ĐẶT VẤN ĐỀ Trong cuộc sống tất bật ngày nay nhu cầu thực phẩm và dinh dưỡng của con người ngày càng cao và tính tiện lợi là một trong những yếu tố thu hút người tiêu dùng khi lựa chọn các loại sản phẩm thực phẩm. Sự ra đời và phát triển của công nghệ sản xuất thực phẩm đóng hộp đã mang lại sự tiện lợi, tiết kiệm được nhiều thời gian và công sức trong việc chuẩn bị các bữa ăn nên được người tiêu dùng hết sức ưa chuộng. Hiện nay, các sản phẩm đồ hộp rất đa dạng trên thị trường trong và ngoài nước. Đồ hộp đi từ các nguyên liệu là thủy sản, gia súc, gia cầm hay với các loại rau quả với mẫu mã và bao bì đa dạng phong phú.
Trong đó, cà chua cô đặc là một loại nguyên liệu hết sức phổ biến trong các loại sản phẩm đồ hộp, cà chua cô đặc được coi là bán chế phẩm vì nó được dùng để chế biến rất nhiều các loại đồ hộp khác như đồ hộp sốt các loại, nước sốt của đồ hộp thịt, cá, rau, để làm nguyên liệu nấu nướng. Cà chua cô đặc được chế biến bằng cách cô đặc thịt cà chua (theo mức độ khác nhau) sau khi đã nghiền nhỏ và loại bỏ hạt, vỏ. Nhận thấy nhu cầu to lớn của người tiêu dùng và tầm quan trọng của việc sản xuất cà chua cô đặc đối với ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm đóng hộp. Vì vậy trong đồ án công nghệ này em lựa chọn đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất cà chua cô đặc với năng suất 18,3 tấn sản phẩm/ngày”.
Tổng quan về nguyên liệu sản xuất cà chua cô đặc 1. Nguyên liệu cà chua [4] Cây cà chua có tên khoa học là Lycopercium esculetcum Mill, thuộc họ cà. Cà chua có nguồn gốc từ Nam Mỹ với khí hậu nhiệt đới khô và nhiều nắng. Đất phù hợp với cây cà chua là đất thịt nhẹ, đất cát pha, tơi xốp, tưới tiêu dễ dàng, độ pH từ 5,5 – 7,5.
Độ pH thích hợp nhất cho cà chua sinh trưởng phát triển là 6 – 6,5. Trên đất có độ pH dưới 5 cây cà chua bị bệnh héo xanh gây hại. Cà chua thuộc cây ưa ánh sáng, cây được canh tác trong điều kiện đủ sáng (5000 lux) sẽ cho chất lượng tốt, cứng cây, bộ lá to, sản lượng lớn. Cà chua có giá trị dinh dưỡng cao cung cấp năng lượng và khoáng chất làm tăng sức sống, làm cân bằng tế bào, khai vị, giải nhiệt, chống hoại huyết, chống độc.
Về giá trị sử dụng, cà chua được dùng dưới nhiều hình thức khác nhau như ăn tươi, làm salad, nước uống… Ngoài ra cà chua còn dùng làm mỹ phẩm, chữa mụn trứng cá. Với giá trị kinh tế, giá trị sử dụng đa dạng và cho năng suất cao, cà chua đã và đang trở thành một trong những loại rau quả được ưa chuộng nhất và được trồng phổ biến ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Ở Việt Nam tuy cà chua mới được trồng khoảng trên 100 năm nay nhưng nó đã trở thành một loại rau phổ biến và được trồng diện tích trồng cà chua lên đến chục ngàn ha, tập trung chủ yếu ở đồng bằng và trung du phía Bắc. Theo số liệu từ viện nghiên cứu rau quả thì năm 2010 diện tích trồng cà chua trong nước là 6000 ha với sản lượng 240000 tấn, cho giá trị xuất khẩu là 100 triệu USD.
Mùa vụ: ở nước ta mỗi năm có thể trồng 4 vụ cà chua: - Vụ sớm gieo vào cuối tháng 7 đầu tháng 8. - Vụ chính gieo cuối tháng 9 đến đầu tháng 10. - Vụ muộn gieo từ tháng 11 đến giữa tháng 12. - Vụ xuân gieo từ tháng 1 đến tháng 2 năm sau.
Đặc điểm cấu tạo của quả cà chua Quả cà chua thuộc loại quả mọng, có 2, 3 đến nhiều ngăn hạt. Hình dạng và màu sắc quả phụ thuộc vào từng giống. Ngoài ra, màu sắc quả chín còn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ, phụ thuộc vào hàm lượng carotene và lycopen. Ở nhiệt độ 30oC trở lên, sự tổng hợp lycopen bị ức chế, trong khi đó sự tổng hợp carotene 2 không mẫn cảm với tác động của nhiệt độ, vì thế ở mùa nóng cà chua có màu quả chín vàng hoặc đỏ vàng.
Trọng lượng quả cà chua dao động rất lớn từ 3 - 200g thậm chí 500g phụ thuộc vào giống. Quả cà chua có 80 – 93% cùi quả và dịch quả, 4 – 10% vỏ và lõi, 2 – 7% là hạt. Hạt cà chua chứa 30 – 35% protein và 17 – 20% lipid. Dầu từ hạt cà chua rất thích hợp để ăn và sử dụng theo mục đích kỹ thuật.
Phân loại Có nhiều giống cà chua đang được trồng ở Việt Nam. Có thể chia cà chua thành 3 loại dựa vào hình dạng: Cà chua hồng: quả có hình dạng quả hồng, không chia múi. Thịt quả đặc, nhiều bột, lượng đường trong quả cao. Năng suất thường đạt 25 – 30 tấn/ha.
Các giống thường gặp: Ba Lan, Hồng Lan của viện cây lương thực; giống 214; HP5; HP1 của Hải Phòng… Hình 1. Cà chua hồng [10] Cà chua múi: quả to, nhiều ngăn tạo thành múi, là giống cây sinh trưởng vô hạn, thời gian sinh trưởng dài, năng suất và khả năng chống chịu khá nhưng chất lượng không bằng cà chua hồng. Cà chua múi [10] 3 Cà chua bi: quả nhỏ, chua nhẹ, giá trị thấp, thường dùng làm nguyên liệu tạo giống. Cà chua bi [10] 1.
Quá trình chín của cà chua [5] - Thời kì quả xanh: quả và hạt phát triển chưa hoàn chỉnh. Nếu thu hái ở thời kì này và thông qua các các phương pháp thúc chín thì quả chín không bình thường, quả không có hương vị, không có màu sắc đặc trưng của giống. - Thời kì chín xanh: chất keo bao quanh hạt được hình thành, quả chưa có màu hồng hoặc màu vàng. Nếu đem thúc chín thì quả sẽ biểu hiện màu sắc của giống.
- Thời kì chín vàng: đỉnh quả xuất hiện màu vàng hoặc hồng với diện tích bề mặt chiếm khoảng 10%. - Thời kì chuyển màu: diện tích bề mặt từ 10 – 30% có màu vàng hoặc đỏ. - Thời kì chín hồng: diện tích bề mặt quả từ 30 – 60% có màu hồng nhạt hoặc màu vàng. - Thời kì quả hồng hoặc đỏ: diện tích bề mặt từ 60 – 90% có màu vàng hoặc đỏ.
- Thời kì quả chín đỏ: diện tích bề mặt trên 90% có màu đỏ. Thời gian từ khi chín xanh đến chín đỏ hoàn toàn của quả cà chua khoảng 10 – 12 ngày. Các giai đoạn chín của cà chua [11] 1. Thành phần hóa học [3] Cà chua có giá trị dinh dưỡng cao cung cấp năng lượng và khoáng chất làm tăng sức sống, làm cân bằng tế bào, khai vị, giải nhiệt, chống hoại huyết, chống độc.
- Hàm lượng chất khô: cà chua có chất lượng tốt có độ khô cao (6 – 8%), thành quả dày, ít hạt rất phù hợp để làm sản phẩm cô đặc. - Nước: là thành phần chủ yếu của cà chua và chiếm tỉ lệ 94%. - Glucid: hàm lượng glucid trong cà chua chiếm 3 – 4% và chủ yếu là glucose và fructose còn sacharose chỉ chiếm 0,5%. Tinh bột chỉ chiếm chưa tới 0,25% và sẽ chuyển hóa thành đường khi quả chín.
- Cellulose: chiếm 0,8% trong quả chín. - Acid: hàm lượng acid trong cùa chua chiếm 0,25 - 0,5% và chủ yếu là acid malic và acid citric, quả cà chua có độ pH = 3,1 – 4,1 theo độ chín. - Vitamin: quả cà chua có chứa nhiều các vitamin rất có lợi cho sức khỏe. Hàm lượng vitamin trong quả cà chua [6] Loại vitamin Hàm lượng (mg%) Vitamin C 20 – 40 Carotene 1,2 -1,6 Vitamin B1 0,08 – 0,15 Vitamin B2 0,05 – 0,07 Vitamin PP 0,5 – 16,5 Vitamin B5 100 - 165 - Pectin: trong cà chua có chứa nhiều pectin có khả năng tạo độ nhớt cao tạo độ paste rất thuận lợi khi sản xuất cà chua cô đặc.
- Protein: trong cà chua có 1 – 1,6% protein thô, khi quả chín bị thủy phân thành các acid amin như sau: 5 Bảng 1. Hàm lượng acid amin trong 100g cà chua [6] Loại acid amin Hàm lượng (mg) Tryptophan 6 Threonine 27 Isoleucine 18 Leucine 25 Lysine 27 Methionine 6 Cystine 9 Phenylalanine 67 Tyrosine 14 Valine 18 Arginine 21 Histidine 14 Alanine 27 Aspartic acid 135 Glutamic acid 431 Glycine 19 Proline 15 Serine 26 - Sắc tố: trong quả cà chua có các sắc tố thuộc nhóm carotenoid như carotene, lycopen, xantophyl. Ở quả xanh còn có chlorophyll. Tùy theo mức độ chín các sắc tố kia tăng dần nên màu của cà chua chuyển từ xanh sang đỏ.
+ Lycopen: là chất tạo màu đỏ của cà chua chín. Trong cà chua có chứa khoảng 4 - 8 mg% lycopẹn. Lycopen được hình thành trong quá trình chín, với nhiệt độ tổi thích cho quá trình hình thành là 24oC. Nếu nhiệt độ môi trường cao quá 30oC thỉ lycopen ít được tạo thành.
+ Xanthophyl: là sắc tố có màu vàng nhạt hơn carotene. + Carotene: chất này có màu vàng đến màu vàng da cam trong cà chua từ 0,4 - 0,8 mg%. 6 - Chất chát: vị đắng chát trong cà chua là do solanin mang lại, khi quả xanh lượng solanin ở mức 9 – 32 mg/100g khi quả chín giảm xuống 0,7 mg/100g. - Chất khoáng trong cà chua bào gồm: Bảng 1.
Hàm lượng chất khoáng trong 100g cà chua [6] Chất khoáng Hàm lượng (mg) Ca 10 Fe 0,3 Mg 11 P 24 K 237 Na 5 Zn 0,2 Cu 0,1 Mn 0,1 1. Tổng quan về sản phẩm cà chua cô đặc 1. Giới thiệu chung về sản phẩm cà chua cô đặc [3] Cà chua cô đặc là một trong những sản phẩm chính của ngành công nghiệp đồ hộp rau quả. Cà chua cô đặc được sử dụng như một bán chế phẩm, dùng để sản xuất một số dạng rau, quả, thịt, cá và dùng để nấu các món ăn trong gia đình.
Sản xuất cà chua cô đặc bằng cách cô đặc thịt quả, theo mức độ đặc loãng khác nhau, sau khi đã loại bỏ vỏ, hạt và nghiền nhỏ. Cà chua cô đặc thường phân loại theo độ khô thành phẩm. Ở Nga phổ biến có các dạng sau: - Pure cà chua, có độ khô 12 hoặc 15 và 20%. - Cà chua cô đặc trung bình, có độ khô 30 hoặc 35 và 40%.
- Cà chua cô đặc mức độ cao, có độ khô 50 – 70%. - Bột cà chua, có độ khô 88 – 95%. Ở Mỹ phổ biến các dạng sau: - Cà chua nghiền: cà chua nghiền nhỏ rồi rây để bỏ hạt, vỏ. - Pat cà chua: sản phẩm có hàm lượng chất khô không dưới 25%.
- Pat đặc cà chua: chứa không dưới 33% chất khô. 7 - Pat đặc trung bình: độ khô 29 – 33%.