Đồ án Kỹ thuật thực phẩm: Quá trình và thiết bị tiệt trùng nước dứa năng suất 1000 lít sảm phẩm/h

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

90
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tìm hiểu về nguyên liệu dứa; tìm hiểu về sản phẩm nước dứa; tìm hiểu về quá trình tiệt trùng; sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước dứa; thuyết minh quy trình công nghệ sản suất nước dứa. Mời các bạn cùng tham khảo đồ án để nắm chi tiết hơn nội dung nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án Kỹ thuật thực phẩm: Quá trình và thiết bị tiệt trùng nước dứa năng suất 1000 lít sảm phẩm/h

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TIỆT TRÙNG NƯỚC DỨA NĂNG SUẤT 1000 LÍT SẢM PHẨM/ H Giảng viên hướng dẫn : T.S Trần Thị Thu Hằng Nhóm thực hiện : Nhóm 18C Thời gian : Chiều thứ 3 Học kì II năm 2020 2021 1
Hà Nội 2021 DANH SÁCH THÀNH VIÊN ST Họ tên Lớp MSV Đánh giá T 1 Vương Thị Minh K64CNTPE 646679 Phương 2 Bùi Thị Quyên K64CNTPE 646395 3 Nguyễn Văn Thái K64CNTPE 642959 4 Trần Thị Phương K64CNTPE 646702 Thảo 5 Phạm Huyền Trang K64CNTPE 646565 6 Đỗ Linh Chi K64CNTPE 642958 2
MỤC LỤC Mở đầu Chương 1: Tổng quan 1.1 Tìm hiểu về nguyên liệu dứa 1.2 Tìm hiểu về sản phẩm nước dứa 1.3. Tìm hiểu về quá trình tiệt trùng Chương 2. Quy trình công nghệ sản xuất 2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước dứa 2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ sản suất nước dứa Chương 3. Tính cân bằng vật chất 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tìm hiểu về nguyên liệu dứa và sản phẩm nước dứa tiệt trùng 1.1.1. Tìm hiểu về nguyên liệu dứa Hình 1.1. Quả dứa a. Khái niệm: Dứa có tên khoa học là Ananas comosus là một loại quả nhiệt đới. Quả này có nguồn gốc từ khu vực Nam Mỹ. 4
(Theo Wikipedia) b. Thành phần hóa học: Thành phần hóa học Tỷ lệ Nước 1228%.Trong đó chất khô hòa tan chiếm 1524% Chất khô 819% trong đó đường Saccharose chiếm 70% Đường 0,30,8% phần lớn là acid citric,ngoài ra còn có (acid malic,acid Tactric,acid sucninic...) Acid 0,5% Protid 0,25% Khoáng 40mg% Vitamin C Một số Vitamin nhóm B Enzyme Bromelin (Quách Đĩnh và cộng sự, 1996) Bảng 1.1. Bảng thành phần hóa học trong 1 trái dứa chín Giá trị dinh dưỡng trên 100 g dứa chín tươi Năng lượng 50 kcal (210kJ) Carbohydrates 13,12g Đường 9,85g Chất xơ thực phẩm 1,4g 5
Chất béo 0,12g Protein 0,54g Thiamine(vit. 0,079 mg(7%) Riboflavin(vit.) 0,032 mg(3%) Niacin(vit.) 0,5 mg(3%) Pantothenic acid( 0,213 mg(4%) Vitamin ( 0,112 mg(9%) Folate(vit. 18 mg(5%) Vitamin C 47,8 mg(58%) Tỷ lệ % so với khuyến khích nhu cầu hàng ngày của người lớn tại Hoa Kỳ. ( Nguồn:USDA Cở sở dữ liệu dinh dưỡng) Bảng 1.2. Thành phần dinh dưỡng trong 100g của quả dứa c. Đặc điểm Phân loại Dứa Hoàng Hậu (dứa Queen): Có kích thước trung bình, mắt quả lồi, thịt quả vàng đậm, thơm ngọt, chịu vận chuyển, là loại dứa có chất lượng tốt nhất. Dứa Tây Ban Nha: Kích thước quả trung bình giữa dứa Queen và dứa Cayene. Thịt quả màu vàng nhạt, hơi trắng, ít thơm và có vị chua, mắt sâu. Dứa ta, dứa mật thuộc loại dứa này. Loại này được trồng nhiều ở châu Mĩ La Tinh. Dứa Cayene: Kích thước quả to, thịt quả màu vàng ngà, nhiều nước nhưng ít thơm hơn dứa Queen. Vì vậy được dùng để chế biến nhiều. 6
Loại này còn có tên khác là Dứa Độc Bình, được trồng nhiều ở Hawaii, dùng cho chế biến đồ hộp (là nguyên liệu trong sản xuất nước dứa). Ở Việt Nam có chủ yếu ở Phủ Quỳ, Phú Thọ. (Theo Wikipedia) 1.1.2. Tìm hiểu về sản phẩm nước dứa a. Thành phần hóa học Thành phần dinh dưỡng Trên 100 ml Năng lượng (kcal) 47 kcal Chất béo 0 g Cholesterol ( mg) 0 mg Carbohydrate (gram) 11.8g Tổng đường (gram) 11.5 g Natri (mg) 28mg 7
Kali (mg) 15 mg Vitamin C (mg) 10 mg Canxi (mg) (Nguyễn Minh Thùy, 2010) Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng trong 100 ml nước dứa Tính chất của sản phẩm Tỉ lệ % Hàm lượng acid citric 0.45 Hàm lượng chất khô 16 (Nguyễn Minh Thùy, 2010) Bảng 1.4. Yêu cầu chất lượng sản phẩm b. Công dụng của nước dứa Nước ép dứa có chứa nhiều chất chống oxi hóa: vitamin C, benta carotene, flavoloid giúp trung hòa các chất tự do tích tụ trong cơ thể. Trong nước dứa chứa bromelain, môt nhóm các enyme nhơ vậy giúp giảm viêm, cải thiện hệ tiêu hóa và tăng hệ miễm dịch, cải thiện hệ tim mạch, ngăn ngừa một số loại ung thư. 1.2. Tìm hiểu về quá trình tiệt trùng a. Khái niệm về tiệt trùng Tiệt trùng là tiêu diệt tất cả các dạng vi sinh vật sống kể cả nha bào hoặc tách bỏ chúng hoàn toàn khỏi vật cần tiệt trùng. 8
Tiệt trùng bằng nhiệt là phá hủy tất cả các cơ thể sống bằng hình thức nhiệt để tiêu diệt tất cả các dạng vi sinh vật sống kể cả nha bào hoặc tách bỏ chúng hoàn toàn khỏi vật cần tiệt trùng. (TS. Trần Thị Nhung) b. Mục đích: - Chế biến: tiệt trùng được xem là phương pháp chế biến nhiệt trong công nghiệp thực phẩm: làm chín thực phẩm. - Bảo quản: Làm vô hoạt bất thuận nghịch enzyme và ức chế hệ vi sinh vật trong thực phẩm, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm. c. Phân loại: Tiệt trùng bằng nhiệt Tiệt trùng bằng các tia: tia X, tia cực tím, tia Y. Các loại tiệt trùng khác: tiệt trùng bằng hóa chất (ozon, etylenoxide, …) (TS. Trần Thị Nhung) d. Thiết bị - Tiệt trùng sau khi đã đóng bao bì: + Sau khi xử lí một loạt các công đoạn trước đó, sản phẩm được cho vào bao bì và mang đi tiệt trùng. Quá trình này thường diễn ra ở 108110 trong 2530 phút. + Có hai dạng thiết bị thường được sử dụng: tiệt trùng gián đoạn và tiệt trùng liên tục. - Tiệt trùng trước khi đóng bao bì: tiệt trùng UHT (hay còn gọi là quá trình vô trùng). Có 2 loại hệ thống UHT thường thấy trên thị trường: + Hệ thống trực tiếp: hệ thống phun hơi, hệ thống truyền hơi. 9
+ Hệ thống gián tiếp: thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống, trao đổi nhiệt bề mặt. Hình 1.2 Thiết bị tiệt trùng UHT Sản phẩm sẽ được gia nhiệt trực tiếp với hơi nước vô trùng với nhiệt độ tiệt trùng lên đến 137 ° trong thời gian giữ nhiệt ngắn là 35 giây. Vì vậy, giữ được chất dinh dưỡng, màu sắc và hương vị của nước hỗn hợp nước dứa ban đầu. Ưu nhược điểm của phương pháp tiệt trùng UHT: Ưu điểm: +Sản phẩm đạt chất lượng cao:tiêu diệt được vi sinh vật bằng cách gia nhiệt và làm lạnh nhanh giúp bảo vệ những chỉ tiêu chất lượng và cảm quan của thực phẩm. +Kéo dài thời gian bảo quản:tối thiểu là 6 tháng ở điều kiện thường Nhược điểm: +Thiết bị tiệt trùng:phức tạp và đòi hỏi nhà máy phải duy trì bầu khí quyển vô trùng 10
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước dứa Nước Cuống Vỏ Bã Bã 11
2.2. Thuyết minh về quy trình công nghệ sản xuất nước dứa 2.2.1. Lựa chọn và phân loại:  Mục đích công nghệ: - Chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo. Lựa chọn những quả có độ chín theo tiêu chuẩn, loại bỏ những quả hư hỏng, sâu bệnh, hư thối, men mốc. - Hoàn thiện: phân loại nhằm phân chia thành nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc hoặc độ chín.  Phương pháp thực hiện: - Tiến hành lựa chọn nguyên liệu bằng phương pháp thủ công. Nguyên liệu được dàn mỏng trên các băng chuyền cao su có bề rộng từ 6080cm. Công nhân ở đây đứng hai bên băng chuyền và thực hiện lựa chọn, phân loại nguyên liệu. Tốc độ của băng chuyền khá chậm, khoảng 0.1 – 0.15m/s, chiều cao băng chuyền khoảng 0.8 – 1.2m để công nhân làm việc thuận lợi.  Yêu cầu: - Nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước và độ chín, những phần hư hỏng được loại bỏ.  Thiết bị: 12
Hình 2.1. Băng chuyền phân loại dứa 2.2.2. Rửa:  Mục đích công nghệ: Loại bỏ đất, cát, tạp chất và một phần vi sinh vật bám vào khe, mắt quả dứa, chuẩn bị cho quá trình nghiền xé. Loại bỏ tạp chất để tránh các mối nguy ảnh hưởng đến sức khỏe con người hoặc tính chất cãm quan của sản phẩm, kiểm soát vi sinh vật, hạn chế mức thấp nhất các ảnh hưởng xấu đến chất lượng dứa.  Phương pháp thực hiện: Trải qua hai công đoạn: Ngâm, rữa tuyển nổi. Đầu tiên khi dứa đã được kiểm tra phân loại sẽ được cho vào thùng ngâm nhờ băng tải. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm và bong ra. Thời gian ngâm tùy thuộc vào mức độ bám bẩn của nguyên liệu và tác dụng của dung dịch rửa, có thể từ vài phút đến vài chục phút. Rữa tuyển nổi là phương pháp tách tạp chất và nguyên liệu nhờ sự khác nhau về khả năng nổi trong nước, đất, đá, … thì chìm xuống còn nguyên liệu thì nổi lên. Nước rửa đáp ứng theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt (TCVN 5502:2003).  Yêu cầu: Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch sẽ không còn bụi bẩn, cát, đất,.. và giảm bớt lượng vi sinh vật trên bề mặt vỏ đảm bảo chất lượng cho công đoạn sơ chế tiếp theo.  Thiết bị: 13
Hình 2.2 Máy rửa tuyễn nổ 2.2.3 Cắt cuống, chồi ngọn:  Mục đích công nghệ: Khai thác: loại bỏ những phần không sử dụng được và làm gọn quả dứa để chuẩn bị cho quá trình sau.  Phương pháp thực hiện: Thủ công, các quả dứa sau khi rửa được đưa lên băng tải, chuyển động chậm, người công nhân cắt, tỉa quả ngay trên băng tải.  Yêu cầu - Sau khi cắt, gọt, nguyên liệu phải được nhanh chóng đưa qua quá trình xử lý tiếp theo nhằm tránh hư hỏng sản phẩm. Vì dịch bào tiết ra trên bề mặt sau khi gọt vỏ là nguyên nhân chính gây ra phản ứng oxy hóa làm thâm bề mặt trái và cũng là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động.  Thiết bị: 14
Hình 2.3. Thiết bị cắt cuống dứa 2.2.4 Gọt vỏ  Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình nghiền và ép  Phương pháp thực hiện: 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 vòng đỡ, và ống dao hình trụ rỗng bằng thép không rỉ có đường kính 6580mm (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. Tỉ lệ vỏ: 20 25%.  Yêu cầu: - Thiết bị gọt phải được vô trùng sau mỗi mẻ sản phẩm. - Dứa sau khi gọt phải được đưa sang công đoạn tiếp theo để tránh vi sinh vật xâm nhập.  Thiết bị: 1 Động cơ điện 7Bánh răng 2 Bộ truyền đai 8Máng tháo phế liệu 15
3 Dao gọt 9Băng tải chuyền phế liệu 4Dao xẻ mãnh 10: Giá đỡ 5Con xỏ 11: Cửa ra nguyên liệu 6Tay quay 2.2.5. Nghiền xé:  Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ép giảm kích thước nguyên 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.  Yêu cầu: Sau khi nghiền cấu trúc bị phá vỡ làm phản ứng oxy hóa xảy ra cùng với đó thành phần dinh dưỡng thoát ra ngoài và làm cho mật độ vi sinh vật tăng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nên cần phải bảo quản nghiêm ngặt sau khi ngiền.  Thiết bị: Hình 2.5. Thiết bị nghiền 2.2.6. Ủ enzyme  Mục đích: Chuẩn bị cho quá 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 bó rau quả lại cới nhau. Khi 16
pectin bị phân huỷ trong quá trình nghiền xé nguyên liệu, 1 phần sẽ hoà tan vào dịch quả, dung dịch chứa pectin có độ nhớt cao và đây là nguyên nhân gây khó khăn cho quá trình é thu nhận dịch quả. Do các nhà sản xuất bổ sung chế phẩm pectinase vào khối nguyên lệu đã nghền 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, rộn đều rồi ủ trong 1,5 h 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 bà giảm độ nhớt, giúp cho quá trình ép hiệu quả cao hơn.  Thiết bị: Hình 2.6. Thiết bị ủ enzyme 2.2.7. Ép  Mục đích công nghệ: Khai thác, tách tối đa dịch bào ra khỏi nguyên liệu.  Phương pháp thực hiện Sử dụng thiêt bị ép trục vis bao gồm buồng ép hình trụ dài, bên trong có trục vis bằng thép không 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 17
nguyên liệu chiếm chỗ trong buồn 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 lõ nhỏ để dịch ép thoát ra. Bã ép sẽ thoát ra ở cuối thiết bị hông qua lỗ thoát liệu và có thể hiệu chỉnh áp lực thông qua việc thay đổi kích thước lỗ tháo liệu này. Lực ép cũng có thể thay đổi bằng tốc độ tục vis.  Thiết bị: Sử dụng thiết bị ép trục vis vận hành với tốc độ trục vis 150 200rpm, áp lực 138150 MN/m2. Hình 2.9. Thiết bị ép trục vis 2.2.8. Gia nhiệt  Mục đích công nghệ: Gia nhiệt trong thời gian 2030 giây, để loại bỏ kết tủa. Chuẩn bị cho quá trình lọc, vô hoạt enzyme, tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật, tạo điều kiện cho quá trình lọc trong.  Cách thực hiện: Sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng. Thông số kỹ thuật: nhiệt độ gia nhiệt: 70 75oC. Thời gian gia nhiệt: 35 phút.  Thiết bị: 18
Hình 2.8. Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng 2.2.9. Lọc  Mục đích công nghệ: - Hoàn thiện: quá trình lọc giúp cải thiện chi 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 tình phôi chế.  Cách thực hiện: - Cuối quá trình gia nhiệt, thêm 0,01% diatomit, kèm theo khuấy trộn. Sử dụng thiết bị lọc và thiết bị lọc ép sử dụng đĩa lọc thiết bị làm việc gián đoạn. Việc nạp uyền phù vao thiêt 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 kỳ. - 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 đĩa lọc. Riêng pha lỏng sẽ chui ra vách ngăn để đi vào kênh dẫn ở bên trong dĩa lọc rồi chảy tập trung vào dĩa thu hồi và các dĩa ọc có thể xoay được nhờ động cơ. Theo thời gian sử dụng các cấu tử pha rắn sẽ bám đầy trên bề mặt vách ngăn đĩa lọc. 19
 Yêu cầu: Cần vệ sinh đĩa lọc thường xuyên để tránh nhiễm khuẩn trong quá trình sản xuất.  Thiết bị: Hình 2.9. Thiết bị lọc khung bản 2.2.10. Phối trộn  Mục đích: + Hoàn thiện:Tạo sản phẩm nước dứa đồng nhất về chất lượng, có hương đặc trưng và thơm ngon. + Chuẩn bị: chuẩn bị cho quá trình tiệt trùng, đóng hộp. +Bảo quản: đồng nhất sản phẩm nước dứa, tránh sự tách lớp, tăng thời gian bảo quản cho sản phẩm.  Cách tiến hành - Quá trình nấu syrup: Trước tiên cho nước dứa đã qua lọc và bơm nước vào bên trong thùng, gia nhiệt 55 60. Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30 – 50 vòng/ phút rồi bắt đầu cho đường vào, tỉ lệ giữa nước và đường là 1:2. Khi đường hòa tan hết trong dung dịch, tiến hành gia nhiệt dung dịch đến sôi. Thời gian đun sôi có thể kéo dài đến 30 phút, sau đó bơm dung dịch qua thiết bị lọc để loại bỏ tạp chất ra khỏi syrup , tiếp theo syrup được bơm qua thiết bị trao đổi nhiệt để làm nguội tới 80 90. Cho acid citric hàm lượng 0.01% vào và giữ trong 1 giờ, khuấy trộn cho đến khi thu được hỗn hợp đồng nhất, sau đó tiến hành kiểm tra đánh giá 20