3.1 .Quy trính cơng nghệ sản xuất nước giải khát cĩ gas
3.1.2 .Thuyết minh quy trình
Mục đích:
Chuẩn bị việc hồn tất các điều kiện cần thiết để hịa tan cấu tử đường vào hỗn hợp thành phẩm một cách tốt nhất (nhanh, đúng kỹ thuật, đúng định lượng và đảm bảo chất lượng…), đồng thời thơng qua việc nấu đường, các vi sinh vật lẫn trong nước, đường bị tiêu diệt, sự cĩ mặt của acid trong nước đường cùng với tác dụng của nhiệt độ, nước…saccharoza được chuyển thành đường hồn nguyên làm cho vị ngọt dịu hơn, tác dụng giải khát và chống mệt mỏi nhanh hơn, đồng thời độ ổn định (hay độ bền hĩa học) của sản phẩm tốt hơn. Ngồi ra, nấu nước đường cịn cĩ tác dụng giúp cho quá trình làm sạch dịch đường đạt hiệu quả cao hơn.
Tĩm lại, nấu nước đường là quá trình chuyển nước đường thành siro đạt tiêu chuẩn chất lượng kỹ thuật cho sản xuất.
Thuyết minh quy trình
Quá trình hịa tan – gia nhiệt:
Đầu tiên nước đã xử lý được bơm vào nồi nấu cĩ cánh khuấy mạnh. Mở van hơi nước đi vào đường ống gia nhiệt bao quanh vỏ trong của nồi. Lúc nhiệt độ nước trong bồn lên đến 65 – 700C ta tiến hành đổ từ từ đường vào theo mức qui định.
Sau đĩ, cho một lượng acid vào (khoảng 1.5 – 2g/1kg đường) và tiếp tục khuấy, gia nhiệt cho đến lúc dung dịch đường đạt nhiệt độ 90 – 920C thì ngưng van hơi nước lại, giữ nhiệt độ này khoảng 10 phút để tạo điều kiện cho quá trình chuyển hĩa đường saccharose thành đường hồn nguyên (glucose và fructose) khoảng 20 – 30%.
Lúc này, hàm lượng chất khơ tăng lên, nhiệt độ trung bình của đường khử cũng cao hơn đường saccharose. Vị ngọt saccharose bằng một, thì độ ngọt của glucose bằng 0.67 – 0.7 (bởi vì giá trị của độ ngọt phụ thuộc vào mơi trường, thành phần).
Tiếp theo, cho vào dung dịch một lượng chất bảo quản Natribenzoat (2g/l sirơ) là chất chống mốc.
Sau khi cho chất bảo quản vào khuấy đều ta đem sirơ đi lọc sạch bằng vải sạch ở nhiệt độ 80 - 850C, ở nhiệt độ này độ nhớt của dung dịch sẽ giảm, rất thuận lợi cho quá trình lọc.
Sau cùng, bơm dịch đường qua bồn làm nguội để làm nguội dung dịch đường xuống 30 - 400C dùng cho pha chế nước giải khát và các loại nước uống khác.
Lúc này ta đã cĩ được sirơ trắng đạt yêu cầu, tạo điều kiện thuận lợi cho cơng đoạn pha chế sirơ mùi.
Trong quá trình nấu đường cĩ thể xảy ra hiện tượng: Sirơ bị sậm màu do quá nhiệt, do đĩ phải kiểm tra kỹ lại độ ngọt, mùi vị, nếu khơng ảnh hưởng đến chất lượng nước giải khát thì cĩ thể dùng để sản xuất các loại nước cĩ màu như cola, xá xị để tiết kiệm được sự tổn thất.
Quá trình lọc:
Việc lọc trong siro ( loại các tạp chất cùng các chất hấp thụ trên ) để siro trắng đạt các chỉ tiêu chất lượng kỹ thuật về độ trong và độ màu.
Sử dụng vải lọc, vải được gấp đơi lại. Quá trình lọc được tiến hành tại nhiệt độ
80 – 85o C. Dùng áp lực của máy bơm để đẩy sirơ đi trong đường ống và đi qua bề mặt vải lọc, thực hiện quá trình lọc. Dịch sirơ sau khi lọc được dẫn vào thiết bị làm nguội. Vải lọc được tẩy rửa sạch bã lọc để dùng cho lần sau.
Làm nguội sirơ:
Để đưa nhiệt độ sirơ về độ tối ưu cần thiết cho các quá trình chuẩn bị sirơ bán thành phẩm theo yêu cầu kỹ thuật. Hay nĩi cách khác là đưa sirơ trắng về nhiệt độ tối ưu cho việc đồng hĩa các cấu tử khác (chất màu, chất mùi, dịch nước hoa quả trong, phụ gia) thành siro bán thành phẩm đạt yêu cầu cơng nghệ và làm giảm sự hao tổn chúng do nhiệt độ gây ra.
Trong quá trình làm nguội siro cĩ thể xảy ra hiên tượng bị kết tinh trở lại khi làm lạnh, khắc phục bằng cách khống chế tốt nồng độ đường trong siro, nấu đúng kỹ thuật và khơng nên bảo quản siro lâu. Ở giai đoạn cuối q trình nấu cần khống chế nhiệt độ thích hợp (90 – 92o C), khơng để nhiệt tăng cao.
Chú thích:Thiết bị nấu đường 1a. Vỏ trong. 1b. Vỏ Ngồi. 2. Nắp nồi. 3. Hệ dẫn động trục khuấy. 4. Trục khuấy. 5. Cánh khuấy.
6. Cửa tháo siro. 9. Nhiệt kế. 7. Đường hơi nước vào. 10. Van an tồn 8. Đường hơi nước ngưng. 11. Ống thơng hơi. + Cấu tạo thiết bị:
Nồi hình trụ bằng inox, nồi hai lớp vỏ cĩ lớp bảo ơn, cánh khuấy, mơ tơ, nắp nồi, ống thơng hơi, đồng hồ đo nhiệt độ, đồng hồ đo áp suất hơi, ống dẫn hơi vào, ống đẫn hơi ra, van an tồn, van xả đáy.
+ Nguyên lý hoạt động:
Nước được bơm vào nồi nấu sau đĩ mở van cung cấp hơi cho thiết bị nâng nhiệt độ của nước lên 60- 700C đường được cho vào từ từ, sau đĩ cho bật motor cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 1000 vịng/ phút, để tạo điều kiện chuyển hĩa đường.
- Bơm đường bị hỏng hay đường ống bị xì sửa chữa hay thay thế một bơm khác. - Hơi đốt khơng đủ kéo dài thời gian nấu đường làm ảnh hưởng đến chất lượng sirocung cấp đầy đủ hơi nước.
- Tốc độ cánh khuấy nhanh làm bắn đường lên thành thiết bị, dẫn đến nồi đường bị caramen hĩađiều chỉnh cánh khuấy khoảng 30-35 vịng/phút
Thiết bị làm nguội: Chú thích: Thân nồi Nắp nồi. Tay cầm mở nắp. Trục khuấy. Cánh khuấy. Hệ thống dẫn trục khuấy. Ống ruột gà.
Ống nước phun bên ngồi thành nồi Nhiệt kế.
Dựa vào sự trao đổi nhiệt giữa tác nhân làm nguội (nước ) đi bên trong ống xoắn ruột gà với dung dịch siro bên ngồi, làm nhiệt độ của dung dịch siro giảm xuống. Nước tuần hồn vào ra liên tục.
Sự cố và biện pháp khắc phục:
Các van bị hư, bị lỏng vanthay thế hoặc sửa chữa. 3.1.2.2. Pha chế siro mùi
Mục đích:
- Tạo ra hỗn hợp nước giải khát cần pha chế
- Đây là quá trình hịa tan tất cả các cấu tử cĩ trong thành phần nước giải khát (trừ CO2).
- Sau khi phối chế sẽ thu được siro bán thành phẩm hay cịn gọi là dịch cốt.
- Pha chế siro mùi là cơng đoạn quan trọng nhất trong sản xuất nước giải khát quyết định chất lượng nước giải khát và tính chất đặc trưng của chúng.
- Phương thức pha chế và sự lựa chọn nguyên kiệu, phụ gia thích hợp là một trong những bí quyết thành cơng của mỗi cơng ty.
Tiến hành pha chế:
- Sau khi đã chuẩn bị xong các cấu tử ở dạng dung dịch (trừ hương liệu) thì cho cấu tử vào thùng pha chế.
- Trước tiên siro trắng sẽ được bơm từ thiết bị làm nguội qua thùng pha chế, sau đĩ cho dung dịch màu nồng độ 100g/l với lượng thích hợp với một số phụ gia khác và cho cánh khuấy hoạt động sau đĩ giảm tốc độ cánh khuấy và cho hương liệu vào.
- Dịch cốt sau khi pha chế cĩ nhiệt độ khoảng 30-350C ở nhiệt độ này khi chiết rĩt chai sẽ làm mất một lượng CO2 đáng kể. Vì vậy để khắc phục hiện tượng này ta làm lạnh xuống 250C
- Đối với dịch cốt dùng trong sản xuất nước ngọt cĩ gas dạng lon ta phải làm lạnh dịch cốt xuống 5-80C mục đích là tăng khả năng hịa tan CO2 và ngậm CO2 của bán thành phẩm.
Trong trường hợp sản phẩm xuất xưởng là siro bán thành phẩm, siro sau khi pha chế được kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng và được đĩng bao bì (chai 0.65-0.7 lít, bình 10-15 lít cho đến bình 50 lít, đĩng nắp. Siro này nên bảo quản ở nhiệt đơ 10-150C để tránh sự tổn thất về hương thơm và các tác động khác của nhiệt độ cao làm giảm chất lượng siro 3.1.2.3. Chuẩn bị nước bão hịa CO2 (soda ).
Mục đích:
- Là chuẩn bị đủ số lượng và chất lượng cấu tử thứ nhất (nước) cũng là cấu tử quan trọng chiếm số lượng nhiều nhất trong quá trình sản xuất nước giải khát pha chế.
- Tăng tính ổn định ( loại bỏ khơng khí, tạp chất khác trong nước…) giảm tổn hao các thành phần khác như chất màu, hương liệu, phụ gia khi bão hịa CO2 và gĩp phần đơn giản hĩa cho kỹ thuật và thiết bị sản xuất.
Sản phẩm nước ngọt cĩ gas của Bidrico cĩ hai dạng bao bì: dạng chai pet 1,25L, 1.5Lvà dạng lon nhơm 330ml. Từ sơ đồ quy trình ta dễ dàng nhận thấy sự khác nhau trong quá trình bão hịa CO2 và chiết rĩt. Cụ thể:
Nước ngọt chai pet: Nước lạnh 1-20C được bão hịa CO2 trước rồi đem đi chiết rĩt vào chai theo một mức nhất định sau đĩ mới đong dịch cốt vào và đĩng nắp.
Măc dù việc bão hịa CO2 theo hai cách khác nhau nhưng vẫn dựa trên cơ sở lý thuyết sự hịa tan chất khí trong chất lỏng như: nhiệt độ, áp suất…
Làm sạch CO2:
Trong cơng nghệ sản xuất CO2 thực phẩm hiện nay chủ yếu là dùng nguyên liệu mật rỉ đường lên men. Mặc dù ở đĩ người ta đã làm sạch nhưng thỉnh thoảng lẫn trong CO2 vẫn cĩ các mùi lạ như: Andehyd, Aceton, este… và cĩ thể cả mùi H2S và mùi nhớt của máy nén áp suất… Vì vậy việc xử lý làm sạch CO2 là cần thiết.
Quy trình làm sạch CO2:
Giải thích quy trình:
- Ngun liệu là CO2 tồn tại ở dạng lỏng hoặc khí chứa trong bồn CO2 lỏng với thể tích là 17.000 L. Trước khi vào bồn chứa bột trợ lọc CO2 được chuyển về dạng khí nhờ dịng khí nĩng của đường ống dẫn hơi áp suất với đường ống dẫn CO2 lỏng. CO2 được sục từ đáy bồn lên để đi vào các bồn lọc tiếp theo nhờ sự chênh lệch áp suất.
- Lọc bằng Na2CO3: P = 8 kg/cm2
Na2CO3 ở dạng bột màu trắng, được pha lỗng trong 150 lít nước với 200 g bột, lượng nước chiếm 2/3 bồn, Plọc = 8 Kg/cm2.
Mục đích: giữ lại trong nước các tạp chất và một số chất gây mùi andehyd, acetone… Na2CO3 + 2HCOOH = 2HCOONa + CO2 + H2O
- Lọc than hoạt tính: P = 8 Kg/cm2
CO2 bay lên theo đường ống dẫn sang bồn lọc than hoạt tính, lượng than gồm 3 bao – nặng 200kg được đặt chồng lên nhau trong bồn.
Mục đích: loại bỏ màu, khử mùi, tạo mùi đặc trưng cho CO2 vì than hoạt tính cĩ khả năng hấp thụ mùi rất mạnh và cĩ cấu tạo xốp như lớp lọc.
- Lọc bằng thuốc tím KMnO4 : 7 kg/cm2
KMnO4 ở dạng bột màu tím, ánh vàng, kích thước như hạt cát, là một chất cĩ tính oxi hĩa mạnh, được pha theo tỉ lệ 150 lít nước: 1,5 muỗng thuốc tím.
Mục đích: khử trùng và oxi hĩa các hợp chất hữu cơ gây mùi, cĩ nối đơi… tạo thành những chất khơng mùi hoặc mùi nhẹ mà than hoạt tính khơng hấp thụ được
HCHO [ O ] HCOOH
Ngồi ra cịn cĩ tác dụng giữ lại các bụi than sau khi ra khỏi bồn lọc than. Khí ra khỏi bồn thuốc tím là khí CO2 sạch được đưa đi bão hịa.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm sạch: - Chất lượng gaz nhập về,
- Độ kín đường ống và các thiết bị làm sạch
- Độ tinh khiết và thời gian thay các chất làm sạch. - Áp suất của bồn làm sạch.
Kiểm chất lượng CO2
- Cảm quan: khơng mùi vị, cĩ màu trắng như tuyết
- Hĩa lý: dùng máy kiểm tra độ tinh khiết đạt 99,5%, độ ẩm Các sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục:
- Lượng dung dịch trong bồn trợ lọc và bồn chứa thuốc tím quá đầy lớn hơn 2/3 thể tích bồn sẽ làm cho CO2 lẫn bột trợ lọc và thuốc tím làm ảnh hưởng đến màu sắc và mùi vị của CO2. Vì vậy khơng cho dung dịch quá 2/3 bồn.
- CO2 lỏng dẫn đi trong đường ống bị nghẹt do CO2 thu nhiệt làm đường ống bị đĩng băng. Khắc phục bằng cách áp sát đường ống dẫn CO2 với đường ống dẫn hơi và bên ngồi bao một lớp bảo ơn. Đối với đoạn ống từ bồn với đường ống dẫn thì dùng nước giải nhiệt.
Làm lạnh nước đã xử lý: Mục đích:
+ Tăng khả năng hịa tan, giữ và ngậm CO2 + Giảm tổn thất CO2 khi chiết rĩt
+ Ngan ngừa nhiễm vi sinh vật trong quá trình sản xuất Yêu cầu: Nước được làm lạnh xuống 1-2 0C
Nguyên lý:
Dựa vào sự tiếp xúc gián tiếp giữa tác nhân làm lạnh (Glycol) với nước để hạ nhiệt độ của nước xuống.
Hoạt động:
Nước được xử lý được đưa qua thiết bị làm lạnh thứ nhất dạng tấm kiểu khung bản để trao đổi nhiệt gián tiếp với glycol để hạ nhiệt độ xuống 100C. Nước này được trữ ở bồn trung gian, nước được bơm qua thiết bị làm lạnh thứ 2 để hạ nhiệt độ xuống 1-20C rồi đi vào ba bồn chứa 1,2,3.
Nếu nhiệt độ của nước chưa đạt yêu cầu 1-20C thì sẽ dẫn qua một thiết bị làm lạnh thứ 3 rồi mới đi vào các bồn chứa.
Tại mỗi bồn chứa để đảm bảo nhiệt độ luơn đạt u cầu thì cĩ bố trí thêm hệ thống làm lạnh kiểu ống xoắn ruột gà nằm phía trong lớp bảo ơn.
Tại thiết bị làm lạnh dạng tấm nước đi từ dưới lên và glycol đi từ trên xuống tiếp xúc ngược chiều nhau qua bề mặt trao đổi nhiệt dạng gợn sĩng để tăng diện tích tiếp xúc.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm lạnh:
Chất lượng nước đưa vào làm lạnh chưa đạt yêu cầu gây ra cặn rêu, màng vi sinh vật bám trên thành ống dẫn nước làm lạnh làm giảm hiệu suất chế độ trao đổi nhiệt của thiết bị.
Nhiệt độ của glycol nhỏ hơn – 200C Độ kín của đường ống
Nhiệt độ của chất tải lạnh khơng đủ để làm lạnh nước. Khắc phục bằng cách ngưng hệ thống làm lạnh nước để chất tải lạnh đủ nhiệt độ làm lạnh.
Thiết bị và đường ống bị hở, bị xì làm giảm nhiệt độ. Khắc phục bằng cách tiến hành sửa chữa và tăng thêm chất tải lạnh để đảm bảo yêu cầu.
Rêu cặn bám đường ống làm hư hỏng hệ thống trao đổi nhiệt. Khắc phục bằng cách kiểm tra kĩ các chỉ tiêu chất lượng của nước mới đưa đi làm lạnh.
3.1.2.5. Bão hịa CO2 Mục đích:
+ Tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, tạo vị cay tê ở đầu lưỡi khi uống
+ CO2 bay hơi làm giảm nhiệt độ cơ thể, gây cảm giác mát dễ chịu.
+ Bảo quản, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật Tiến hành:
+ Tại bồn bão hịa nước được bơm qua bộ phận dạng chĩp nĩn để tăng diện tích tiếp xúc với CO2
+ CO2 sạch được đo lưu lượng và đi vào thiết bị bão hịa
+ Nước và CO2 được phun vào nhau rồi đi vào bồn chứa
+ CO2 đầu tiên hịa tan, sau đĩ liên kết để đạt độ bão hịa. Lúc này, áp suất tạo trên bề mặt là 3-4 kg/cm2
+ CO2 dư được thải bỏ tại bồn bão hịa này
Chiết rĩt sản phẩm Mục đích:
+ Kéo dài thời gian bảo quản nhờ tránh tác động bên ngồi
+ Thuận lợi cho quá trình phân phối, vận chuyển sản phẩm
+ Hồn thiện sản phẩm Tiến hành:
+ Chiết rĩt vào chai: Quá trình chiết rĩt được thực hiện thủ cơng ở 50C và áp suất 0,5- 1atm.
Chai pet sau khi đã rửa sạch bằng nước sạch 2 lần sau đĩ rửa bằng dung dịch cloramin 200ppm, cuối cùng rửa lại bằng nước sạch 2 lần nhằm đảm bảo sạch cloramin. Soda từ thiết bị bão hịa theo đường ống bơm vào phịng chiết rĩt. Soda được lọc tinh lần nữa để loại bỏ tạp chất đường ống
Soda được bơm vào chai đến 1 lượng nhất định, thể tích sục khoảng 1.125lit Thêm 1 lượng siro bán thành phẩm, châm thêm soda nếu chưa đủ thể tích 1,25lit Sau đĩ đem đi đĩng nắp ngay để tránh tổn thất CO2.
+ Chiết rĩt vào lon
Lon rửa bằng nước sạch và chlorine trên hệ thống máy rửa. Sau đĩ lon được đưa vào hệ