II. Thuyết minh quy trình
4. Tách lõi, vỏ:
Mục đích cơng nghệ:
Chuẩn bị cho q trình nghiền và ép.
Phương pháp thực hiện:
Dùng máy tách lõi và vỏ bán cơ khí. Yêu cầu: Vết cắt phải sắc nét, khơng bị dập, ít phần thải bỏ, vì vậy bộ phận dao cắt là quan trọng nhất, dao phải bén, làm bằng inox khơng gỉ sét.
Máy đột lõi gồm có giá đỡ, bàn đạp, hệ thống đòn bẩy, bàn đỡ, cánh gạt và dao đột. Dao đột là ống hình trụ rỗng làm bằng thép khơng rỉ, có đường kính 18- 22mm (tuỳ theo độ lớn của lõi dứa mà sử dụng dao đột có đường kính tương ứng) lắp thẳng đứng vào giá đỡ. Đặt thẳng đứng quả dứa đã cắt đầu vào bàn đỡ, sao cho dao đột hướng đúng tâm quả dứa . Dậm chân vào bàn đạp và hệ đòn bẩy, bàn đỡ đưa quả dứa lên phía dao đột. Khi nhả chân khỏi bàn đạp, bàn đỡ hạ xuống kéo theo cánh gạt quả dứa khỏi dao đột. Cần đặt quả dứa chính xác để khi đột khỏi lệch
tâm. Ống dao đột phải sắc để vết cắt được nhẵn. Năng suất của máy khoảng 15-20 quả/phút. Tỉ lệ phế liệu 3-6%.
Hình 10. Máy đột lõi
Máy gọt vỏ dứa gồm có cơ cấu gọt, hệ thống chuyển động và bệ máy. Cơ cấu gọt gồm 3 lưỡi dao lưỡi mỏng phẳng đặt cố định trên 1 vịng đỡ, và ống dao hình trụ rỗng bằng thép khơng rỉ có đường kính 65-80mm (tuỳ theo đường kính quả dứa to hay nhỏ). Ống dao này quay với tốc độ khoảng 1000 vòng/phút nhờ một động cơ điện. Hệ thống chuyển động gồm một con xỏ gắn vào một trục chuyển dịch nhờ con lăn và rãnh trượt. Đặt quả dứa đã đột lõi vào con xỏ. Khi trục chuyển dịch, con xỏ kéo theo quả dứa lao về phía cơ cấu gọt. Khi qua cơ cấu gọt, 3 lưỡi dao phẳng khía trên vỏ dứa 3 rãnh theo chiều dọc quả có độ sâu bằng chiều dày lớp vỏ cần gọt, sau đó ống dao tách vỏ thành 3 mảnh. Quả dứa đã gọt vỏ đi ra cuối máy. Năng suất của máy khoảng 20 quả/phút.
Hình 11. Máy gọt vỏ
1: Động cơ điện 7: Bánh răng
2: Bộ truyền đai 8: Máng tháo phế liệu 3: Dao gọt 9: Băng tải chuyền phế liệu
4: Dao xẻ mãnh 10: Giá đỡ
5: Con xỏ 11: Cửa ra nguyên liệu
6: Tay quay Tỉ lệ vỏ: 25-27%.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Ngun liệu thay đổi hình dạng, kích thước, khối lượng đáng kể. Lớp vỏ bảo vệ đã bị gọt bỏ, nên tốc độ hô hấp của quả tăng nhanh, quả sẽ mau bị nhũn. Dịch
bào tiết ra trên bề mặt là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động. Nên quá trình này phải được tiến hành trong thời gian ngắn và mau chóng đưa qua q trình xử lý tiếp theo, nhằm tránh hư hỏng sản phẩm.
Hình 12. Vỏ quả dứa được gọt bỏ.Hình 13. Dứa được đột lõi.
5. Nghiền xé:
Mục đích cơng nghệ:
Chuẩn bị cho q trình ép giảm kích thước ngun liệu, phá vỡ tế bào làm cho dịch bào thoát ra, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép, tăng hiệu suất cho quá trình ép.
Phương pháp thực hiện:Sử dụng thiết bị nghiền xé.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý: Kích thước nguyên liệu sẽ giảm, diện tích bề mặt tăng
Hóa học: Cấu trúc bị phá vỡ làm phản ứng oxy hóa xảy ra nên cần phải bảo quản nghiêm ngặt sau khi ngiền.
Hóa lý: Tăng tốc độ bay hơi của các chất dễ bay hơi.
Sinh học: Thành phần dinh dưỡng thốt ra ngồi và làm cho mật độ vi sinh vật tăng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Yêu cầu: Kích thước xé càng nhỏ càng thu được nhiều dịch ép.
Tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu (tăng hệ số truyền nhiệt). Tuy vậy, nếu nghiền q nhỏ khi ép sẽ khơng tạo thành rãnh thốt nước quả, cũng làm giảm hiệu suất ép.
Hình 14.Thiết bị nghiền xé
6. Ủ enzyme
Mục đích cơng nghệ:
Chuẩn bị cho q trình ép.Thực tế cho thấy trong dịch quả thường có chứa 1 hàm lượng pectin nhất định. Các hợp chất pectin tham gia tạo nên cấu trúc mô thực vật, liên kết tế bào rau quả lại với nhau. Khi pectin bị phân giải trong q trình nghiền xé ngun liệu, 1 phần sẽ hịa tan vào dịch quả, dung dịch chứa pectin có độ nhớt cao và đây là nguyên nhân gây khó khăn cho q trình ép thu nhận dịch quả. Do đó các nhà sản xuất bổ sung chế phẩm pectinase vào khối nguyên liệu đã qua nghiền xé.
Phương pháp thực hiện:
Bán thành phẩm sau giai đoạn nghiền xé được đưa vào bồn chứa, bổ sung vào đó 0,05% enzyme pectinase, trộn đều rồi ủ trong 1,5h ở nhiệt độ phòng, thỉnh thoảng cần đảo trộn khối ủ.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Nhờ xúc tác của enzyme pectinase, phân tử pectin bị giảm kích thước, dịch bào giảm độ nhớt, giúp cho quá trình ép đạt hiệu quả cao hơn.
Hình 15. Thiết bị ủ enzyme
7. Ép:
Khai thác, tách tối đa dịch bào ra khỏi nguyên liệu.Hiệu suất ép phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: Nguyên liệu, phương pháp sơ chế, cấu tạo, chiều dày, độ chắc của lớp nguyên liệu ép và áp suất ép.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý: Nguyên liệu trong q trình ép sẽ giảm thể tích. Kích thước hạt nguyên liệu sẽ giảm vì dưới tác dụng của lực ép thì hạt nguyên liệu sẽ bị vỡ ra và ép sẽ làm các chất trong tế bào thoát ra nên làm thay đổi tỷ trọng của dịch ép. Nhiệt độ nguyên liệu có thể tăng lên.
Hóa học: Các thành phần dễ oxy hóa như vitamin, polyphenol … có điều kiện tiếp xúc với oxy dễ dàng hơn nên dễ xảy ra các phản ứng oxy hóa. Bên cạnh đó, các chất hịa tan sẽ đi vào trong dịch chiết làm tăng nồng độ.
Các biến đổi khác không đáng kể
Phương pháp thực hiện
Sử dụng thiết bị ép trục vis vận hành với tốc độ trục vis 150–200rpm, áp lực 138 – 150MN/m2. Nguyên liệu theo máng hứng được đưa vào trong lịng ép tại đây trục vít vừa đẩy nguyên liệu đi tới đồng thời cũng tạo ra một lực ép làm dịch bào thoát ra. Nhờ tấm thép đục lỗ mà bã được giữ lại, dịch bào thốt ra có kèm theo thịt quả. Đến cuối trục vis thì bã được đẩy ra ngồi.
Thiết bị ép trục vis bao gồm buồng ép hình trụ dài, bên trong có trục vis bằng thép khơng gỉ. Độ cao của gen trên trục vis thường giảm dần từ đầu vào đến đầu ra của thiết bị. Đồng thời, đường kính của buồng ép và trục vis cũng giảm theo hướng trên sao cho phần không gian để nguyên liệu chiếm chỗ trong buồng ép (giữa trục và buồng ép) cũng nhỏ dần khi gần đầu ra của thiết bị. Khi đó áp lực tác dụng lên nguyên liệu càng tăng. Trên buồng ép có các lỗ nhỏ để dịch ép thốt ra. Bã ép sẽ thoát ra ở cuối thiết bị thơng qua lỗ thốt liệu và có thể hiệu chỉnh áp lực
thơng qua việc thay đổi kích thước lỗ tháo liệu này. Lực ép cũng có thể thay đổi bằng tốc độ trục vis.
Hình 16. Thiết bị ép trục vis
8. Gia nhiệt:
Mục đích cơng nghệ:
Gia nhiệt trong thời gian 20 – 30 giây, để loại bỏ kết tủa.Chuẩn bị cho quá trình lọc, vơ hoạt enzyme, tiêu diệt hoặc ức chế hệ vi sinh vật, tạo điều kiện cho quá trình lọc trong.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Có thể tổn thất một số hợp chất hóa học mẫn cảm với nhiệt độ như protein, các hợp chất thơm, chất màu,…hay tạo ra một số hợp chất hóa học khác ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm; một số loài vi sinh vật bị ức chế, hệ enzyme của quả bị vơ hoạt, có sự tách pha giữa protein kết tủa và dịch quả,…
Sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng. Thông số kỹ thuật: nhiệt độ gia
nhiệt: 75 – 80oC, thời gian gia nhiệt: 3 – 5 phút.
Hình 17. Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng
9. Lọc:
Mục đích cơng nghệ:
Hồn thiện: Q trình lọc giúp cải thiện chỉ tiêu độ trong của sản phẩm. Vì sau quá trình xử lý enzyme, mạch pectin bị cắt nhỏ làm giảm độ nhớt, các cấu tử lơ lửng trong dung dịch bị kết lắng xuống và tạo thành một lớp cặn. Quá trình lọc giúp loại bỏ lớp cặn này, giúp nước dứa không bị đục trở lại khi bảo quản.
Chuẩn bị: Chuẩn bị cho quá trình phối chế
Các biến đổi của nguyên liệu:
Các chất cặn, kết tủa trong nước quả sau gia nhiệt được lọc bỏ, dung dịch nước quả trở nên trong hơn, màu sắc sáng đẹp.
Vật lý: Độ trong dịch lọc tăng, độ nhớt dịch lọc giảm do quá trình lọc đã phân riêng bã lọc và dịch lọc. Đồng thời cũng làm thay đổi tỷ trọng của dịch lọc.
Hóa lý: Khơng xảy ra chuyển pha trong q trình lọc.
Phương pháp thực hiện
Cuối quá trình gia nhiệt, thêm 0,01% diatomit, kèm theo khuấy trộn. Sử dụng thiết bị lọc là thiết bị lọc ép sử dụng dĩa lọc – thiết bị làm việc gián đoạn. Việc nạp huyền phù vào thiết bị và tháo dịch lọc ra khỏi thiết bị thực hiện liên tục trong một khoảng thời gian. Tuy nhiên, việc tháo bã lọc sẽ thực hiện theo chu kì.
Thiết bị có hình trụ đứng hoặc nằm ngang. Bộ phận chính của thiết bị là các dĩa lọc (3) có tiết diện hình trịn. Mỗi dĩa lọc có một hệ thống giá đỡ bằng lưới. Phía bên ngồi giá đỡ được phủ một lớp vách ngăn. Phía bên trong là kênh dẫn dịch lọc.
Nguyên tắc hoạt động của thiết bị: Đầu tiên bơm huyền phù vào thiết bị. Các cấu tử pha rắn sẽ giữ lại trên bề mặt vách ngăn của các dĩa lọc. Riêng pha lỏng sẽ chui qua vách ngăn để đi vào kênh dẫn ở bên trong dĩa lọc rồi chảy tập trung vào ống thu hồi (4) và các dĩa lọc có thể xoay được nhờ động cơ (5). Theo thời gian sử dụng, các cấu tử pha rắn sẽ bám đầy lên bề mặt vách ngăn trên dĩa lọc. Để vệ sinh dĩa lọc, người ta lần lượt tháo thân trụ (2), sau đó tháo các dĩa ra khỏi ống hình trụ (4).
32 2 4 1 Đường Hịa tan Nấu syrup 80 – 900C, 700Bx Làm nguội Syrup Nước Acid citric 0,01% Lọc Hình 18.Thiết bị lọc khung bản. 10.Phối trộn:
Quá trình nấu syrup từ đường saccharose :
Hình 19.Sơ đồ quy trình nấu syrup.
Phương pháp thực hiện:
Trước tiên bơm nước vào bên trong thiết bị và gia nhiệt 55- 60oC. Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30:50 vòng/ phút rồi bắt đầu cho đường vào, tỷ lệ giữa
nước và đường là 1:2. Khi đường hòa tan hết trong nước, tiến hành gia nhiệt dung dịch đến sơi. Thời gian đun sơi có thể kéo dài đến 30 phút, sau đó bơm dung dịch đường qua thiết bị lọc để tách tạp chất ra khỏi syrup , tiếp theo syrup sẽ được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt để làm nguội tới 80 – 90oC. Cho acid citric vào hàm lượng 0.01% và giữ trong 1giờ, khuấy trộn cho đến khi thu được một hỗn hợp đồng nhất, sau đó sẽ lấy mẫu syrup thành phẩm để tiến hành kiểm tra đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng như nồng độ chất khô, pH, độ chua… Brix thành phẩm là 700Bx
Mục đích cơng nghệ:
Chế biến: Q trình nấu syrup sẽ làm thay đổi thành phần hóa học của syrup, làm tăng hàm lượng chất khô, tăng độ ngọt và cải thiện độ trong cho sản phẩm.
Bảo quản: Các vi sinh vật sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt, nhờ đó mà thời gian bảo quản syrup sẽ tăng lên.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý: Độ nhớt tăng, thay đổi về tỷ trọng của syrup sau q trình nấu.
Hóa lý: Có sự hòa tan của những tinh thể saccharose vào nước, sự bay hơi của nước, sự hấp phụ một số tạp chất.
Hóa học: Xảy ra phản ứng nghịch đảo đường, chuyển hóa đường saccharose thành glucose và fructose. Cần lưu ý là hiệu suất thủy phân saccharose không thể đạt đến 100%. Sau quá trình nấu, syrup sẽ chứa cả 3 loại đường: glucose, fructose và saccharose chưa bị thủy phân.
Sinh học và hóa sinh: hệ vi sinh vật và enzyme bị lẫn trong nguyên liệu sẽ bị ức chế hoặc tiêu diệt.
Lọc nóng: Tách hết các tạp chất cơ học như rác, đất, cát lẫn trong quá trình vận chuyển và bảo quản. Dùng thiết bị lọc khung bản để lọc. Khi kết thúc quá trình nấu syrup sẽ bổ sung bột trợ lọc diatomite vào thiết bị và khuấy đều để chuẩn bị cho quá trình lọc membrane. Phần bột trợ lọc bám trên bề mặt của màng lọc sẽ giúp chúng ta loại bỏ tạp chất mịn bị lẫn trong syrup.
Làm nguội nhanh bằng cách trao đổi nhiệt với nước bằng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng. Syrup sẽ được làm nguội nhanh về nhiệt độ không vượt quá 20 – 250C. Cần lưu ý là quá trình làm nguội phải được thực hiện trong điều kiện kín để hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật từ môi trường.
Dùng thiết bị nấu syrup là nồi hai vỏ có cánh khuấy dạng mái chèo.
Thiết bị
Hình 20. Nồi nấu syrup hai vỏ
41