Các nguyên liệu và phụ gia khác:

PHẦN 2 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT

2.1.8. Các nguyên liệu và phụ gia khác:

- Cafein, natricitrat:

Cĩ tác dụng tăng vị cho sản phẩm, sử dụng cho cola và cam.

2.2. Chuẩn bị nguyên liệu 2.2.1. Nước:

- Nước dùng trong pha chế nước giải khát là nước đã qua các quá trình xử lý kỹ thuật và đạt được yêu cầu chất lượng về chỉ tiêu vật lý, hĩa học, sinh học…

+ Các chỉ tiêu vật lý:

 Nhiệt độ: nhiệt độ của nước phụ thuộc vào điều kiện mơi trường và khí hậu, sự thay đời của nước phụ thuộc vào từng loại nước. Đối với nguờn nước ngầm nhiệt độ tương đối ổn định từ 17 – 27oC.

 Màu sắc: màu của nước được gây ra bởi các chất hữu cơ trong giai đoạn phân hủy của các loại thực vật như: tannin, axithumix, các chất glumid, các hợp chất keo, nước thải cơng nghiệp hoặc do sự phát triển của rong rêu, tảo. Nước càng trong thì chất lượng nước càng cao. Đơn vị đo màu sắc của nước là TCU.

 Độ đục: độ đục của nước là do các chất lơ lửng bao gờm những loại cĩ kích thước nhỏ như hạt keo đến các hệ phân tán thơ như các hạt huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật. Đơn vị đo độ đục của nước là NTU.

 Mùi vị: mùi và vị là hai cảm giác khơng giống nhau. Mùi thường do các hợp chất hĩa học, chủ yếu là các hữu cơ cĩ trong nước hay sản phẩm của quá trình thủy phân các chất và các chất khí gây nên. Vị của nước là do các muối khống hịa tan trong nước tạo thành như: đắng, mặn, ngọt, chua hay cay nhẹ. Mùi vị được xác định bằng phương pháp cảm quan (thử nếm) và thường chia ra nằm ngưỡng: + Rất yếu + Yếu + Rõ + Rõ nhẹ + Rất rõ

 Chất rắn: là thành phần cịn lại sau khi làm bay hơi nước và sấy ở 103 ÷ 105oC. Chất rắn phân thành các loại: chất rắn hịa tan, lơ lửng, bay hơi, khơng bay hơi. Đơn vị tính mg/l.

hịa tan trong nước như: CO2, NH3. Vì vậy, khơng thể căn cứ vào độ dẫn điện để tính tốn lượng muối khống cĩ trong nước. Nhưng khi trong nước cĩ lượng nhất định các loại ion, tổng nờng độ ion càng lớn thì độ dẫn điện càng cao. Do đĩ, trong thực tế người ta cĩ thể dựa vào độ dẫn điện để nhận xét hàm lượng muối khống.

+ Các chỉ tiêu hĩa học

 Độ pH: đặc trưng bằng nờng độ ion H+ cĩ trong nước. pH= -[H+]. Tính chất của nước được xác định theo các giá trị pH khác nhau:

+ pH≤ 5.5: nước cĩ tính acid mạnh. + 5.5< pH< 6.5: nước cĩ tính acid yếu. + 6.5< pH < 7.5: nước trung tính. + 5< pH < 10.5: nước cĩ tính kiềm yếu. + pH ≥ 10.5: nước cĩ tính kiềm mạnh.

 Độ acid: là khả năng nhường proton của nước. Độ acid của nước được đo bằng mg/l theo CaCO3. Độ acid của nước được tạo thành bởi các acid yếu như: H2CO3, H2S, CH3COOH, các muối của acid mạnh và bazơ yếu như muối NH4+, Fe3+, Al3+ và các acid mạnh. Khi nước cĩ độ pH nhỏ hơn 4.5 thì độ acid cịn tạo ra do các acid mạnh như HCl, H2SO4, HNO3.

 Độ cứng của nước: được xác định bởi muối canxi và magie hịa tan trong nước. Là một trong những chỉ tiêu quan trọng được biểu diễn bằng mg đương lượng (kí hiệu: mg-E) của ion Ca2+, Mg2+ trong một lít nước. Cĩ 3 loại độ cứng:

+ Độ cứng chung = độ cứng tạm thời + độ cứng vĩnh cữu

+ Độ cứng tạm thời: chỉ tổng lượng muối bicacbonat hịa tan trong nước và dễ tách ra khỏi nước bằng đun sơi như:

Ca(HCO3)2  CaCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2  MgCO3 + H2O + CO2

+ Độ cứng vĩnh cữu: chỉ các muối hịa tan trong nước thường là sự kết hợp giữa ion Ca2+, Mg2+ với các ion của acid mạnh như Cl-, SO42-. Các muối này khĩ tách bằng nhiệt mà phải dùng phương pháp hĩa học hay cột nhựa trao đổi ion, MgCl2, CaCl2, CaSO4, MgSO4, Mg(NO3)2, Ca(NO3)2.

 Độ cứng của nước chia làm 5 mức:

+ >10 mg – E: nước rất cứng. + 6 – 10 mg – E: nước cứng. + 3 – 6 mg – E: nước hơi cứng. + 1 – 3 mg – E: nước mềm. + <1 mg –E: nước rất mềm.

Trong sản xuất thực phẩm người ta thường dùng nước mềm. Độ cứng của nguờn nước tự nhiên rất khác nhau và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: vị trí địa lý, thời gian

trăm năm, độ sâu, nguờn nước… Vì vậy, cần phải xử lý độ cứng trước khi đưa vào sản xuất. Độ cứng là chỉ số quan trọng của nước dùng trong sinh hoạt và các ngành cơng nghiệp khác nhau đặc biệt là cơng nghệ chế biến nước giải khát.

 Độ oxi hĩa: Là lượng oxi cần thiết để oxi hĩa hết các hợp chất hữu cơ cĩ trong nước. Chỉ tiêu oxi hịa tan là đại lượng để đánh giá sơ bộ mức độ nhiễm bẩn của nước. Độ oxi hĩa càng cao thì nguờn nước càng bị nhiễm bẩn và chứa nhiều vi sinh vật.

 Độ cặn tồn phần (mg/l): bao gờm các chất vơ cơ và hữu cơ cĩ trong nước, khơng kể các chất khí, cặn tồn phần được xác định bằng cách đun cho hết một dung tích nước nguờn nhất định và sấy khơ ở nhiệt độ 105 ÷ 110oC đến khi trọng lượng khơng đổi. Hàm lượng cặn càng cao thì việc xử lý càng phức tạp.

 Độ kiềm: đặc trưng cho khả năng của nước kết hợp với các acid mạnh. Được biểu diễn bằng mg – E của các ion OH-, CO32-, HCO3- và một số ion khác của acid yếu cĩ trong một lít nước.

 Độ kiềm được chia ra: độ kiềm bicacbonat, cacbonat, hydrat. Đây là một chỉ số quan trọng về chất lượng của nước. Nếu quá lớn sẽ ảnh hưởng đến quá trình hĩa học, sinh học khi đường hĩa và khi lên men… Ngồi ra sẽ tiêu tốn nhiều acid thực phẩm khi sản xuất nước ngọt pha chế.

+ Chỉ tiêu vi sinh:

 Vi sinh vật khơng những gây hại đến sức khỏe con người mà cịn ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm, làm hư hỏng sản phẩm trong quá trình bảo quản.

+ Chỉ số sinh học: là chỉ số đặc trưng cho sự xâm nhập và phát triển của các loại vi

sinh vật cĩ trong nước. Được biểu diễn bằng số lượng vi sinh vật trong 1ml nước.

 Chỉ số Ecoli: là số vi trùng đường ruột tối đa cho phép trong 1ml nước.

 Chuẩn số Ecoli: là thể tích nước ít nhất cho phép phát hiện một vi trùng đường ruột.

 Qui định chung: + Chuẩn số Ecoli ≥ 300. + Chỉ số Ecoli ≤ 3.

Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lượng nước đã xử lý ở cơng ty TÂN QUANG MINH

Tên tiêu chuẩn Đơn vị tính Nước đã xử lý

Cảm quan Màu Mùi Vị TCU Khơng màu Khơng mùi Khơng vị Độ đục NTU 0.02

Độ cứng tổng cộng Độ oxi hĩa Sắt tổng cộng NH4+ Cl- NO2- NO3- SO42- Mn2+ Cu2+ Pb2+ Zn2+ Cd2+ Al3+ Hg2+ H2S Tổng chất rắn hịa tan mgCaCO3/l mgCO2/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 1 0.3 0.1 0.02 4 0 0 3 Vết Vết Vết Vết 0 0 0 0 150 Vi sinh Coliform Ecoli Streptococcus Feacalis Psedo aeruginusa Ct perfringens MPN/100ml MPN/100ml CFU/00ml CFU/00ml CFU/00ml 0 0 0 0 0 2.2.2. Đường:

- Đường dùng trong sản xuất nước giải khát thường là đường saccharose. Phân tử saccharose gờm một phân tử glucose và một phân tử fructose liên kết với nhau nhờ nhĩm hydroxyl (-OH) glucozit của chúng.

- Saccharoe là tinh thể màu trắng, dễ hịa tan trong nước. Độ hịa tan saccharose tăng dần theo nhiệt độ của nước. Dung dịch saccharose cĩ độ ngọt và độ nhớt lớn hơn. Tỷ trọng của dung dịch saccharose phụ thuộc vào hàm lượng và nhiệt độ của dung dịch. Nờng độ tăng thì tỷ trọng tăng, nhiệt độ tăng thì nờng độ giảm. Nhiệt độ sơi của dung dịch saccharose ở áp suất thường phụ thuộc vào nờng độ saccharose cĩ trong dung dịch, nờng độ tăng thì nhiệt độ sơi tăng. Nhiệt độ nĩng chảy của saccharose là 1600C và hàm nhiệt của nĩ là 3995 kcal/kg. Saccharose dễ bị phân hủy tạo thành đường nghịch đảo hay đường hồn nguyên.

C12H22O11 + H2O  C6H12O6 + C6H12O6 Mục đích sử dụng:

 Tăng độ ngọt dịu, thanh.

 Làm tăng ổn định dịch saccarose.

Bảng 2.3: Tiêu chuẩn chất lượng đường theo TCVN 1695 – 75

Tên chỉ tiêu Đường kính loại I(%) Đường kính loại II(%)

Hàm lượng saccharoza (%) ≥ 99.65 ≥ 99.45

Độ ẩm (%) ≤ 0.07 ≤ 0,12

Hàm lượng chất khử (%) ≤ 0,15 ≤ 0,17

Hàm lượng tro (%) ≤ 0,1 ≤ 0,15

Chất khơng tan (mg/kg) 170 200

Màu sắc Trắng ĩng, sáng Trắng sáng

Mùi vị Bình thường, khơng cĩ mùi vị lạ

Vị Ngọt thanh, khơng cĩ vị lạ

Bảng 2.3: Tiêu chuẩn chất lượng đường

- Ngồi ra, tùy theo chức năng của các sản phẩm mà người ta cĩ thể bổ sung hay thay thế bằng một chất tạo ngọt khác mà khơng gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng. Chất tạo ngọt tổng hợp được đưa vào pha chế nước giải khát phải nằm trong danh mục cho phép của Bộ y tế. Một số chất tạo ngọt thay thế như:

- Acessulfame K: Muối K của 6-methtl – 1, 2, 3 – oxathizin 4 (3) 1 – 2, 2 dioxid

(C4H4NO4KS). Độ ngọt gấp 150 – 200 lần đường saccarose, hậu vị ngọt ngắn, dạng bột màu trắng, dễ tan trong nước, bền trong khoảng pH= 2 ÷ 10.

- Aspartame: Dạng bột tinh thể, màu trắng, khơng mùi, vị ngọt gấp 200 lần đường

saccarose, dễ tan trong nước, lượng dùng 400 mg/kg thể trọng.

2.2.3. CO2

- Carbon dioxide (CO2) là khí khơng màu, khơng mùi vị, khơng duy trì sự cháy và hồn tồn khơng độc hại. Tùy theo áp suất và nhiệt độ CO2 cĩ thể tờn tại ở dạng khí – lỏng– rắn. Tại nhiệt độ và áp suất thường CO2 ở dạng khí trơ.

Khi đem nạp vào nước giải khát cĩ gaz, bão hịa CO2 trong nước giải khát cĩ tác dụng sát khuẩn: CO2 + H2O  H2CO3

- Khi hịa tan CO2 vào trong nước sẽ tạo thành acid cacbonic cĩ vị chua dịu. Tính acid của CO2 cĩ tác dụng kìm chế sự gia tăng của vi sinh vật cĩ hại, giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm, gĩp phần tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, giúp cơ thể tiêu hĩa thức ăn một cách tốt hơn.

- Yêu cầu chất lượng: CO2 phải tinh khiết 99.5%, màu trắng khơng cĩ mùi vị lạ. - Ở cơng ty TÂN QUANG MINH dùng CO2 ở dạng lỏng được cung cấp ở các nhà máy sản xuất từ nguyên liệu mía rỉ đường và được nén trong bờn lớn bằng thép ở 300C và áp

hoạt tính và KMnO4 để làm sạch mùi, vị, tạp chất để khơng gây hại đến chất lượng sản phẩm.

2.2.4. Các chất phụ gia trong cơng nghệ sản xuất nước giải khát cĩ gaz Hương

- Sử dụng hương cam ở dạng lỏng. Nờng độ sử dụng 0.1 ÷ 0.2%. Hương cĩ thể được hịa tan trực tiếp vào sản phẩm hoặc hịa tan trong một số dung mơi trung gian như cờn, propylene…

+ Chất màu

Sử dụng chất màu caramen. + Các loại acid thực phẩm

 Acid citric (C6H8O7.H2O)  Độ tinh khiết ≥ 99%  Tạp chất ≤ 0.5%  Acid sunfuric ≤ 0.05%  Asen ≤ 0.00014%

 Acid tartaric (C6H4O6)  Độ tinh khiết ≥ 99%  Kim loại nặng ≤0.0005%  Acid sunfuric ≤ 0.05%  Asen ≤ 0.00014%  HCl ≤ 0.02% + Chất bảo quản

Acid benzoic và Natri benzoat (kí hiệu quốc tế là 211). Nờng độ chất bảo quản trong sản phẩm phải đạt 0.5 ÷ 1g/lít. Trước khi đưa benzoat vào sử dụng pha chúng bằng nước sơi với nờng độ 0.2 ÷ 0.3 kg/lít rời lọc sạch.

2.3. Cơng nghệ sản xuất nước ngọt cĩ gaz hương cam:

Sơ đồ 2.1 Quy trình sản xuất nước ngọt cĩ gaz hương cam

Hịa tan Acid thực phẩ m Nước Đường CO2 Xử lý

Bão hịa CO2 Phối trộn Làm lạnh (1-30C) Làm lạnh (5-80C) CO2 sạch Xử lý Chiết rĩt chai Thổi khơ Gia nhiệt Làm ấm Đĩng nắp In date Lọc Làm nguội Vơ thùng Dán nhãn Pha chế Siro mùi Lon sạch Súc rửa Lon nhơm Hương cam, màu carame Nước Thành phẩm

2.3.1. Thuyết minh quy trình 2.3.1.1. Xử lý nước: 2.3.1.1. Xử lý nước:

Quy trình xử lý nước:

Sơ đồ 2.2 Quy trình xử lý nước

Thuyết minh quy trình:

- Nước: cơng ty Tân Quang Minh sử dụng hai nguờn nước một từ thủy cục khu cơng nghiệp Vĩnh Lộc (độ đục thấp, pH ổn định) và nguờn nước ngầm cĩ độ sâu 100m (nhiệt độ ổn định 23 ÷ 27oC).

Lọc sơ bộ:

- Mục đích: loại bỏ các tạp chất cĩ kích thước lớn như cát, đất, rác... và các tạp chất gây mùi lạ như Clo, H2S... Nước được bơm vào bể lọc ở dạng phun mưa để khử sắt và oxy hĩa các chất cĩ trong nước như Cl...

+ Hệ thống lọc cĩ 3 lớp:

 Lớp trên cùng là cát, sỏi.

 Lớp giữa là than (ngăn cách giữa lớp trên và lớp giữa là lớp vải lẫn nước Nước đã xử

Nước

Lọc sơ bộ

Lọc thơ

Lọc tinh lần 1

Trao đổi ion

Lọc tinh lần 2

Cấu tạo: Chú thích: (1): Giàn mưa (2): Lớp cát (3): Lớp than (4): Lớp đá trắng Hình 2.1: Hệ thống lọc nước sơ bộ

Bể chứa vật liệu lọc cao 1,2m, 80% thể tích bể là vật liệu lọc, phía trên bể là hệ thống phun mưa bằng các ống nhựa đục lỗ và cĩ đờng hờ đo nhiệt độ nước vào. Phía dưới bể lọc là bể chứa nước đã lọc.

Nguyên lý hoạt động: Nước phun từ dàn phun xuống để khử mùi và oxi hĩa Fe2+

thành Fe3+, Fe3+ kết hợp với nước tạo thành Fe(OH)3 kết tủa bám trên bề mặt vật liệu lọc. Các tạp chất như bùn, phèn, các chất gây mùi cũng được giữ trên bề mặt lớp vật liệu lọc. Nước sẽ được chảy vào bể chứa.

Lọc thơ

Mục đích: loại các tạp chất lơ lửng dạng keo, huyền phù. Cấu tạo:

Hình 2.2: Cột lọc và hình cắt cột lọc vải bơng

 Bờn lọc cĩ dạng hình trụ, phía trên cĩ đờng hờ áp suất, bên trong cĩ 4 trụ định vị bằng inox dài l =70 cm, đường kính d = 2 cm, tương ứng với 4 cây đinh lọc.

 Cây lọc là một ống rỗng hình trụ cĩ đục lỗ, đường kính cây lọc 5 cm. Bên ngồi quấn một lớp bơng dày 5 cm, thấm ướt bằng nước và bọc bên ngồi bằng một lớp vải và buộc chặt bằng dây thun. Mỗi ngày thay lớp bơng gịn mới và rửa sạch vải, dây thun bằng nước. Lọc tinh Mục đích: loại bỏ tạp chất cĩ kích thước > 1m. Cấu tạo: ( 3 ) ( 4 ) ( 2 ) ( 1 ) T r u ïc i n o x đ u ïc l o ã V ải b o ân g V ải x o a V ải t h u n

 Hệ thống xử lý cĩ 3 bờn lọc tinh bằng inox, trên bờn cĩ đờng hờ đo áp suất. Số lượng vây định vị trong 3 bờn lần lượt là 24, 30, 60 cây. Chiều dài các cây định vị là 51 cm, cây lọc là 50 cm. Đường kính trong cây định vị là 3 cm, ngồi ra là 7 cm, đường kính lỗ lọc là 1m.

 Vệ sinh: mỗi ngày tháo ống lọc chỉ ngâm trong dung dịch H2O2 15%, dùng nước rửa sạch trong và ngồi ống.

Trao đổi ion

Mục đích: làm mềm nước và đưa nước về pH = 6-8 phù hợp cho sản xuất. Cấu tạo:

Hình 2.4: Cột lọc trao đổi ion

 Thiết bị trao đổi ion cĩ 2 cột trao đổi anion và cation, chiều dài mỗi cột là l = 2m, đường kính là d = 50 cm, bên trong là các hạt nhựa cationit và anionit được giữ lại nhờ hai mặt bích. Mỗi mặt bích cĩ 12 ống nhỏ cĩ chiều dài là 20 cm, đường kính là 4,2cm. Trên mỗi ống đều cĩ các rãnh nhỏ dẫn nước vào, kích thước các lỗ của các rãnh nhỏ hơn kích thước hạt nhựa nhằm giữ các hạt nhựa, phía dưới mỗi ống cĩ lỗ dẫn nước vào.

 Hạt cationit và anionit cĩ kích thước rất nhỏ màu vàng nhạt (trong đĩ hạt cationit màu sẫm hơn). Nhà máy cĩ 3 hệ thống trao đổi ion.