Vận hành
Nguyên liệu được kẹp giữa hai băng tải và được ép rất nhiều lần qua các trục ép, do đó nguyên liệu bị vắt kiệt nước.
Hiệu suất ép có thể lên tới 70 -85%.
Máy ép trục vít chà xát mạnh, do đó làm tăng nhiệt độ của dịch dứa. Thêm vào đó,càng gần cửa ra, áp suất càng tăng, do đó thúc đẩy các phản ứng hóa học trong dịch xảy ra khi ép, có thể làm dịch dứa sau ép bị sậm màu và không trong.
Hiệu suất ép 80-90 %
Kinh tế Giá thành cao hơn ở những thiết bị có cải tiến tự động điều chỉnh độ căng của hai băng tải.
Giá thành thấp
Năng suất Năng suất lớn
Diệt khuẩn/ thanh trùng
Chất lượng sản phẩm
Lượng SO2 nhiều có thể ảnh hưởng đến tính an toàn và có thể ức chế hoạt động của nấm men. Không làm thay đổi màu sắc
và dinh dưỡng của dịch
Nhiệt độ cao dễ bị mất vitamin, các chất dinh dưỡng khác ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng và cảm quan.
dứa.
Vận hành Đơn giản Cần phải có thiết bị và kiểm soát nhiệt độ.
Hiệu quả Tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật Kinh tế Không sử dụng nhiều năng
lượng
Tốn chi phí về năng lượng và thiết bị
Lên men liên tục/ lên men chu ky
Nấm men Các pha thường không rõ ràng và đan xen nhau.
Sinh khối ở đầu ra có thể được tái sử dụng.
Các giai đoạn sinh trưởng của nấm men được phân chia rõ ràng.
Nấm men đã hoạt hoá của mẻ trước có thể được sử dụng lại với số lần giới hạn.
Hiệu suất sản xuất
Do quá trình lên men luôn thực hiện ở một điều kiện ổn định, sao cho quá trình thu sản phẩm là tối đa, sản phẩm được lấy ra liên tục nên hiệu suất sản xuất cao hơn.
Quá trình thực hiện theo từng mẻ, điều kiện sản xuất, lên men từng mẻ không ổn định, dựa vào tỉ lệ đầu sinh khối đầu ra trên tỉ lệ sinh khối đầu vào. Do đó hiệu suất sản xuất không ổn định.
Tạp nhiễm Dễ bị tạp nhiễm, do thời gian sử dụng thiết bị dài và do việc tái sử dụng sinh khối ở đầu ra của hệ lên men.
Ít bị tạp nhiễm, do thời gian sử dụng thiết bị ngắn.
Vận hành Vận hành và kiểm soát phức tạp, khó khăn hơn
Đơn giản hơn
Thiết bị phức tạp, giá thành cao Đơn giản, giá thành rẻ hơn Năng suất
sử dụng thiết bị
Cao hơn, do quá trình lên men được thực hiện liên tục
Thấp hơn, quá trình lên men được thực hiện gián đoạn trong khoảng thời gian giới hạn, thời gian chết giữa hai
lần lên men là đáng kể và ảnh hưởng đến năng suất của quá trình lên men.
Tự động hóa Có thể tiến hành tự động hóa dễ dàng, do các nhu cầu được giữ ổn định trong suốt quá trình lên men, kể cả mật độ tế bào, nồng độ cơ chất, nồng độ sản phẩm.
Không, do các nhu cầu luôn thay đổi trong quá trình lên men như: nhu cầu oxy, làm lạnh, kiểm soát pH…… phải được theo dõi để bổ sung thường xuyên.
Lao động Cần ít lao động hơn, do dịch lên men được cung cấp tự động và liên tục, việc thu sản phẩm cũng liên tục và tự động.
Cần lượng lao động nhiều hơn, trong suốt quá trình chuẩn bị môi trường, diệt khuẩn, phân mẻ, thu sản phẩm…. và các công đoạn này ít có mối tương quan với nhau.
Bảo trì/ vệ sinh thiết bị
Khó vệ sinh và bảo trì Dễ vệ sinh hơn
Thanh trùng ngoài bao bì/ thanh trùng trong bao bì
Thời gian Thời gian gia nhiệt ngắn trong vài phút.
Dài hơn, tổng thời gian di chuyển ra khỏi hầm có thể lên đến 1 giờ, với thời gian giữ ở nhiệt độ khoảng 600C là 20 phút.
Sự tái nhiễm Dễ bị tái nhiễm, do sản phẩm sau khi thanh trùng mới được chiết rót và đóng bao bì, khả năng tiếp xúc với các nguồn gây nhiễm là
Khả năng tái nhiễm thấp, do sản phẩm đã được đóng kín bằng bao bì trước khi thanh trùng, không có khả năng tiếp xúc với môi trường bên ngoài
rất cao, do đó đòi hỏi những quy định nghiêm ngặt hơn cho các công đoạn sau
gây tái nhiễm.
Điều kiện chiết rót
Bao bì chiết rót phải sạch, môi trường chiết rót vô trùng do sản phẩm sau khi chiết rót không trải qua bất ky giai đoạn xử lý nhiệt nào nữa. Do đó cần phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn vệ sinh cho khu vực chiết rót để đảm bảo độ an toàn cho sản phẩm.
Chiết rót trong điều kiện thường, do sản phẩm sau khi chiết rót sẽ được tiến hành thanh trùng để tiêu diệt vi sinh vật. Tuy nhiên cũng cần giữ điều kiện phòng chiết rót sạch sẽ để giảm bớt áp lực cho quá trình thanh trùng
Dựa vào bảng so sánh trên, chúng ta có thể rút ra được những điểm sau: Quy trình 1:
Ưu điểm:
- Sử dụng SO2 để tiêu diệt vi khuẩn giúp hạn chế được những biến đổi không mong muốn xảy ra khi sử dụng nhiệt như: sự biến đổi màu của nguyên liệu, các vitamin và khoáng chất có trong dịch dứa cũng sẽ bị mất dưới tác dụng của nhiệt. Như vậy, xử lý nhiệt đối với dịch sau khi ép sẽ dẫn đến kết quả là thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu bị ảnh hưởng giảm đi, chất lượng sản phẩm cũng sẽ giảm theo.
- Quá trình lên men liên tục sẽ không tạo ra những khoảng thời gian chết như trong lên men chu ky nên sẽ nhanh hơn, tận dụng tốt được nguồn nấm men.
- Thanh trùng nhanh, thời gian ngắn giúp cải thiện chất lượng cảm quan của sản phẩm. Hạn chế được các biến đổi xãy ra do nhiệt độ cao ở thời gian dài.
Bên cạnh những mặc tích cực, quy trình này cũng còn nhiều mặc hạn chế:
- Trong quá trình lên men liên tục, giống nấm men được sử dụng liên tục và kéo dài nên dễ bị thoái hóa, thời gian để phục hồi và tái tạo giống ngắn. Vấn đề tạp nhiễm cũng rất đáng quan tâm do quá trình lên men liên tục, việc vệ sinh thiết bị cũng sẽ khó khăn, phức tạp.
- Quá trình thanh trùng ngoài bao bì đòi hỏi sản phẩm sau thanh trùng phải được chiết rót trong điều kiện vô trùng. Việc tái nhiễm rất dễ xãy ra. Môi trường chiết rót vô trùng đòi hỏi vốn đầu tư cao, vận hành cũng sẽ phức tạp hơn nhiều.
Quy trình 2: Ưu điểm:
- Lên men bán liên tục theo mẻ: Vấn đề vệ sinh thiết bị được thực hiện một cách dễ dàng hơn, hạn chế được vấn đề tạp nhiễm trong qúa trình lên men, ổn định được chất lượng sản phẩm. Giống được đảm bảo cho mỗi mẻ lên men, hạn chế được vấn đề thoái hóa giống.
- Quá trình thanh trùng trong bao bì: đơn giản, nhiệt độ không quá cao, hạn chế được các biến đổi không mong muốn do nhiệt độ cao. Điều kiện chiết rót bình thường, giảm được chi phí đầu tư thiết bị. Nguy cơ tái nhiễm cho sản phẩm thấp do sản phẩm đã được đóng bao bì trước khi thanh trùng.
Bên cạnh những mặc tích cực thì quy trình này cũng ẩn chứa những mặc hạn chế cần khắc phục:
- Quá trình xử lý nhiệt sơ bộ: Có khả năng vô hoạt được các enzyme và vi sinh vật có trong nguyên liệu, đồng thời cũng làm mất một phần các vitamin và khoáng chất có trong nguyên liệu. Làm ảnh hưởng đến thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm thành phẩm.
- Lên men bán chu ky: mỗi mẻ lên men phải đợi hết chu ky lên men mới có thể thu sản phẩm và nạp tiếp nguyên liệu mới vào để lên men, do đó cần phải đầu tư nhiều tank lên men để tránh thời gian chết và đáp ứng được lượng sản phẩm cho các quá trình tiếp sau được đồng bộ.
- Việc thanh trùng kéo dài do quá trình gia nhiệt phải qua lớp bao bì. Quá trình truyền nhiệt vào tâm của sản phẩm phải đi qua bao bì, sự gia nhiệt xảy ra từ từ làm một lượng vitamin và chất dinh dưỡng sẽ bị mất đi, với khoảng thời gian tương đối dài 20 phút ở 60 – 700C.
Như vậy: cần cân đối những mặt tích cực và hạn chế của từng quy trình để có thể lựa chọn được quy trình phù hợp với điều kiện hiện có của nhà xưởng. Quy trình 1 cho những gía trị có lợi về mặt chất lượng sản phẩm, mang tính hiện đái hóa cao hơn, tuy nhiên giá thành thiết bị lại cao, đắt tiền hơn, thích hợp cho các quy mô sản xuất lớn, hiện đại. Trong khi đó, quy trình 2 cũng có thể cho được giá trị cần thiết về chất lượng cho sản phẩm, hơn nữa thiết bị sử dụng lại đơn giản, ít tốn kém chi phí. Do đó cũng có thể lựa chọn quy trình 2 cho các nhà xưởng với quy mô vừa và nhỏ hơn .
6. Sản phẩm
6.1.Đánh giá sản phẩm nước dứa lên men
Dựa trên TCVN 7045:2002 (tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại đồ uống có cồn được sản xuất bằng phương pháp lên men từ các loại trái cây và không qua chưng cất).
1. Yêu cầu chỉ tiêu cảm quan
Bảng 6.1: Yêu cầu chỉ tiêu chất lượng cảm quan nước Dứa lên men
Tên chỉ tiêu Yêu cầu
1. Màu sắc Đặc trưng
2. Mùi Thơm đặc trưng của nguyên liệu và sản phẩm lên men, không có mùi lạ
3. Vị Chua chát, có hoặc không có vị ngọt, không có vị lạ 4. Trạng thái Trong, không vẩn đục
2. Chỉ tiêu hoá học
Bảng 6.2: Yêu cầu chỉ tiêu hoá học nước Dứa lên men
Tên chỉ tiêu Mức
1. Hàm lượng etanol (cồn) ở 200 C, % (V/V) 5-7 2. Hàm lượng metanol trong 1 l etanol 100 0 , g/l,
không lớn hơn 3,0
3. Hàm lượng axit bay hơi, tính theo axit axetic, g/l,
không lớn hơn 1,5
4. Hàm lượng SO2 , mg/l, không lớn hơn 350 5. Xianua và các phức xianua+, mg/l, không lớn hơn 0,1
6. Hàm lượng CO2 Theo tiêu chuẩn đã được
3. Chỉ tiêu vi sinh vật
6.2.Một số sản phẩm rượu vang dứa
Bảng 6.3: Yêu cầu chỉ tiêu vi sinh nước Dứa lên men
Chỉ tiêu Giới hạn tối đa
1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 102 2. E.Coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0 3. Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 10 4. Cl. perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0 5. S. aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0 6. Tổng số nấm men – nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 ml sản
phẩm
Hình 6.2.1 Một số sản phẩm rượu vang Dứa trên thị trường
KẾT LUẬN
Thực chất của quá trình sản xuất nước dứa lên men là lên men rượu với nồng độ cồn thấp (<7%). Cơ sở của quá trình này là quá trình lên men rượu, chuyển đường thành rượu và CO2. Tuy nhiên, để sản xuất một sản phẩm thì có rất nhiều quy trình công nghệ. Mỗi quy trình công nghệ đều có ưu và nhược điểm riêng, nhưng tất cả quy trình đều phải xem xét đến các yếu tố như: tiêu chuẩn của nguyên liệu sản xuất, giống nấm men, công nghệ sản xuất, thiết bị, các thông số công nghệ… Tất cả đều có sự ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng sản phẩm. Và nhiệm vụ của người kĩ sư là cần phải tìm ra một giải pháp công nghệ phù hợp với từng quy trình khi nả sinh những vấn đề giữa hiệu quả kinh tế và chất lượng sản phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Tài liệu tham khảo tiếng việt
[1] Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên),Công Nghệ Chế Biến Thực Phẩm, NXB Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2011
[2] Lê Văn Việt Mẫn,Công Nghệ Sản Xuất Rượu Vang, NXB Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2011
[3] Nguyễn Đức Lượng, CôngNghệ Vi Sinh Tập 2: Vi Sinh Vật Học Công Nghiệp, NXB Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2006
[4] Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất thức uống, NXB Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2007, 259 trang
[5]Ngô Hồng Bình,Kỹ Thuật Trồng Dứa - Bảo Quản Và Chế Biến, NXB Nông Nghiệp, 2006.
[6] Lê Ngọc Tú, Hoá Sinh Công Nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2002.
[7] Phạm Minh Nhựt, Bùi Vũ Thùy Dương, Đàm Thị Hà, Nghiên Cứu Quy Trình Sản Xuất Nước Thanh Long Lên Men Từ Thanh Long Phụ Phẩm Bằng Saccharomyces Cerevisiae, Hội Nghị Công Nghệ Sinh Học Toàn Quốc Khu Vực Phía Nam Lần III – Năm 2013.
• Tài liệu tham khảo tiếng anh
[8] Michael Lewis, Neil Heppel, Continuous Thermal Processing of food Pasteurization and UHT Sterilization, AN ASPEN Publication, Aspen Publisher, Inc.
Gaitherburg, Maryland, 2000, 426p
[9] Dennis R. Heldman, Richard W. Hartel, Principles of Food Processing, An Aspen Publication, 1998, 288p
[10] George D. Saravacos, Athanasios E. Kostaropoulos, Handbook of Food Processing Equipment, Kluwer Academic – Plenum Publishers, 202, 698p.
[11] P. Fellows, Food Processing Technology – Principles and Practice, CRC Press, 2000, 575p.
[12] Peter F. Stanbury, Allan Whitanker, Stephen J. Hall, Principle of fermentation technology, Butterworth-Heinemann An imprint of Elsevier Science , 200 Wheeler
Road, Burlington MA 01803, 2003, 351p )
[13] Michael Lewis, Neil Heppel, Continuous Thermal Processing of food Pasteurization and UHT Sterilization, An ASPEN Publication, Aspen Publisher, Inc.
Gaitherburg, Maryland, 2000, 426p)
[14] Nguyen Phuoc Minh, Dong Thi Anh Dao, Investigation Of Saccharomyces Cerevisiae In Fermented Mulberry Juice, International Journal of Scientific & Technology Research Volume 2, Issue 11, November 2013.
[15] Mr. Mike Battcock, Dr. Sue Azam-Ali, Fermented fruits and vegetables a
globbal perspective, Intermediate Technology, Schumacher Centre for Technology