Tài liệu Thiết kế phân xưởng sản xuất nước dứa lên men có nồng độ cồn thấp với năng suất 20 triệu lít năm

GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC Mục lục Mục lục....................................................................................................................................... i Mục lục hình ............................................................................................................................ iv Mục lục bảng ............................................................................................................................ v Lời mở đầu..............................................................................................................................vii Nhận xét và đánh giá ........................................................................................................... viii Chương 1. Mở đầu ................................................................................................................... 1 1.1. Lập luận kinh tế -kỹ thuật ................................................................................... 1 1.2. Thiết kế sản phẩm ................................................................................................. 2 1.2.1. Quy cách sản phẩm ................................................................................ 2 1.2.2. Chỉ tiêu chất lượng................................................................................. 2 1.3. Thiết kế năng suất ................................................................................................. 3 1.4. Lựa chọn địa điểm ................................................................................................ 3 Chương 2. Nguyên liệu ............................................................................................................ 5 2.1. Nguyên liệu chính.................................................................................................. 5 2.1.1 Dứa ........................................................................................................... 5 2.1.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae ..................................................... 5 2.1.3. Enzym pectinase ..................................................................................... 7 2.2. Nguyên liệu phụ..................................................................................................... 8 2.2.1. Nước ........................................................................................................ 8 2.2.2. Đường sacharrose ................................................................................ 10 2.2.3. Acid citric .............................................................................................. 10 2.2.4. (NH4)2HPO4 .......................................................................................... 11 2.2.5 K2S2O5 .................................................................................................... 11 Chương 3. Thiết kế công nghệ .............................................................................................. 13 3.1. Quy trình công nghệ theo sơ đồkhối ................................................................. 13 3.1.1. Phân loại ............................................................................................... 14 3.1.2. Rửa ........................................................................................................ 14 3.1.3. Gọt vỏ,đột lõi, bỏ mắt .......................................................................... 14 3.1.4. Nghiền xé............................................................................................... 15 3.1.5. Xử lý enzym .......................................................................................... 15 3.1.6. Ép........................................................................................................... 15 SVTH: Đặng Trần Phú i GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC 3.1.7. Sulfite hóa ............................................................................................. 16 3.1.8. Lọc ......................................................................................................... 16 3.1.9. Chuẩn bị syrup ..................................................................................... 16 3.1.10. Phối trộn ............................................................................................. 17 3.1.11. Chuẩn bị môi trường hoạt hóa ......................................................... 17 3.1.12. Hoạt hóa .............................................................................................. 17 3.1.13. Lên men............................................................................................... 18 3.1.14. Lọc thô................................................................................................. 18 3.1.15. Lọc tinh ............................................................................................... 19 3.1.16. Làm lạnh ............................................................................................. 19 3.1.17. Bão hòa CO2 ....................................................................................... 19 3.1.18. Rót chai, đóng nắp ............................................................................. 19 3.1.19. Thanh trùng........................................................................................ 20 3.1.20. Dán nhãn và đóng thùng ................................................................... 20 Chương 4. Tính toán cân bằng vật chất............................................................................... 21 4.1. Ước tính tổn thất cho từng công đoạn............................................................... 21 4.2. Tính toán cân bằng vật chất cho từng công đoạn ............................................ 22 4.3. Tính toán cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy ..................................... 28 Chương 5. Tính toán và chọn thiết bị .................................................................................. 30 5.1. Tính toán và chọn thiết bị .................................................................................. 30 5.2. Giản đồ gainz ....................................................................................................... 38 Chương 6. Tính toán năng lượng, điện và nước ................................................................. 39 6.1. Tính nước ............................................................................................................. 39 6.1.1. Nước nguyên liệu.................................................................................. 39 6.1.2. Nước vệ sinh ......................................................................................... 40 6.2 Tính điện ............................................................................................................... 56 6.3. Tính hơi ................................................................................................................ 58 6.4. Tính lạnh .............................................................................................................. 61 Chương 7. Thiết kế nhà xưởng ............................................................................................. 64 7.1 Các khu vực sản xuất ........................................................................................... 64 7.1.1 Khu vực sơ chế, chuẩn bị dịch lên men ............................................... 64 7.1.2. Khu vực nấu syrup............................................................................... 65 7.1.3. Khu vực hoạt hóa nấm men ................................................................ 65 SVTH: Đặng Trần Phú ii GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC 7.1.4. Khu vực lên men .................................................................................. 66 7.1.5. Khu vực lọc ........................................................................................... 66 7.1.6. Khu vực chiết-đóng gói ........................................................................ 66 7.2. Phòng đệm và các kho ........................................................................................ 67 7.2.1 Phòng đệm ............................................................................................. 67 7.2.2. Kho bao bì............................................................................................. 68 7.2.3 Kho nguyên liệu dứa ............................................................................. 72 7.2.4 Kho nguyên liệu đường ........................................................................ 74 7.2.5 Kho thành phẩm ................................................................................... 75 Chương 8. An toàn sản xuất trong phân xưởng .................................................................. 77 8.1. An toàn lao động ................................................................................................. 77 8.1.1. An toàn với khí độc .............................................................................. 77 8.1.2. An toàn với tiếng ồn ............................................................................. 77 8.1.3. An toàn với thiết bị, máy móc ............................................................. 77 8.1.4. An toàn sử dụng điện ........................................................................... 77 8.2. Phòng chống cháy nổ .......................................................................................... 78 8.3. Xử lý chất thải ..................................................................................................... 78 Kết luận ................................................................................................................................... 79 Tài liệu tham khảo ................................................................................................................. 80 Phụ lục..................................................................................................................................... 81 SVTH: Đặng Trần Phú iii GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC HÌNH Mục lục hình Hình 1.1: Khối lượng tiêu thụ nước giải khát và doanh thu nước giải khát …………….1 Hình 1.2: Bản đồ quy hoạch sử dụng đất khu công nghiệp Tam Điệp……...……………3 Hình 3.1: Quy trình công nghệ ……………………………………………………………..8 Hình 5.1 : Giản đồ gainz các quy trình sản xuất………………………………………….13 Hình 7.1: Giá kệ thép……………………………………………………………………….38 Hình 7.2: Pallet xếp chồng………………………………………………………………….38 Hình 7.3: Cách sắp xếp chai thủy tinh trong 1 pallet……………………………………..68 Hình 7.4: Hình Pallet đựng thùng carton………………………………………………….69 Hình 7.5: Sắp xếp các thùng carton trong 1 pallet………………………………………..70 Hình 7.6: Bản vẽ bố trí pallet trong kho bao bì…………………………………………...70 Hình 7.7: Vị trí các loại pallet trong kho bao bì…………………………………………..71 Hình 7.8: Pallet lưới………………………………………………………………………...71 Hình 7.9: Bố trí pallet nguyên liệu dứa……………………………………………………72 Hình 7.10: Sắp xếp dứa trong pallet lưới đựng dứa………………………………………72 Hình 7.11: Pallet lưới……………………………………………………………………….73 Hình 7.12:Vị trí các loại pallet nguyên liệu trong kho đường……………………………74 Hình 7.13: Pallet đựng thùng sản phẩm…………………………………………………...75 Hình 7.14: Bố trí thùng sản phẩm trong 1 pallet……………………………………….....75 Hình 7.15: Bố trí pallet sản phẩm …………………………………………………………76 SVTH: Đặng Trần Phú iv GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC BẢNG Mục lục bảng Bảng 1.1: Thực hiện sản xuất cây công nghiệp, cây ăn quả năm 2016 so với 2015………1 Bảng 1.2: Quy cách của sản phẩm…………………………………………………………..2 Bảng 1.3: Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm…………………………………………………….2 Bảng 1.4: Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm……………………………………………......2 Bảng 1.5: Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm……………………………………………………3 Bảng 2.1: Thành phần hóa học có trong 100g thịt dứa Cayenne………………………….5 Bảng 2.2 : Tiêu chuẩn nấm men của phân xưởng………………………………………….6 Bảng 2.3: Tiêu chuẩn enzym pectinase của phân xưởng…………………………………..7 Bảng 2.4 : Tiêu chuẩn nước sản xuất do nhà máy nước Tam Điệp cung cấp………...….8 Bảng 2.5 : Thuyết minh quy trình xử lý nước……………………………………………...9 Bảng 2.6 : Tiêu chuẩn nước chế biến thực phẩm của phân xưởng……………………….9 Bảng 2.7: Tiêu chuẩn đường chế biến của phân xưởng……………………………...…..10 Bảng 2.8: Tiêu chuẩn Acid citric chế biến thực phẩm của phân xưởng……………...…11 Bảng 2.9: Tiêu chuẩn (NH4)2HPO4 chế biến thực phẩm của phân xưởng ……………..12 Bảng 2.10: Tiêu chuẩn K2S2O5 trong chế biến thực phẩm của phân xưởng…………….12 Bảng 3.1: Nhiệt độ các vùng trong thiết bị thanh trùng………………………………….20 Bảng 4.1: Tổn thất theo từng quá trình sản xuất…………………………………………21 Bảng 4.2 : Tỷ lệ thành phần sau quá trình ép …………………………………………….23 Bảng 4.3: Tỷ lệ thành phần sau quá trình ép bã…….……………………………………23 Bảng 4.4: Năng suất nhập liêu của từng quá trình ứng với 1000kg dứa………………...27 Bảng 4.5: Nguyên liệu tiêu hao ứng với 1000kg dứa……………………………………...27 Bảng 4.6: Năng suất sản xuất tính theo ca, ngày, tháng, năm……………………………28 Bảng 4.7: Nguyên liệu ứng tính theo ca, ngày, tháng,năm…………………………….....28 Bảng 4.8: Năng suất nhập liệu của từng quá trình ứng với 1 ca……………………....…28 Bảng 4.9: Vật liệu bao bì sản phẩm………………………………………………………..29 Bảng 5.1: Lượng nguyên liệu đầu vào của mỗi mẻ……………………………………….30 Bảng 6.1: Chế độ vệ sinh của từng thiết bị………………………………………………..41 Bảng 6.2: Lượng nước sử dụng trong chế độ vệ sinh thường……………………………42 SVTH: Đặng Trần Phú v GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC BẢNG Bảng 6.3: Thể tích nước, kiềm và aicd của chế độ CIP 1 trong một ngày………………49 Bảng 6.4 : Thể tích nước và kiềm của chế độ CIP 2 trong một ngày……………………54 Bảng 6.5 : Tổng thể tích nước, kiềm và acid sử dụng để vệ sinh trong một ngày………55 Bảng 6.6: Điện năng tiêu thụ của các thiết bị trong phân xưởng………………………..56 Bảng 6.7: Nhiệt lượng tiêu thụ của các quá trình trong 1 ngày………………………….61 Bảng 6.8: Nhiệt lạnh tiêu thụ của các quá trình trong 1 ngày…………………………...63 Bảng 7.1: Các thiết bị trong phân xưởng sản xuất………………………………………..64 Bảng 7.2: Thiết bị trong khu vực sơ chế, chuẩn bị dịch lên men………………...………64 Bảng 7.3: Thiết bị trong khu vực nấu syrup……………………………………………....65 Bảng 7.4: Thiết bị trong khu vực hoạt hóa nấm men…………………………………….65 Bảng 7.5: Thiết bị trong khu vực lên men…………………………………………………66 Bảng 7.6: Thiết bị trong khu vực lọc…………………………………………….…….…..66 Bảng 7.7: Thiết bị trong khu vực chiết-đóng gói…………………………….…….….…..66 SVTH: Đặng Trần Phú vi GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN LỜI MỞ ĐẦU Lời mở đầu Ngày nay, thực phẩm an toàn và có chất lượng dinh dưỡng đang được sự quan tâm rất lớn từ người tiêu dùng. Riêng với sản phẩm thức uống, nước ép từ trái cây đang dần chiếm cảm tình với mọi người và đây có thể là tương lai của ngành thức uống. Sản phẩm nước trái cây lên men có nồng độ cồn thấp tuy đã được sản xuất trên thế giới nhưng lại ít phổ biến ở Việt Nam. Nó là sản phẩm dịch trích từ trái cây đem lên men để có nồng độ cồn nhất định và được carbonate hóa. Hương vị đặc trưng và tốt cho sức khỏe là hai đặc điểm nổi bật ở sản phẩm này. Dứa lâu nay được biết như là một loại quả có công dụng chữa bệnh và tốt cho hệ tiêu hóa. Nước ép từ dứa có chứa các chất giúp chống viêm nhiễm, chữa táo bón, tiêu chảy,…Bên cạnh đó, diện tích trồng dứa đang ngày càng được mở rộng nhờ chính sách của nhà nước và giá trị kinh tế mà nó mang lại. Do đó, khả năng phát triển một sản phẩm thức uống từ quả dứa là rất lớn. Đề tài của em là thiết kế phân xưởng sản xuất nước dứa lên men có nồng độ cồn thấp với năng suất là 20 triệu lít/năm. Để hoàn thành được đề tài này, sự giúp đỡ từ quý thầy cô cũng nhờ các bạn là rất lớn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Văn Việt Mẫn đã hướng dẫn em tận tình trong quá trình làm đồ án. Vì còn nhiều hạn chế về kiến thức nên bài viết không tránh khỏi những sai sót. Mong thầy cô và các bạn góp ý, thông cảm. Em xin chân thành cảm ơn. Ngày 8 tháng 12 năm 2017 SVTH: Đặng Trần Phú vii GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Nhận xét và đánh giá 1. Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… 2. Nhận xét của hội đồng bảo vệ ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… SVTH: Đặng Trần Phú viii GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Chương 1. Mở đầu 1.1. Lập luận kinh tế -kỹ thuật Thị trường nước ép trái cây ngày càng phát triển và lớn mạnh tại Việt Nam cũng như trên thế giới. Năm 2014 tại nước ta, lợi nhuận của ngành hàng này đạt 432 triệu USD và tốc độ tăng trưởng trên 10% vào các năm tiếp theo.[18] Trên thế giới, các nhà phân tích công nghiệp toàn cầu (GIA) dự báo thị trường nước ép trái cây và rau quả sẽ đạt 72,79 tỉ lít đến năm 2017. [12] Hình 1.1: Khối lượng tiêu thụ nước giải khát và doanh thu nước giải khát [13] Dựa vào hình 1.1 ta có thể thấy, khối lượng tiêu thụ và doanh thu của nước giải khát tăng đều qua từng năm. Thêm vào đó, theo thống kê của Hiệp hội Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam (VBA), ngành nước giải khát đạt giá trị lợi nhuận 1,3 tỷ đô la Mỹ.[14] Qua đó có thể thấy khả năng phát triển của ngành giải khát nói chung và nước ép trái cây nói riêng là rất có triển vọng, đặc biệt là các sản phẩm nước ép trái cây. Điều này có thể giải thích do đời sống xã hội ngày càng tăng, con người sử dụng thực phẩm không chỉ đáp ứng yêu cầu về “ lượng” mà còn đỏi hỏi giá trị về “ chất”. Vì thế, các sản phẩm đi từ tự nhiên như trái cây sẽ được người tiêu dùng ưa chuộng. Hơn nữa, Việt Nam là một quốc gia có khi hậu nhiệt đới nên trái cây phong phú, đa dạng và sản lượng cao, có thể kể đến như: dứa,cam, xoài,chuối… Bảng 1.1: Thực hiện sản xuất cây công nghiệp, cây ăn quả năm 2016 so với 2015 [15] Loại cây Dứa Cam Xoài Thông số Diện tích trồng (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn) Diện tích trồng (ha) Năng suất (tạ/ha) Sản lượng (tấn) Diện tích trồng (ha) Năng suất (tạ/ha) SVTH: Đặng Trần Phú 2015 2016 So voi năm 2015(%) 42.010,8 44.003,1 104,74 226,1 228.2 100,95 707.566,3 817.799,0 115,58 66.847,4 72.081,5 107,83 124,7 123,6 99,15 566.115,4 594.785,0 105,06 83.725,9 84.771,6 101,25 94 94,1 100,18 1 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Sản lượng (tấn) 702 852,9 707 893,7 100,72 Chuối Diện tích trồng 133.021,8 136.483,2 102,60 (ha) Năng suất 164,6 161,9 98,40 (tạ/ha) Sản lượng (tấn) 1.943.337,2 1.968.714,7 101,31 Từ bảng số liệu trên, dứa là một loại trái cây phát triển mạnh, sản lượng năm 2016 ước tính đạt 817.799,0 tấn. Nguồn nguyên liệu trên cung cấp đủ cho ăn tươi, chế biến cũng như là xuất khẩu. Bên cạnh đó, dứa cung cấp vitamin C, A, chất xơ và các khoáng chất như Photpho, Kali…giúp cải thiện hệ tiêu hóa của cơ thể. Vì thế, việc tạo ra một dòng sản phẩm nước ép trái cây mới từ dứa cung cấp cho thị trường sẽ giúp cho người tiêu dùng có thêm các sự lựa chọn. Hơn nữa, để tạo ra sự “ tươi mới” của sản phẩm với các dòng nước trái cây khác đã có trên thị trường, nước dứa ép được trải qua quá trình lên men để đạt nồng độ cồn thấp, kết hợp với việc bổ sung CO2 vào trong sản phẩm. Sự kết hợp của nhiều đặc tính trong một sản phẩm, vừa tiện lợi, tốt cho sức khỏe nhưng vẫn đảm bảo sự sang trọng trong ăn uống, hưởng thụ. Kết luận: Việc xây dựng một phân xưởng sản xuất nước dứa lên men nồng độ cồn thấp là cần thiết đối với thị trường hiện. 1.2. Thiết kế sản phẩm 1.2.1. Quy cách sản phẩm Bảng 1.2: Quy cách của sản phẩm Quy cách Bao bì trực tiếp Bao bì gián tiếp Bảo quản Mô tả Chai thủy tinh trong suốt 330ml, nắp ren nhôm có nút đệm bằng cao su Được đóng gói trong thùng carton, kích thước 35× 25× 23 (cm). Có các tấm phân ngăn bằng carton, 24 chai/ thùng. Nhiệt độ thường, khô ráo, tránh ánh sáng mặt trời. 1 năm. Thời gian bảo quản 1.2.2. Chỉ tiêu chất lượng Chỉ tiêu hóa lý Bảng 1.3: Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm Tên chỉ tiêu 1. Hàm lượng ethanol. 2. Hàm lượng CO2. 3. Hàm lượng đường sót. 4. Độ pH Chỉ tiêu cảm quan Yêu cầu 3,5% v/v 0,5% w/w 80g/L 3,5 Bảng 1.4: Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm Tên chỉ tiêu 1. Màu sắc SVTH: Đặng Trần Phú Yêu cầu Màu vàng tươi, 2 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 2. Mùi 3. Vị 4. Trạng thái CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Thơm đặc trưng của dứa và sản phẩm lên men, không có mùi lạ Ngọt nhẹ. Trong, không vẩn đục Chỉ tiêu vi sinh Bảng 1.5: Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm Tên chỉ tiêu 1. Tổng sổ vi sinh vật hiếu khí, CFU/ml sản phẩm. 2. Coliform, CFU/ml. 3. E.coli, CFU/ml. 4. Streptococci faecal, CFU/ml. 5. Pseudomonas aeruginosa, CFU/ml. 6. Staphylococcus aureus, CFU/ml. 7. Clotridium perfringens, CFU/ml. 8. Tổng số nấm men và nấm mốc, CFU/ml. Giới hạn tối đa 100 10 Không được có Không được có Không được có Không được có Không được có 10 1.3. Thiết kế năng suất Theo bộ Công thương, thị trường nước ép trái cây và rau quả đạt 6 tỷ lít trong năm 2017.[16] Và theo khảo sát của VBA, do nhu cầu thị trường nội địa còn rất lớn, hầu hết các doanh nghiệp kinh doanh nước giải khát đều cho biết “sẽ tăng sản lượng trên mức 20% so với năm 2015, đặc biệt với nhóm sản phẩm nước ép hoa quả sử dụng trái cây tươi”. “Nhóm sản phẩm nước trái cây sẽ tiếp tục tăng trưởng với tốc độ trung bình đạt 17,5% năm trong vòng 5 năm tới,tức đạt 10,5 tỷ lít trong năm 2018”[17] Do vậy, phân xưởng quyết định sản xuất với năng suất 20 triệu lít/ năm, dự kiến đáp ứng 0,20% nhu cầu thị trường nước ép rau quả trong năm 2018. 1.4. Lựa chọn địa điểm Vị trí đặt phân xưởng tại khu công nghiệp Tam Điệp thuộc thị xã Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình. Hình 1.2: Bản đồ quy hoạch sử dụng đất khu công nghiệp Tam Điệp. SVTH: Đặng Trần Phú 3 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Khu công nghiệp Tam Điệp có các đặc điểm đáp ứng các tiêu chí sau: ➢ Địa điểm sản xuất nằm trong khu công nghiệp và gần thị trường tiêu thụ: Khu công nghiệp Tam Điệp có diện tích 194 ha, nằm ở vị trí cửa ngõ phía nam miền Bắc, có vai trò là trung tâm vùng Nam Bắc Bộ, cách trung tâm thành phố Ninh Bình 15 km và Hà Nội 100 km. [11] ➢ Gần nguồn nguyên liệu: phân xưởng nằm gần nguồn nguyên liệu thu mua dứa chính là nông trường Đồng Giao và Tam Điệp. Có khoảng 2,000 hộ nông dân trên địa bàn cùng tham gia trồng dứa trên nông trường, giống chủ yếu là cayenne với sản lượng 3500 tạ/ha (2016).[19] ➢ Nguồn lao động địa phương và các vùng xung quanh đáp ứng đủ yêu cầu nhân lực cho phân xưởng: nguồn lao động dồi dào, chiếm 51,2% dân số (khoảng 480,3 nghìn người). Ninh Bình có tỷ lệ lao động thất nghiệp đô thị thấp (3,7%), chất lượng nguồn nhân lực được đánh giá là khá so vùng đồng bằng sông Hồng cũng như cả nước (năm 2016).[20] ➢ Cơ sở hạ tầng, giao thông thuận tiện: nguồn điện cấp cho khu công nghiệp lấy từ trạm điện 110 kV được đặt tại phường Nam Sơn, đảm bảo cung cấp đủ điện cho sản xuất và sinh hoạt.[11]Nguồn nước lấy từ hệ thống cấp nước sạch của thị xã Tam Điệp, nhà máy nước Tam Điệp có công suất 3.200 m3/ngày đêm được đặt tại phường Bắc Sơn, cung cấp đủ nước sạch phục vụ sản xuất và sinh hoạt.[11] SVTH: Đặng Trần Phú 4 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 2:NGUYÊN LIỆU Chương 2. Nguyên liệu 2.1. Nguyên liệu chính 2.1.1 Dứa Tên khoa học: Ananas comocus. Thuộc họ: Bromeliaceae. Chọn giống dứa Cayenne vì trái to, nhiều nước và năng suất cao, đảm bảo sản lượng để sản xuất . Bảng 2.1: Thành phần hóa học có trong 100g thịt dứa Cayenne [10] Thành phần Đơn vị (g) Nước 87 Đường tổng số 9,75 Sucrose 6,83 Fructose 0,71 Glucose 2,21 Protein 0,23 Pectin hòa tan 0,08 Protopectin 0,10 Cellulose 1,02 Chất béo 0,10 Tro 0,50 Acid citric 0,80 Acid malic 0,29 Chất khoáng 0,13 pH 3,54 Nguồn cung cấp: dứa thu mua tại hai nông trường Đồng Giao và Tam Điệp thuộc thị xã Tam Điệp, tỉnh Ninh Bình. Yêu cầu: • Dứa tươi , không dập. Độ chín thu hoạch của dứa ở mức độ chín 2: khoảng 3 hàng mắt mở, 25-75% vỏ trái có màu vàng tươi. (Theo mức độ đánh giá chín của dứa của Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam).[2] • Không sâu bệnh, không meo mốc, không bị khuyết tật, không dính bùn đất, chuột cắn hay các loại côn trùng đục lỗ, có mùi lạ. • Hàm lượng chất hòa tan: 12,5 -13,50Bx. Bảo quản sản phẩm: Dứa sau khi thu hoạch được bảo quản trong kho mát có nhiệt độ 26±20C, độ ẩm kho 85-90%. 2.1.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae Vai trò: chuyển hóa đường trong dịch lên men thành ethanol, carbon dioxide và các sản phẩm phụ. SVTH: Đặng Trần Phú 5 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 2:NGUYÊN LIỆU Tiêu chuẩn: Nấm men dùng trong phân xưởng dựa trên các tiêu chí của tiêu chuẩn OIV-Oeno 329-2009 [9] Bảng 2.2 : Tiêu chuẩn nấm men của phân xưởng Chỉ tiêu Chỉ tiêu vật lí Độ ẩm Chất khô Chỉ tiêu vi sinh Số tế bào sống Các loài nấm men khác Đơn vị % % CFU/g CFU/g Mốc CFU/g Vi khuẩn acetic tế bào/g Lactobacillus tế bào/g Salmonella CFU/25g mẫu Escherichia coli CFU/g mẫu Staphylococci CFU/g mẫu Coliforms CFU/g Chỉ tiêu hóa học Chì mg/kg Hg mg/kg As mg/kg Cd mg/kg Nhà sản xuất: Fermentis thuộc tập đoàn Lesaffre, Pháp. Tiêu chuẩn <8 > 92 ≥ 1010 < 105 <103 <104 <105 0 0 0 < 102 <2 <1 <3 <1 Tên chế phẩm: SafŒno™ UCLM S325. [21] Thông tin sản phẩm: Khả năng lên men : • Khởi động quá trình lên men nhanh. • Khả năng lên men tốt trong dịch dứa đã được lọc. • Chịu được hàm lượng SO2 từ 50-80mg/L. • Khả năng chịu cồn: nếu không bổ sung thêm chất dinh dưỡng, nấm men có thể chịu được độ cồn 14% v/v. • Nhiệt độ lên men: 12-35oC. • Lượng nấm men sử dụng : 30g/hl. Đặc điểm của quá trình trao đổi chất: • Hiệu suất lên men đường: 16,5g đường trên 1L dịch lên men sẽ làm tăng 1% độ cồn. • Sinh tổng hợp ít các acid dễ bay hơi, SO2 và acetaldehyde (< 24mg/L). SVTH: Đặng Trần Phú 6 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN • CHƯƠNG 2:NGUYÊN LIỆU Sinh tổng hợp glycerol với hàm lượng cao: 10g/L. Quy cách và bảo quản sản phẩm: • Hộp carton, gồm 20 gói đựng trong bao bì được hút chân không, mỗi gói trọng lượng 500g. • Bảo quản sản phẩm ở nơi khô ráo và nhiệt độ thấp : nhiệt độ 200C thì hạn sử dụng là ba năm. 2.1.3. Enzyme pectinase Vai trò: giúp thủy phân các cấu trúc pectin trong các tế bào dứa, làm dịch chiết đi ra bên ngoài dễ dàng. Tiêu chuẩn: Enzyme dùng cho thực phẩm của phân xưởng dựa trên các tiêu chí của QCVN 4 - 19: 2011/BYT Bảng 2.3: Tiêu chuẩn enzyme pectinase của phân xưởng Chỉ tiêu Chỉ tiêu cảm quan Màu sắc Hình dạng Chất không hòa tan Chỉ tiêu về hoạt lực enzym Pectinase Chỉ tiêu hóa học Cadmium Asen (As) Thủy ngân (Hg) Chì (Pb) Toxin & mycotoxins Chỉ tiêu vi sinh Coliforms E. Coli Salmonella Nhà sản xuất: LAFFORT, Mỹ. Đơn vị Tiêu chuẩn Màu be Dạng hạt Không PGNU/g 10000 ppm ppm ppm ppm ppb ≤ 0,5 ≤3 ≤ 0,5 ≤5 0 Vi khuẩn/100ml cfu/25g cfu/25g 0 0 0 Tên chế phẩm: LAFAZYM PRESS. [22] Thông tin sản phẩm: chế phẩm LAFAZYM PRESS thuộc họ enzyme pectinase, bao gồm ba loại enzyme là Pectin lyase (PL), Pectin methyl esterase (PME) và Polygalacturonase (PG). Hướng dẫn sử dụng sản phẩm: LAFAZYM PRESS được sử dụng trước quá trình ép, nhiệt độ tối thích từ 5-60oC và pH tối ưu là từ 2,9-4. Hòa tan LAFAZYM PRESS vào nước với tỉ lệ 1:10. Sử dụng trong vòng từ 68 tiếng sau khi pha xong. Lượng sử dụng từ 2-3g/ 100kg dứa. Quy cách và bảo quản sản phẩm: • Hộp thiếc 500g, 5kg một hộp, mỗi hộp 10 bịch, mỗi bịch 500g. SVTH: Đặng Trần Phú 7 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN • CHƯƠNG 2:NGUYÊN LIỆU Bảo quản ở nơi khô mát và không có mùi. Thời hạn sử dụng tối đa của sản phẩm là 1 năm kể từ ngày đóng gói. Đối với sản phẩm đã mở, sử dụng trong vòng 1 tháng. 2.2. Nguyên liệu phụ 2.2.1. Nước Nguồn cung cấp: Nhà máy nước Tam Điệp.Tiêu chuẩn nước của nhà máy Tam Điệp cấp cho phân xưởng dựa trên QCVN 02:2009/BYT về nước sinh hoạt. Bảng 2.4 : Tiêu chuẩn nước sản xuất do nhà máy nước Tam Điệp cung cấp Chỉ tiêu Đơn vị Tiêu chuẩn Chỉ tiêu cảm quan Màu sắc TCU 15 Mùi vị Không có mùi vị lạ Độ đục NTU 5 Chỉ tiêu hóa học pH mg/l 8,5 Ca2+ mg/l 350 Clmg/l 300 Fe mg/l 0,5 NH4+ mg/l 3 Chỉ tiêu vi sinh Coliform tổng số Vi khuẩn/100ml 50 E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt Vi khuẩn/100ml 20 Tuy vậy, một số chỉ tiêu về hóa học và vi sinh chưa đáp ứng được các yêu cầu của phân xưởng để phục vụ sản xuất. Do đó, phân xưởng áp dụng hệ thống xử lý nước của Công ty TNTM Thiên Trường, Nam Định để cải thiện các chỉ tiêu nước của phân xưởng. Nước cấp Khử trùng Nước dịch vụ Khử clo tự do Trao đổi ion Nước sản xuất Hình 2.1 : Sơ đồ các quá trình xử lý nước cấp trong phân xưởng SVTH: Đặng Trần Phú 8 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 2:NGUYÊN LIỆU Nước dịch vụ: là nước không trực tiếp đi vào sản phẩm nhưng có khả năng ảnh hưởng đến chất lượng như nước dùng để vệ sinh công nghiệp. Nước sản xuất: nước nấu syrup, nước hòa tan nấm men, nước rửa nguyên liệu. Bảng 2.5 : Thuyết minh quy trình xử lý nước Quá trình Khử trùng Khử clo tự do Trao đổi ion Mục đích Phương pháp Tiêu diệt vi sinh vật, ảnh Sử dụng Ca(OCl)2 hoặc hưởng đến quá trình sản Clorua vôi xuất Loại bỏ clo tự do có trong Sử dụng than hoạt tính. nước, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. Giảm hàm lượng các ion Hệ thống màng lọc thẩm thấu ngược Tiêu chuẩn: Nước sau xử lý dùng trực tiếp cho thực phẩm của phân xưởng dựa trên các tiêu chí của QCVN 01:2009/BYT. Bảng 2.6 : Tiêu chuẩn nước chế biến thực phẩm của phân xưởng Chỉ tiêu Chỉ tiêu cảm quan Màu sắc Mùi vị Độ đục Chỉ tiêu hóa học pH Ca2+ Mg2+ Na+ HCO3ClSO42NO3SiO2Kiềm dư THM Fe Mn NH4+ NO2BrO3 H2S Độ đục Chỉ tiêu vi sinh Coliform tổng số E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt SVTH: Đặng Trần Phú Đơn vị Tiêu chuẩn TCU NTU 15 Không có mùi vị lạ 0,5 mg/l mg/l mg/l mg/l ppm CaCO3 mg/l mg/l mg/l ug/l ppm CaCO3 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l ug/l NTU 7 80 10 20 50 80 150 25 25 20 10 0,1 0,05 0,5 0,1 0,01 5 0,5 Vi khuẩn/100ml Vi khuẩn/100ml 0 0 9 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 2:NGUYÊN LIỆU 2.2.2. Đường sacharrose Vai trò: Sử dụng trong quá trình nấu syrup, giúp điều chỉnh hàm lượng đường trong quá trình phối trộn để chuẩn bị cho quá trình lên men. Tiêu chuẩn: Đường dùng cho thực phẩm của phân xưởng dựa trên các tiêu chí của TCVN 6958 : 2001 và TCVN 7270:2003 Bảng 2.7: Tiêu chuẩn đường chế biến của phân xưởng Chỉ tiêu Chỉ tiêu cảm quan Màu sắc Đơn vị Tinh thể trắng óng ánh. Khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt. Hình dạng Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô không vón cục Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ. Mùi vị Chỉ tiêu hóa lý Độ Pol Asen (As) Đồng (Cu) Chì (Pb) Sunfua dioxit (SO2) Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi sinh vật hiếu khí Nấm men, cfu/10g Nấm mốc, cfu/10g Nhà sản xuất: Công ty Cổ phần Đường Sơn. Tiêu chuẩn (oZ) mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg ≥ 99 ≤1 ≤2 ≤ 0,5 ≤ 70 cfu/10g ≤ 100 cfu/10g ≤5 cfu/10g ≤5 Biên Hòa hoặc Công ty Cổ phần Mía Đường Lam Quy cách và bảo quản sản phẩm: • Đường sacharrose được đựng trong bao 50kg/bao (bao PP, bên trong có 1 lớp PE). • Bảo quản ở nơi khô ráo và thoáng mát, nhiệt độ phòng. Hạn sử dụng là 24 tháng kể từ ngày sản xuất. 2.2.3. Acid citric Vai trò: Bổ sung trong quá trình phối trộn giúp điều chỉnh pH của dịch lên men và đóng vai trò xúc tác trong phản ứng nghịch đảo đưởng của quá trình nấu syrup. Tiêu chuẩn: Acid citric dùng cho thực phẩm của phân xưởng dựa trên các tiêu chí của TCVN 5516:201. SVTH: Đặng Trần Phú 10 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 2:NGUYÊN LIỆU Bảng 2.8: Tiêu chuẩn Acid citric chế biến thực phẩm của phân xưởng Chỉ tiêu Đơn vị Độ hòa tan Tiêu chuẩn Rất dễ tan trong ethanol, dễ tan trong nước, ít tan trong ete Hàm lượng nước - Dạng khan % khối lượng - Dạng ngậm một phân tử nước % khối lượng Hàm lượng tro sulfat % khối lượng Hàm lượng oxalat mg/kg Hàm lượng sulfat mg/kg Hàm lượng chì mg/kg Nhà sản xuất: Công ty Hóa chất Gia Linh, Hà Nội ≤0,5 Từ 7,5 đến 8,8 ≤ 0,05 ≤100 ≤ 150 ≤ 0,5 Quy cách và bảo quản sản phẩm: • Acid citric được đựng trong bao 25kg/bao, (bao PP, bên trong có 1 lớp PE). • Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, nhiệt độ phòng. Hạn sử dụng là 24 tháng kể từ ngày sản xuất. 2.2.4. (NH4)2HPO4 Vai trò: Bổ sung nguồn Nito cho nấm men, giúp sinh trưởng và duy trì các hoạt động trao đổi chất trong quá trình lên men. Tiêu chuẩn: (NH4)2HPO4 cho thực phẩm của phân xưởng dựa trên các tiêu chí của ISO 9001 – 2013. Bảng 2.9: Tiêu chuẩn (NH4)2HPO4 chế biến thực phẩm của phân xưởng Chỉ tiêu Đơn vị Tiêu chuẩn Hàm lượng (NH4)2HPO4 % khối lượng ≥ 96 P2O5 % khối lượng ≥ 53 N % khối lượng ≥ 20 Độ ẩm % khối lượng ≤ 0,2 Pb % khối lượng < 0,004 As % khối lượng ≤ 0,003 Tạp chất không tan trong nước % khối lượng ≤ 0,1 Nhà sản xuất: Beijing Kangpuhuiwei Technology Co,LTD, China. Quy cách và bảo quản sản phẩm: • (NH4)2HPO4được đựng trong bao 25kg/bao, bao bì giấy kraft hoặc chai nhựa 500g. • Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, nhiệt độ phòng. Hạn sử dụng là 24 tháng kể từ ngày sản xuất. 2.2.5 K2S2O5 Vai trò: Tiêu diệt vi sinh vật sau quá trình ép và vô hoạt các enzyme. Tiêu chuẩn: K2S2O5 cho thực phẩm của phân xưởng dựa trên các tiêu chí của QCVN 4 - 12 : 2010/BYT SVTH: Đặng Trần Phú 11 GVHD: GS. LÊ VĂN VIỆT MẪN CHƯƠNG 2:NGUYÊN LIỆU Bảng 2.10: Tiêu chuẩn K2S2O5 trong chế biến thực phẩm của phân xưởng Chỉ tiêu Tiêu chuẩn Định tính Độ tan Tan trong nước, không tan trong ethanol. Kali Phải có phản ứng đặc trưng của kali. Sulfit Phải có phản ứng đặc trưng của sunfit. Độ tinh khiết Tạp chất không tan trong nước Đạt yêu cầu. Thisunfat Không được quá 0,1%. Sắt Không được quá 10,0 mg/kg. Chì Không được quá 2,0 mg/kg. Selen Không được quá 5,0 mg/kg. Hàm lượng K2S2O5 Không được thấp hơn 90,0% Nhà sản xuất: SANGHAI YANCUT, China. Quy cách và bảo quản sản phẩm: • K2S2O5 được đựng trong bao25kg/bao, túi composite lót bằng túi nhựa. • Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát, nhiệt độ phòng. Hạn sử dụng là 24 tháng kể từ ngày sản xuất. SVTH: Đặng Trần Phú 12