CHƯƠNG 2 : LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY
4. Đường tinh luyện
Tính chất
a) Tính chất vật lý:
‒ Thơng thường Saccharose ở dạng tinh thể bột màu trắng, khơng mùi, cĩ vị ngọt. ‒ Tan tốt trong nước.
‒ Khối lượng phân tử: 342.3g/mol. ‒ Nhiệt độ nĩng chảy: 186°C.
‒ Độ hịa tan trong nước: 211.5g/100ml (20°C). ‒ Khối lượng riêng: 1.59g/cm3.
‒ Độ quay cực: +66.5°
b) Tính chất hĩa học:
‒ Saccharose khơng cĩ tính khử. Saccharose dễ bị thủy phân dưới tách dụng của enzyme saccharase (cịn được gọi là invertase). Ngồi tác dụng của enzyme, saccharose cũng bị thủy phân dưới tác dụng của acid vơ cơ và nhiệt độ. Sản phẩm tạo thành là Glucose và Fructose, trường hợp này ta gọi các đường tạo thành là đường nghịch chuyển (invert sugar).
‒ Phản ứng thủy phân trong mơi trường acid:
Vai trị
Đường đĩng một vai trị kỹ thuật quan trọng vì nĩ gĩp phần tạo nên vị ngọt cho sản phẩm và đĩng các vai trị khác như tăng hương vị. Trong nước ép táo lên men, đường giúp tăng hương vị, bổ sung đường giúp hỗ trợ quá trình lên men để đạt được độ cồn, hương vị mong muốn.
Mặc dù lý do chính để sử dụng đường là cĩ vị ngọt, nhưng đường cịn cĩ nhiều chức năng khác trong cơng nghệ thực phẩm. Điều quan trọng nhất trong số này là đường bổ sung trong thực phẩm đĩng vai trị như một chất tạo ngọt, chất bảo quản, chất điều chỉnh kết cấu, chất nền lên men, hương liệu và chất tạo màu, chất tạo phồng.
Chỉ tiêu chất lượng
Sử dụng đường Saccharose. Tinh thể đường màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi, khơ, khơng vĩn cục.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6958:2001 áp dụng cho đường tinh luyện (Đường RE, Refined sugar).
Bảng 9: Các chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện (TCVN 6958:2001)
Chỉ tiêu
Mùi, vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước cĩ vị ngọt, khơng cĩ mùi vị lạ
Màu sắc Tinh thể trắng ĩng ánh. Khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt.
Bảng 10: Các chỉ tiêu lý - hĩa của đường tinh luyện (TCVN 6958:2001)
STT
1 Độ Pol, (oZ), khơng nhỏ hơn
2 Hàm lượng đường khử, % khối lượng (m/m), khơng lớn hơn
3 Tro dẫn điện, % khối lượng (m/m), khơng lớn hơn
4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3h, % khối lượng (m/m), khơng lớn hơn
5 Độ màu, đơn vị ICUMSA, khơng lớn hơn
Bảng 11: Chỉ tiêu dư lượng SO2 và các chất nhiễm bẩn (TCVN 6958:2001)
STT 1 2 3 4 5. Enzyme Vai trị
Sử dụng enzyme thay vì hĩa chất là một lựa chọn hiệu quả về chi phí, giúp cải thiện năng suất về giảm lượng khí thải carbon, tiêu thụ năng lượng và ơ nhiễm mơi trường. Trong sản xuất cider, các enzyme thực phẩm được sử dụng làm chất hỗ trợ chế biến. Quá trình làm dịch ép táo sử dụng nhiều phương pháp xử lý và enzyme khác nhau để tối đa hĩa hiệu suất của dịch ép, năng suất làm trong, tăng hương thơm, giữ lại các chất cĩ hoạt tính sinh học. Các enzyme như amylase, pectinase và cellulase cĩ thể được sử dụng để phá vỡ thành tế bào và giải phĩng chất lỏng và đường tạo nên trái cây.
Các loại enzyme sử dụng
a) Enzyme pectinase
Enzyme pectinase tác động lên pectin và phá vỡ các liên kết glycosidic cĩ giữa các monomer acid galacturonic do đĩ làm giảm khả năng giữ nước của pectin. Do đĩ thu được sản lượng nước ép cao. Để cĩ được sản phẩm mong muốn, các thơng số quy trình cần được tối ưu hĩa, ví dụ như nồng độ enzyme, thời gian xử lý enzyme, nhiệt độ ủ và pH của dung dịch.
Xử lý pectinase khơng chỉ cải thiện chất lượng nước trái cây bằng cách giảm độ nhớt và độ đục của nĩ mà cịn cải thiện màu sắc của nĩ. Xử lý bằng enzyme cịn cải thiện khả năng độ trong bằng cách ngăn chặn sự sẫm màu của nước quả và tạo ra màu sắc đặc trưng của nước quả.
b) Enzyme cellulase
Enzyme cellulase phân giải cellulose thành glucose. Cellulase được sử dụng trong nước trái cây nhằm cải thiện quá trình chiết xuất và làm trong của nước trái cây và thấm mật hoa quả bằng cách phá vỡ các chuỗi cellulose trong mơ thực vật. Cellulase cĩ thể hỗ trợ trong bước ép để tăng năng suất.
6. Chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae Đặc điểm hình thái Đặc điểm hình thái
Tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae cĩ dạng hình cầu hay hình trứng, cĩ kích thuớc nhỏ, từ 5-6 đến 10-14 µm, sinh sản bằng cách tạo chồi và tạo bào tử. Nguồn dinh dưỡng chủ yếu của chúng là sử dụng đường glucose, saccharose, maltose như nguồn cacbon, chúng sử dụng amino acid và muối amon như nguồn nitơ. S. cerevisiae sinh ra enzyme invertase cĩ khả năng khử đường Saccharose thành Fructose và Glucose, vì vậy trong lên men ta cĩ thể bổ sung loại đường này vào dung dịch quả.
Quá trình sinh trưởng và phát triển
- Giai đoạn tiềm phát: giai đoạn này tế bào làm quen với mơi trường, sinh khối chưa tăng nhiều. Tế bào chuẩn bị những enzyme cần thiết cho quá trình lên men.
-Giai đoạn logarit: đây là giai đoạn phát triển rất nhanh, sinh khối tăng nhanh chĩng, kèm theo sự thay đổi mạnh mẽ của dịch lên men.
-Giai đoạn ổn định: số lượng tế bào nấm men khơng tăng nữa, số tế bào mới sinh ra bằng với số tế bào chết đi.
-Giai đoạn chết: tốc độ chết tăng nhanh, tốc độ sinh sản giảm do lượng dinh dưỡng cạn kiệt, do đĩ số lượng tế bào nấm men giảm dần.
Ở giai đoạn cuối lên men Saccharomyces cerevisiae kết lắng nhanh và làm trong dịch lên men. Ở giống này cĩ đặc tính riêng về khả năng tạo cồn, chịu sunfit, tổng hợp các cấu tử bay
hơi và các sản phẩm thứ cấp tạo ra cho dịch lên men cĩ mùi vị đặc trưng riêng biệt. Gia đoạn cuối cùng của quá trình lên men các tế bào Saccharomyces cerevisiae thường bị già, khơng tiếp tục chuyển đường thành cồn và bị chết rất nhanh.
Yêu cầu đối với chủng nấm men
- Cĩ hoạt lực lên men cao đối với dịch quả. - Sử dụng đường cho lên men gần như hồn tồn. - Làm trong dịch lên men nhanh.
- Chịu được độ cồn cao và độ acid của mơi trường cũng như các chất sát trùng. - Tạo cho sản phẩm hương vị thơm ngon tinh khiết.
- Cĩ các đặc tính sau:
+ Thích nghi với q trình lên men nhanh.
+ Tốc độ sử dụng cơ chất và tốc độ hình thành sản phẩm cao. + Khả năng chịu cồn cao. Cĩ thể chịu được độ cồn 14% v/v + Khả năng chịu áp suất thẩm thấu cao, chịu SO2 từ 50-80mg/L + Sinh khối tạo thành vừa phải.
+ Tính ổn định cao về mặt di truyền. + Kết lắng cặn nhanh.
+ Nhiệt độ lên men: 12-350C
7. Gelatin
- Protein được sản xuất bằng cách thủy phân một phần collagen trong da, gân, dây chằng, xương... của động vật.
- Chế phẩm gelatin thương mại cĩ thể được phân loại theo các tiêu chí như độ bền của gel, giới hạn sắt, canxi, lactose và các hĩa chất khác hoặc các giới hạn đối với vi sinh vật gây bệnh như Salmonella, Staphylococcus aureus, Clostridium spp. và bào tử nấm mốc.
Tính chất
-Gelatin là các polypeptid cao phân tử dẫn xuất từ collagen, collagen là thành phần protein chính trong các tế bào liên kết của nhiều loại động vật. Cấu tạo là một chuỗi acid amin gồm 3 acid amin chủ yếu là glycine, proline và hydroproline.
-Trong phân tử gelatin, các acid amin liên kết với nhau tạo chuỗi xoắn ốc cĩ khả năng giữ nước. Phân tử lượng của gelatin khoảng vài nghìn đến vài trăm nghìn đơn vị carbon. Thành phần acid amin cĩ trong gelatin là: Aspartic acid (6%), Arginine (8%), Alanine (9%), Glutamic acid (10%), Proline và Hydroproline (25%), Glycine (27%), các acid amin khác (10%).
- Cảm quan: Dạng tấm (phiến), mảnh, mảnh vụn (vẩy) hoặc từ dạng bột thơ đến bột mịn,
màu vàng nhạt hoặc màu hổ phách, độ màu thay đổi theo cỡ hạt và cĩ mùi đặc trưng của nước thịt hầm; ổn định trong khơng khí nếu ở dạng khơ nhưng bị hư hỏng do vi sinh vật khi bị ẩm hoặc trong dung dịch.
-Độ tan: Khơng tan trong nước lạnh nhưng trương nở và mềm ra khi ngâm trong nước, hút dần nước với khối lượng nước gấp 5 đến 10 lần khối lượng của nước trong gelatin; tan trong nước nĩng, khi nguội tạo thạch đơng; tan trong axit axetic; khơng tan trong etanol, cloroform và ete.
Vai trị
- Chất tạo gel, ổn định, nhũ hĩa, kìm hãm quá trình kết tinh.
- Trong sản xuất cider, gelatin giúp hỗ trợ quá trình lọc và làm trong cider.
Chỉ tiêu chất lượng
Gelatin sử dụng theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12099:2017 Phụ gia thực phẩm – gelatin.
Bảng 12: Chỉ tiêu lý - hĩa của gelatin theo TCVN 12099:2017
Tên chỉ tiêu
Hao hụt khối lượng sau khi sấy, % khối lượng, khơng lớn hơn Mùi và các chất khơng tan trong nước
Hàm lượng lưu huỳnh dioxit, mg/kg, khơng lớn hơn Hàm lượng tro tổng số, % khối lượng, khơng lớn hơn Hàm lượng asen, mg/kg, khơng lớn hơn
Hàm lượng chì, mg/kg, khơng lớn hơn Hàm lượng cadimi, mg/kg, khơng lớn hơn Hàm lượng thủy ngân, mg/kg, khơng lớn hơn
Bảng 13: Chỉ tiêu vi sinh vật của gelatin theo TCVN 12099:2017
Tên chỉ tiêu
Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/g, nhỏ hơn
Enterobacteriaceae hoặc vi khuẩn nhĩm coli-aerogens, CFU/g, nhỏ hơn Streptococci nhĩm Lancefield D, CFU/g, nhỏ hơn
8. BentoniteTính chất Tính chất
-Bentonite là loại khống sét tự nhiên, thuộc nhĩm smectit gồm montmorilomit và một số
khống khác. Bentonite cĩ các tính chất đặc trưng là trương nở, kết dính, hấp phụ, trơ, nhớt và dẻo.
-Dung dịch bentonite gồm nước sạch, bentonite và các hĩa chất khác cĩ khả năng tạo màng
cách nước giữa thành hố khoan và đất xung quanh đồng thời giữ ổn định thành hố khoan.
- Bentonite sử dụng làm chất độn, chất kết dính (binding), chất tạo viên trong ngành cơng
nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuơi, sử dụng bentonite vừa cĩ tác dụng kết dính vừa nhằm bổ sung khả năng chống nấm mộc, khử độc,....
-Bentonite là một bổ sung thơng thường để sản xuất rượu vang, cider sử dụng để làm trong rượu và thường được sử dụng chỉ cho rượu vang trắng. Giúp làm trong sản phẩm, loại bỏ các cặn protein, pectin và hỗ trợ quá trình lọc trong sản xuất.
Chỉ tiêu chất lượng
Bảng 14: Yêu cầu kĩ thuật của nước trộn bentonit polyme theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11893:2017 Tên chỉ tiêu Độ pH Hàm lượng NaCl Hàm lượng Ca Hàm lượng Fe
Tổng lượng muối hịa tan
9. Acid malic
Hình 15: Cơng thức cấu tạo của acid malic
Tính chất
- Cơng thức phân tử: C4H6O5
- Khối lượng phân tử: 134,1 g/mol
- Là dạng bột tinh thể hoặc hạt màu trắng. Được tìm thấy trong rất nhiều loại quả xanh như: táo, cherry và cà chua, dùng như là chất cải thiện mùi vị và hỗ trợ q trình chín tạo rượu.
Chức năng: chất điều chỉnh độ acid, cải thiện mùi vị cho cider, giúp bảo quản sản phẩm.
Chỉ tiêu chất lượng
Acid malic sử dụng theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phụ gia thực phẩm – chất điều chỉnh độ acid QCVN 4-11: 2010/BYT, Phụ lục 6.
• Độ tan: Rất tan trong nước, dễ tan trong ethanol.
• Khoảng nĩng chảy: 127oC - 132 o C
Malat: Phải cĩ phản ứng đặc trưng của malat (dịch thử là dung dịch mẫu thử 1/20 đã được
trung hịa bằng dung dịch amoniac (TS)). • Độ tinh khiết:
- Hàm lượng C4H6O5: khơng thấp hơn 99,0%
- Acid fumaric và acid maleic: Acid fumaric khơng được quá 1,0%, Acid maleic khơng được quá 0,05%.
- Chì: Khơng được quá 2,0 mg/kg.
10.Kali
Metabisulfit Tính chất
- Cơng thức phân tử: K2S2O5
- Khối lượng phân tử: 222,33 g/mol
- Hạt, bột tinh thể hoặc tinh thể khơng màu, trơn chảy, thường cĩ mùi đặc trưng của lưu huỳnh dioxyd.
Vai trị
- Tiêu diệt vi sinh vật sau quá trình ép và vơ hoạt các enzyme. - Chất tẩy trắng, chất chống OXH, chất bảo quản
Chỉ tiêu chất lượng
K2S2O5 cho thực phẩm của phân xưởng dựa trên các tiêu chí của QCVN 4 - 12 : 2010/BYT
CHƯƠNG 5: THUYẾT MINH QUY TRÌNH SẢN XUẤT
1. Sơ đồ khối quy trình
Nước ấm
Pectinase, Cellulase
Đường
Nước Syrup
Nấm men Hoạt hĩa
Gelatin Đường
Nấu Syrup Nước
CO2
Bao bì kim loại
Lọc
Chiết rĩt – đĩng lon Thanh trùng
Hình 16: Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất cider
2. Thuyết minh quy trình2.1. Phân loại 2.1. Phân loại
Mục đích cơng nghệ
- Chuẩn bị cho các quá trình gia cơng tiếp theo:
-Quá trình lựa chọn, phân loại nguyên liệu nhằm loại bỏ những trái hư hỏng, ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm, chọn nguyên liệu cĩ độ chín phù hợp, kích thước đồng
đều.
Biến đổi của nguyên liệu
-Nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước và độ chín. Cịn các biến đổi khác khơng đáng kể.
Phương pháp thực hiện
-Tiến hành lựa chọn nguyên liệu bằng phương pháp thủ cơng: phân loại bằng tay trên băng chuyển nguyên liệu.
Yêu cầu: táo lựa chọn đồng đều về kích thước, độ chín, khơng lẫn trái hư, dập.
Thiết bị
- Thiết bị phân loại: dựa vào hình dạng, màu sắc, kích thước và khối lượng riêng của táo.
• Thơng số cơng nghệ:
- Tốc độ của băng chuyền chậm, khoảng 0,1-0,2m/s. - Chiều cao băng chuyền khoảng 0,8-1,2m.
2.2. Rửa
Mục đích cơng nghệ
- Chuẩn bị: chuẩn bị cho quá trình gia cơng tiếp theo, loại bỏ tạp chất, vi sinh vật.
Biến đổi của nguyên liệu
-Sau quá trình rửa bề mặt nguyên liệu được làm sạch, giảm hàm lượng vi sinh vật. Cịn các biến đổi khác khơng đáng kể.
Phương pháp thực hiện
-Táo sau khi được phân loại sẽ được cho vào buồng rửa nhờ băng tải. Dùng thiết bị rửa xối dạng băng tải để rửa, táo sẽ được trải qua 2 giai đoạn ngâm và rửa xối. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm và bong ra. Thời gian ngâm tùy thuộc và mức độ bám bẩn của nguyên liệu và tác dụng của dung dịch rửa, cĩ thể từ vài phút đến vài chục phút. Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dịng nước để kéo chất bẩn cịn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Nước rửa phải sạch, để nước rửa ít nhiễm bẩn người ta dùng
-Yêu cầu: lượng nước sử dụng phải vừa đủ tránh bị làm dập táo, thời gian ngâm rửa khơng
được kéo dài. Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, khơng bị dập, lượng nước tốn ít nhất.
Thiết bị
• Thiết bị rửa dạng băng chuyền
• Thơng số cơng nghệ:
- Áp suất 2-3at
- Thời gian cĩ thể điều chỉnh. - Nhiệt độ nước xối 20-25oC.
2.3. Nghiền
Mục đích cơng nghệ
-Chuẩn bị cho q trình ép vì là giảm kích thước của táo, phá vỡ tế bào làm cho dịch chiết tiết ra nhiều hơn, tăng hiệu suất ép. Càng nhiều tế bào bị tác động thì hiệu quả quá trình nghiền càng cao.
Biến đổi của nguyên liệu
-Vật lý: kích thước của nguyên liệu giảm, diện tích bề mặt riêng tăng. Tăng diện tích bề
mặt riêng làm tăng hiệu quả truyền nhiệt và truyền khối. Ngồi ra, diện tích bề mặt riêng tăng cịn làm tăng tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi, đặc biệt là các cấu tử hương. Trong quá trình nghiền, dưới tác dụng của các lực đặc biệt là lực ma sát sẽ làm nhiệt độ của nguyên liệu tăng lên.
-Hĩa học: khi nghiền nguyên liệu cấu trúc nguyên liệu bị phá vỡ các thành phần dễ bị oxy
hĩa bên trong nguyên liệu như vitamin,… sẽ cĩ điều kiện tiếp xúc với oxy, do đĩ các phản