%
Lượng nguyên liệu hao hụt: 21,533 0,01 = 0,215 (kg)
3.2.10. Bảo ôn
Lượng nguyên liệu vào: 21,533 – 0,215 = 21,318 (kg) Tỉ lệ hao hụt: 0,5%
Lượng nguyên liệu hao hụt: 21,318 0,005 = 0,107 (kg)
3.2.11. Thành phẩm
Lượng thành phẩm thu được: 21,318 – 0,107 = 21,211 (kg)
Vậy với mỗi 100 kg nguyên liệu đầu vào ta sản xuất ra được 21,211 kg sản phẩm cà chua cơ đặc thành phẩm.
3.3. Tính cân bằng sản phẩm cho 1 giờ sản xuất
Năng suất phân xưởng mỗi ngày: 18,3 (tấn/ngày) = 18300 (kg/ngày) Năng suất phân xưởng mỗi giờ là:
Cứ 100 kg nguyên liệu cà chua ta sản xuất được 21,211 kg sản phẩm. Vậy lượng nguyên liệu cà chua cần cho 1 giờ sản xuất là: