Dịch chanh dây sau khi qua quá trình ủ ezyme sẽ được đưa vào thiết bị chà, tại đây nhờ trục vít xoay với vận tốc 700 vịng/phút nên phần dịch và phần hạt sẽ được tách ra đồng thời nhờ bộ phận rây với kích thước lưới lọc 0,5 mm thì phần hạt sẽ bị giữ lại trên rây còn phần dịch quả sẽ chảy qua rây và được tháo ra ngoài để tiếp tục cơng đoạn tiếp theo. Cịn phần bã sẽ được tháo ra ngồi qua cửa tháo bã. Thơng số cơng nghệ: - Tốc độ xoay trục vít: 700 vịng/phút - Cơng suất: 5.5 kW - Kích thước lưới lọc: 0,5 mm 2.2.7. Phối trộn 2.2.7.1. Mục đích
Chế biến: điều chỉnh thành các phần như đường, acid, nước, dịch quả, đường phụ gia, … hài hoà theo hướng tạo ra sản phẩm cuối cùng.
Biến đổi:
- Nồng độ chất khô của sản phẩm tăng lên
- Thành phần hóa học và thể tích của sản phẩm thay đổi
Hình 2.7. Thiết bị phối trộn [19]
Phương pháp thực hiện:
Dịch chanh dây sau khi cô đặc sẽ cho vào thiết bị phối trộn ở áp suất 0,25 Mpa, sau đó người ta sẽ bổ sung lượng syrup và các chất phụ gia cần thiết vào các nguyên liệu được đảo trộn vào nhau trong thiết bị nhờ cánh khuấy, đồng thời trong quá trình phối trộn người ta sẽ cung cấp nhiệt cho thiết bị để làm giảm độ nhớt của dịch làm tăng hiệu quả phối trộn.
- Áp suất làm việc: 0,25 Mpa
- Tốc độ cánh khuấy: 0 – 720 vịng/phút - Cơng suất động cơ: 0,75 kW
2.2.8. Cơ đặc
2.2.8.1. Mục đích
Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm đạt đến nồng độ yêu cầu (tăng độ sệt đặc trưng cho sản phẩm), làm tăng độ sinh năng lượng của thực phẩm.
Kéo dài thời gian bảo quản. Giảm khối lượng vận chuyển.
2.2.8.2. Cách tiến hành
Chanh dây sau khi được chà sẽ được chuyển vào thiết bị cơ đặc.
Q trình cơ đặc chân khơng được thực hiện ở áp suất 600-650 mmHg. Trong điều kiện chân không này, nhiệt độ sôi của dung dịch rất thấp khoảng 55-60°C.
Cô đặc từ nồng độ ban đầu 10% lên đến nồng độ 55-65%
Thời gian cô đặc tùy thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường độ bố hơi sản phẩm.
Khi đạt đên nồng độ yêu cầu là 55-65% thì q trình cơ đặc kết thúc. Trong q trình cơ đặc phải thường xuyên theo dõi áp suất hơi, độ chân không của thiết bị, hàm lượng chất khô và màu sắc sản phẩm.
2.2.8.3. Cấu tạo của thiết bị cô đặc
Nguyên tắc hoạt động:
- Dịch chanh dây từ giai đoạn chà sẽ được đưa vào hiệu đầu của thiết bị cô đặc với áp suất hơi < 0,1 Mpa. Tại đây dung dịch ban đầu có nồng độ 9,1% sẽ được cơ đặc cho đến khi nồng độ sản phẩm đạt 55% ở hiệu cuối cùng thì sẽ được lấy ra và tiếp tục thực hiện quá trình chế biến tiếp theo. Yêu cầu trong q trình cơ đặc phải thường xuyên theo dõi áp suất hơi, độ chân không của thiết bị, hàm lượng chất khô và màu sắc của sản phẩm.
Thông số công nghệ
- Năng suất: 12000 kg nguyên liệu/h
- Lượng tiêu hao hơi nước bão hòa: 2200 kg/h - Áp suất hơi: < 0,1 Mpa
2.2.8.4. Ưu điểm, nhược điểm
Ưu điểm.
- Hiệu suất truyền nhiệt cao. - Tiết kiệm năng lượng.
- Có thể tháo lắp vệ sinh và bảo trì dễ dàng.
- Có thể tăng năng suất bằng cách tăng số lượng các tấm. - Kết cấu, lắp đặt gọn nhẹ.
Nhược điểm - Giá thành cao.
- Vận hành u cầu có trình độ chun mơn cao. - Gia công các tấm truyền nhiệt phức tạp.
2.2.9. Chuẩn bị hộp
Hộp trước khi đưa vào máy rót phải đảm bảo vệ sinh và chất lượng quy định. Các hộp đủ tiêu chuẩn sẽ được vận chuyển từ nới gia công tới kho bảo quản hộp. Chúng được ngâm trong nước rồi được xối lại bằng hơi hay tia nước nóng, cũng có thể rửa lại 2 lần bằng nước nóng. Sử dụng tia hay hơi nước nóng sẽ giúp cơng đoạn vệ sinh hộp dễ dàng hơn và có tác dụng lượng nước đọng lại trên hộp bay hơi nhanh chóng hơn.
2.2.10. Rót hộp
2.2.10.1. Mục đích
Tạo điều kiện thuận lợi cho q trình vận chuyển và phân phối sản phẩm. Đảm bảo khối lượng tịnh và các thành phần của hộp đúng quy định. Giảm tối thiếu lượng oxy hòa tan, giảm sự nhiễm khuẩn từ mơi trường vào sản phẩm.
Có hình thức trình bày đẹp mắt.
2.2.10.2. Cách tiến hành
Chanh dây sau khi cơ đặc tiến hành rót vào hộp. Q trình rót được thực hiện tự động bằng máy rót định lượng thể tích. Hộp làm bằng thủy tinh.
Khi cho sản phẩm vào hộp phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Đảm bảo khối lượng tịnh và các thành phần của hộp theo tỷ lệ quy định. Có hình thức trình bày đẹp.
Đảm bảo hệ số truyền nhiệt và có điều kiện thuận lợi để thanh trùng và bảo quản.
Khơng lẫn các tạp chất.
Khi rót khơng rót 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
Cách ly thực phẩm với mơi trường khơng khí và vi sinh vật bên ngồi. Có ảnh hưởng rất lớn đến thời gian bảo quản và chất lượng thực phẩm. Yêu cầu:
Nắp hộp cần phải ghép thật kín và chắc chắn để khi thanh trùng áp suất chênh lệch 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 tiến hành trên máy ghép chân khơng. Máy này ngồi hút khơng khí ra cịn có nhiệm vụ tạo độ chân không trong hộp đến 400-600 mmHg. Với độ chân khơng 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 vô trùng, khơng có vết xước.
Trong q trình ghép thường xun kiểm tra độ kín của hộp, đảm bảo khi thanh trùng khơng 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.
Hình 2.8. Thiết bị rót hộp, ghép mí [26]2.2.12. Thanh trùng – làm nguội 2.2.12. Thanh trùng – làm nguội
2.2.12.1. Mục đích
Đình chỉ họat động enzyme và tiêu diệt vi sinh vật, bảo quản sản phẩm trong thời gian dài.
Lưu ý: khi thực phẩm được đóng bao bì bằng thủy tinh, sử dụng nước nóng để giảm nguy cơ sốc nhiệt.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Một số chất nhạy cảm với nhiệt trong sản phẩm có thể bị biến đổi như
Vitamin C, Vitamin A…
- Màu sắc của nước quả có thể bị thay đổi do phản ứng Caramen hóa, Maillard.
Hình 2.9. Nồi thanh trùng dạng nằm ngang [1]
Cấu tạo:
1. Hơi nóng 2. Nước 3. Nước tháo
4. Điều khiển gió 5. Điều khiển khí 6. Van an tồn
2.2.12.2. Phương pháp thực hiện:
Sau q trình chiết rót người ta đưa đi thanh trùng sản phẩm. Đầu tiên thì người ta cho giỏ sản phẩm vào nồi và đậy kín nắp lại. Khi bắt đầu đun nóng một mặt cho hơi nóng vào nồi hấp ở bên dưới một mặt xả van ở trên nắp để đuổi hỗn hợp khơng khí và hơi ra. Sau đó tiếp tục cho hơi vào thiết bị để đun nóng thiết bị và đồ hộp đến nhiệt độ thanh trùng là từ 80-100oC. Trong quá trình này phải thường xuyên theo dõi áp suất và nhiệt độ. Sau 30 phút mở từ từ van xả khí để áp suất giảm đến bằng áp suất khí quyển, sau đó mở nắp nồi hấp và cho nước vào làm nguội sản phẩm. Cuối cùng nhấc giỏ sản phẩm ra và đem vào kho bảo quản.
Thông số công nghệ:
- Nhiệt độ: 80-100oC - Thời gian: 30 phút
- Cơng suất động cơ: 8 kW
2.2.13. Bảo ơn
2.2.13.1. Mục đích
Trong thời gian đầu bảo quản, các hợp phần đồ hộp tiếp tục ổn định, trong thời gian này người ta có thể phát hiện các đồ hộp bị hư hỏng.
Hộp sau khi dãn nhãn được đưa vào kho bảo ôn.
Vào mùa hè, nhiệt độ tăng cao, sau 7 – 10 ngày sản phẩm được kiểm tra nhằm loại bỏ những hộp bị hư hỏng, không đạt tiêu chuẩn
Vào mùa đông, nhiệt độ giảm, có thể sau 15 ngày mới tiến hành kiểm tra Các kiện đồ hộp phải xếp riêng từng lô (cùng loại hàng, cùng ngày sản xuất, cùng phẩm cấp) nhưng không được cao quá 5m.
Sau thời gian bảo ôn, các hộp sau khi kiểm tra đạt tiêu chuẩn quy định được đem đi đóng thùng, vận chuyển đi tiêu thụ.
Thơng số công nghệ:
Thời gian lưu giữ kiểm tra sản phẩm: 7-15 ngày Nhiệt độ: 35-40
PHẦN 3. CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1. Tình hình nguyên liệu
Hiện nay ở nước ta chanh dây được trồng nhiều ở các tỉnh như Đắk Nông, Gia Lai, Lâm Đồng… với diện tích khoảng trên 3.000 ha. Cây chanh dây trưởng thành cho quả quanh năm và một chu kỳ kinh tế của vườn chanh dây là 3 năm trong 3 năm thu hoạch 2 vụ mỗi vụ thu hoạch 18 tháng, năng suất trung bình nếu trồng đạt thì đạt 80-100 tấn/ha (số liệu thu thập được từ tỉnh Lâm Đồng).
3.2. Lập kế hoạch sản xuất
Nhà máy được thiết kế với năng suất trung bình là 75 tấn sản phẩm/ngày Theo kế hoạch sản xuất của phân xưởng công nhân sẽ được nghỉ ngày chủ nhật và 4 ngày tết, ngày giỗ tổ Hùng Vương 10/3, ngày 30/4, 1/5 . Mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca 8 tiếng. Thời gian giữa mỗi ca tương ứng như sau ca 1: 10 giờ – 18 giờ, ca 2: 18 giờ – 2 giờ, ca 3: 2 giờ – 10 giờ.
Bảng 3.1. Biểu đồ thời gian sản xuất trong năm
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Số ngày trong tháng 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 Số ngày làm việc 23 24 26 25 26 26 27 27 26 27 26 27 Số ca 69 72 78 75 78 78 81 81 78 81 78 81
Số ngày sản xuất 310 ngày. Số ca sản xuất 930 ca.
3.3. Tính cân bằng vật chất
3.3.1. Chọn các số liệu ban đầu
Dung dịch chanh dây cô đặc năng suất 75 tấn sản phẩm/ngày và nồng độ
chất khô theo thành phẩm là 55-65% Trong công đoạn cô đặc:
Trong cơng đoạn này, tỷ lệ hao hụt chính là tỷ lệ lượng nước bốc hơi so với khối lượng dung dịch chanh dây đem đi cô đặc ban đầu. Ở công đoạn này dung dịch đem đi cơ đặc có nồng độ chất khơ đạt 9,1% sau khi cơ đặc nồng độ chất khơ đạt 55%.
Cơng thức tính lượng nước bốc hơi như sau: W = Gđ*(1 – m1/m2) Trong đó:
Gđ: khối lượng dung dịch cần cô đặc (kg) m1: nồng độ chất khô ban đầu, m1 = 9,1% m2: nồng độ chất khô sau khi cô đặc, m2 = 55% Thay số vào ta tính được lượng nước bốc hơi:
W = Gđ*(1 – ) = 0,834*Gđ = 83,4%*Gđ Như vậy, tỷ lệ hao hụt trong công đoạn cô đặc là 83,4%
Giả sử tỷ lệ hao hụt qua các công đoạn được thể hiện dưới đây:
Bảng 3.2. Tỷ lệ hao hụt qua từng công đoạn trong dây chuyền sản xuất chanh
dây cô đặc (%)
S
TT Công đoạn Tổn thất (%) 1 Lựa chọn nguyên liệu 1,0
2 Rửa 0,3 3 Tách ruột quả 15,0 4 Ủ enzyme 0,5 5 Chà 3,0 6 Phối trộn 0,6 7 Cơ đặc 83,4 8 Rót hộp, ghép mí 0,3 9 Thanh trùng, làm nguội 0,3 1 0 Bảo ơn 0,3
3.3.2. Tính cân bằng vật chất đối với 100 kg nguyên liệu
3.3.2.1. Lựa chọn
- Lượng nguyên liệu vào: 100 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 1%
3.3.2.2. Rửa
- Lượng nguyên liệu vào: 100 – 1 = 99 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 0,297 (kg/giờ)
3.3.2.3. Tách ruột quả
- Lượng nguyên liệu vào: 99 – 0,297 = 98,703 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 15,0%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 14,805 (kg/giờ)
3.3.2.4. Ủ enzyme
- Lượng nguyên liệu vào: 98,703 – 14,805 = 83,898 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,5%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 0,419 (kg/giờ)
3.3.2.5. Chà
- Lượng nguyên liệu vào: 83,898 – 0,419 = 83,478 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 3,0%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 2,504 (kg/giờ)
3.3.2.6. Phối trộn
Chọn syrup có độ Bx = 65%
Ta có nồng độ chất khô của sản phẩm
Csp = (Cr cô * Gr cô + Csyrup * Gsyrup)/(Gr cô + Gsyrup) [24] Hay 55,65% = (55%*80,974 + 65%*Gsyrup)/(80,974 + Gsyrup) -> Gsyrup = 5,629 (kg/h)
Vậy khối lượng của sản phẩm sau khi phối chế
G = Gr cô + Gsyrup = (83,478 – 2,504) + 0,543 = 80,488 (kg/h) Khối lượng đường trắng cần dùng
GRE = 99,8% * 65%*Gsyrup = 0,998*0,65*5,629 = 3,652 (kg/h) Khối lượng nước cần để hòa tan lượng đường là:
Khối lượng CMC cần dùng = 0,003 * 80,974 = 0,243 (kg/h)
3.3.2.7. Cô đặc
- Lượng nguyên liệu vào: 80,488 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 83,4%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 67,127 (kg/giờ)
3.3.2.8. Rót hộp
- Lượng nguyên liệu vào: 80,488 67,127 13,361 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 0,040 (kg/giờ)
3.3.2.9. Thanh trùng, làm nguội
- Lượng nguyên liệu vào: 13,361 – 0,040 = 13,321 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 0,040 (kg/giờ)
3.3.2.10. Bảo ôn
- Lượng nguyên liệu vào: 13,321 – 0,040 = 13,281 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 0,040 (kg/giờ)
3.3.2.11. Thành phẩm
- Lượng bán thành phẩm thu được: 13,281 – 0,040 = 13,241 (kg/giờ) - Tỷ lệ giữa nguyên liệu và thành phẩm là A = 7,6 (kg/giờ)
- Vậy cứ 7,6 (kg) nguyên liệu cho ra 1 (kg) sản phẩm chanh dây cô đặc nồng độ chất khô 55%
3.4. Tính cân bằng vật chất đối với 75 tấn sản phẩm/ngày
Lượng nguyên liệu ban đầu cho 1 ngày
Cứ 100 kg sản phẩm ban đầu cho 13,281 kg thành phẩm. Với năng suất 75 tấn sản phẩm/ngày.
- Năng suất cho 1 giờ là
- Chi phí nguyên liệu chanh dây cho 1 giờ là
Với T: lượng nguyên liệu chính cần thiết để sản xuất (kg)
S: lượng sản phẩm cần sản xuất tính theo nguyên liệu chính (kg) Xi: tỷ lệ hao hụt ở từng công đoạn so với công đoạn trước % N: số cơng đoạn sản xuất quy trình
Lượng nguyên liệu ban đầu cho 1 ngày ở từng công đoạn
3.4.1. Lựa chọn
- Lượng nguyên liệu vào: 23600,76 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 1%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 236,008 (kg/giờ)
3.4.2. Rửa
- Lượng nguyên liệu vào: 23600,76 – 236,008 = 23364,752 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 70,094 (kg/giờ)
3.4.3. Tách ruột quả
- Lượng nguyên liệu vào: 23364,752 – 70,094 = 23294,658 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 15,0%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 3494,199 (kg/giờ)
3.4.4. Ủ enzyme
- Lượng nguyên liệu vào: 23294,658 – 3494,199 = 19800,459 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,5%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 99,002 (kg/giờ)
3.4.5. Chà
- Lượng nguyên liệu vào: 19800,459 – 99,002 = 19701,457 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 591,044 (kg/giờ)
3.4.6. Phối trộn
Chọn syrup có độ Bx = 65% Ta có tỷ lệ thêm vào 0,6%
-> Gsyrup = 0,006 * (19701,457 591,044) = 114,662 (kg/h) Vậy khối lượng của sản phẩm sau khi phối chế
G = Gr cô + Gsyrup = (19701,457 – 591,044) + 114,662 = 18995,751 (kg/h) Khối lượng đường trắng cần dùng
GRE = 99,8% * 65%*Gsyrup = 0,998*0,65*114,662 = 74,381 (kg/h) Lượng nước cần để hòa tan lượng đường là:
Gnước = 114,662 – 74,381 = 40,281 (kg/h)
Khối lượng CMC cần dùng = 0,003 19110,413 = 57,331 (kg/h).
3.4.7. Cô đặc
- Lượng nguyên liệu vào: 18995,751 (kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 83,4%
3.4.8. Rót hộp
- Lượng nguyên liệu vào: 18995,751 15842,456 3153,295(kg/giờ) - Tỷ lệ hao hụt: 0,3%
- Lượng nguyên liệu hao hụt: = 9,460 (kg/giờ)
3.4.9. Thanh trùng, làm nguội
- Lượng nguyên liệu vào: 3153,295 – 9,460= 3143,835 (kg/giờ)