Tài liệu: Thiết kế nhà máy sản xuất nước quả chanh leo gồm

Thiết kế nhà máy sản xuất nước chanh leo với 2 dây chuyền: nước ép 15 tấn/ca và nước cô đặc 10 tấn/ca. Quy trình hiện đại, hiệu quả cao.

• Tác giả: Vũ Thị Hằng
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Văn Hưng
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật thực phẩm
• Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất nước quả chanh leo gồm hai dây chuyền sản xuất: nước chanh leo 15 tấn sản phẩm/ca và nước chanh leo cô đặc năng suất 10 tấn sản phẩm/ca
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về thiết kế nhà máy sản xuất nước quả chanh leo

Thiết kế nhà máy sản xuất nước quả chanh leo là một đề tài quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm. Dự án này tập trung vào việc xây dựng một nhà máy hiện đại với hai dây chuyền sản xuất chính: nước chanh leo với năng suất 15 tấn sản phẩm/ca và nước chanh leo cô đặc với năng suất 10 tấn sản phẩm/ca. Chanh leo là nguyên liệu quý với độ Brix 13,5%, hàm lượng nước 86,5% và hàm lượng acid 23%, mang lại giá trị dinh dưỡng cao. Thiết kế nhà máy sản xuất cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn về vệ sinh an toàn thực phẩm, hiệu suất năng lượng và tối ưu hóa quy trình công nghệ. Đây là nền tảng để phát triển một nhà máy thực phẩm có khả năng cạnh tranh trên thị trường hiện đại.

1.1. Lý do chọn sản phẩm chanh leo

Chanh leo là trái cây có giá trị kinh tế cao với nhu cầu thị trường liên tục tăng. Nước chanh leo cung cấp nguồn vitamin C, acid citric và các chất chống oxy hóa quan trọng. Nguyên liệu này phù hợp cho sản xuất nước quả với quy mô công nghiệp. Thị trường nước ép chanh leo đang phát triển mạnh mẽ ở các nước Đông Nam Á, tạo cơ hội kinh doanh lớn cho các nhà sản xuất.

1.2. Mục tiêu thiết kế

Mục tiêu chính của thiết kế nhà máy sản xuất là tạo ra một nhà máy thực phẩm hiệu quả với khả năng sản xuất 15 tấn nước chanh leo và 10 tấn nước chanh leo cô đặc mỗi ca. Quy trình công nghệ phải đảm bảo chất lượng sản phẩm, an toàn lao động và bảo vệ môi trường. Nhà máy cần được trang bị thiết bị sản xuất hiện đại để tối ưu hóa năng suất và chất lượng.

II. Quy trình công nghệ và các công đoạn chế biến

Quy trình công nghệ sản xuất nước chanh leo bao gồm các bước chính: tách ruột chanh leo, bổ sung enzyme pectinase, chà và ly tâm, lọc, phối chế, gia nhiệt, rót lon và thanh trùng. Sản phẩm cuối cùng đạt độ Brix 16% và hàm lượng acid 0,35%. Đối với nước chanh leo cô đặc, quy trình sản xuất tương tự nhưng có thêm bước cô đặc để đạt độ Brix 60%. Mỗi công đoạn trong công nghệ thực phẩm này đều có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ các dưỡng chất và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm. Thiết kế dây chuyền sản xuất phải tính toán kỹ lưỡng các yếu tố thời gian, nhiệt độ và các điều kiện vận hành.

2.1. Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu

Công đoạn đầu tiên trong sản xuất nước quả là chọn lọc, rửa sạch chanh leo và tách ruột. Nguyên liệu thực phẩm phải đảm bảo độ tươi và không bị hư hỏng. Bổ sung enzyme pectinase để cải thiện độ trong và chiết xuất tối ưu. Công đoạn này quyết định chất lượng sản phẩm cuối cùng và phải được kiểm soát chặt chẽ.

2.2. Công đoạn xử lý và tiệt trùng

Sau khi lọc và phối chế, nước chanh leo được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp để diệt khuẩn. Quy trình tiệt trùng là bước quan trọng trong công nghệ sản xuất để đảm bảo an toàn vi sinh vật. Rót lon và thanh trùng tiếp theo để bảo quản sản phẩm lâu dài. Điều này giúp nước ép chanh leo duy trì chất lượng và tính an toàn trong suốt thời gian lưu kho.

III. Tính toán cân bằng sản phẩm và nhu cầu nguyên liệu

Tính cân bằng sản phẩm là bước cực kỳ quan trọng trong thiết kế nhà máy sản xuất. Để sản xuất 15 tấn nước chanh leo hoàn thành, cần tính toán chính xác lượng chanh leo tươi cần dùng, đặc biệt là tính đến tỷ lệ mất nước và chất tan được trong quá trình chế biến. Nước chanh leo cô đặc có độ Brix 60% đòi hỏi công nghệ xử lý phức tạp hơn với quá trình cô đặc bằng chân không hoặc gia nhiệt kiểm soát. Kế hoạch sản xuất phải tính toán số lượng lon thành phẩm, lượng nguyên liệu phụ như chất bảo quản, vitamin bổ sung. Việc tính toán chính xác giúp tối ưu hóa chi phí sản xuất và giảm lãng phí nguyên liệu.

3.1. Tính toán nhu cầu nguyên liệu chính

Dựa trên năng suất 15 tấn nước ép chanh leo/ca, cần tính tỷ lệ chiết xuất từ chanh leo tươi. Với độ Brix 13,5% và hàm lượng nước 86,5%, quá trình sản xuất nước quả tương đối hiệu quả. Nhu cầu nguyên liệu phải được tính toán dựa trên hệ số mất mát tại mỗi công đoạn. Điều này giúp thiết kế dây chuyền được chính xác và hiệu quả hơn.

3.2. Tính toán lượng sản phẩm thành phẩm

Số lượng lon thành phẩm được tính dựa trên thể tích mỗi lon (thường là 330ml, 500ml) và tổng sản lượng cần đạt. Nước chanh leo cô đặc với năng suất 10 tấn/ca cần tính riêng vì có quá trình cô đặc. Kế hoạch sản xuất cần xác định rõ loại bao bì, số lượng và chi phí liên quan để thiết kế nhà máy sản xuất hoàn chỉnh và thực tế.

IV. Lựa chọn thiết bị và cơ sở hạ tầng nhà máy

Thiết bị sản xuất là yếu tố then chốt trong thiết kế nhà máy sản xuất nước quả chanh leo. Dây chuyền sản xuất cần bao gồm các máy: rửa, tách ruột, chà, ly tâm, lọc, homogenizer, gia nhiệt sterilizer, máy rót lon, máy cân đóng gói. Mỗi thiết bị thực phẩm phải được chọn lựa dựa trên năng suất, chất lượng, độ bền và tuân thủ tiêu chuẩn vệ sinh an toàn. Cơ sở hạ tầng nhà máy bao gồm hệ thống cấp nước, xử lý nước thải, cấp điện, thông gió, đảm bảo môi trường sản xuất sạch sẽ. Vị trí đặt nhà máy cần lựa chọn gần nguồn nguyên liệu, có giao thông thuận lợi, cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh để giảm chi phí logistics.

4.1. Lựa chọn các thiết bị chính

Thiết bị sản xuất chính bao gồm máy tách ruột định lượng, máy chà công suất cao, máy ly tâm với tốc độ 3000-5000 vòng/phút. Máy gia nhiệt sterilizer phải đảm bảo nhiệt độ 95-100°C ổn định, máy rót lon tự động với độ chính xác cao. Mỗi thiết bị thực phẩm cần được kiểm tra, hiệu chuẩn trước sử dụng để đảm bảo chất lượng sản phẩm nhất quán.

4.2. Cơ sở hạ tầng và vị trí nhà máy

Nhà máy thực phẩm cần diện tích khoảng 1500-2000m² tính cả khu sản xuất, kho bãi, văn phòng. Hệ thống cấp nước phải đảm bảo 50m³/ngày, xử lý nước thải theo tiêu chuẩn môi trường. Cấp điện ổn định 100kW trở lên, có hệ thống thông gió để duy trì nhiệt độ 15-25°C. Vị trí đặt nhà máy nên chọn vùng có giao thông vận tải thuận lợi, gần nhà vườn chanh leo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. LẬP LUẬT KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1 Lập luận kinh tế 1.1 Tình hình trên thế giới Chanh leo là một loại trái cây nhiệt đới và được tìm thấy ở các nước như Brazil, Ecuador, Peru và Columbia. Chanh leo giải quyết mối quan tâm của người tiêu dùng đối với đ ôuống lành mạnh và lạ miệng. Nước chanh leo được bán cho các nhà sản xuất nước trái cây và các nhà chế biến khác dưới dạng nước ép vô trùng (14-16 brix) hoặc cô đặc đông lạnh (50 brix).

Sản phẩm từ chanh leo chủ yếu được sử dụng để pha chế chanh leo và đ`ồ uống trái cây hỗn hợp, thức ăn cho trẻ em và cũng đang phát triển phổ biến trong ngành công nghiệp sữa, với sự ra đời của sữa chua trái cây và kem. Nhu câi v`ê các loại trái cây xay nhuyễn bao ø ồn cả chanh leo ở Tây Âu đã tăng trưởng đáng kể[1] 1. Sản lượng chanh leo Brazil là nhà sản xuất và tiêu thụ chanh leo tươi và chế biến lớn nhất thế giới, riêng Brazil đã chiếm hơn 50% tổng sản lượng thế giới. Tiêu thụ trong nước đối với sản phẩm xay nhuyễn làm từ chanh leo và việc sử dụng chanh leo trong đ 6uống đã tăng đáng kể trong năm năm qua.

Mặc dù Brazil là nhà sản xuất lớn nhất, v`ềthương mại, xuất khẩu của Brazil rất hạn chẽ. Xuất khẩu chanh leo nhuyễn chủ yếu tập trung ở Ecuador, Columbia và Peru.[1] Brazil đã sản xuất khoảng 593 4 nghìn tấn chanh leo trong năm 2019, giảm so với năm trước, khi sản lượng được báo cáo là øn 603 nghìn tấn. Con số này là sản lượng chanh leo thấp thứ hai trong cả nước trong giai đoạn 2013-2019. Peru là nước xuất khẩu chanh leo hàng đi trên thế giới.

Năm 2020, nước này ghi nhận mức tăng sản xuất hơn 24% và xuất khẩu đạt 42,2 triệu USD. Neu Ân cung của Peru chủ yếu được xuất khẩu dưới dạng nước ép cô đặc. Giá tại Lima tham chi con đạt + 26,48% YoY. Mặc dù giá thấp vào đi năm cho đến tháng 7, nhưng giá trị của nó bắt đầi tăng lên khi bước sang tháng 9.

Trong tu ần đầi tiên của tháng, nó đã dat 0,41 USD/kg. V tiêu thụ, thị trưởng chính của sản phẩm chanh leo là Bắc Mỹ (Mỹ và Canada), Châu Âu (Hà Lan, Đức và Anh), Nam Mỹ (Brazil, Chile, Argentina), Australia và một số nước Châu Á, Trung Đông (Nhật Bản, Đài Loan, Hàn Quốc, Bahrain, Ả Rap Saudi va Kuwait). Từ 2015 - 2018, sản lượng và trị giá xuất khẩu chanh leo của Việt Nam đã tăng hơn 300%, tương ứng tử 95 nghìn tấn quả tươi/năm (2015) lên 300 nghìn tấn quả tươi (2018) và trị giá từ 19,6 triệu USD lên 66,2 triệu USD, đưa Việt Nam vào "top" 10 quốc gia xuất khẩu chanh leo lớn nhất trên thế giới, sau Brazil, Peru, Ecuador,. Vì vậy, việc xuất khẩu chanh leo và các sản phẩm từ chanh leo có ý nghĩa to lớn đối với ni kinh tế nước nhà.

Sản phẩm tử chanh leo Nước chanh leo cô đặc và nước ép chanh leo được chế biến từ chanh leo chín để giữ hương vị và màu sắc đặc trưng của cả trái. Sản phẩm chế biến từ chanh leo có thởi hạn sử dụng dài hơn và thuận hơn cho người tiêu dùng không có đi`âi kiện tiếp cận với chanh leo tươi. Thị trường nước chanh leo cô đặc toàn cầi đạt giá trị 464,57 triệu USD vào năm 2019 và dự kiến đạt 668,83 triệu USD vào năm 2027; dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ là 4/7% từ năm 2020 đến năm 2027. Sản phẩm nước ép chanh leo có xu hướng tăng đ`âi tử năm 2007 — 2017.

Đại dịch Covid 19 bùng phát vào 12/2019 đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển kinh tế xã hội toàn cân trong đó có ngành F&B. Do việc cản trở giao thông dẫn đến đình trệ ngành xuất - nhập khẩu vì vậy nông sản là mặt hàng bị ứ đọng và chịu tổn thất nặng nề Ngoài ra, trước diễn biến phức tạp của đại dịch thì con người càng quan tâm đến sức khỏe, có xu hướng tiêu dùng các sản phẩm bổ trợ, tăng cưởng sức đ`êkháng. Dựa vào các nguyên nhân này, việc chế biến nông sản trở thành các sản phẩm có thời hạn sử dụng lâu dài, giữ được chất dinh dưỡng đang là xu hướng hiện tại và trong tương lai.[l] Rank Country Share in Export Export Value -Year Growth in 3-Year Growth in Value Export Value Export Value 1 Canada 12.1 Gia tri các sản phẩm tử chanh leo 1.2 Tình hình Việt Nam Hiện nay, đẩy mạnh hội nhập, đưa hàng Việt nam xuất khẩu ra nước ngoài là mục tiêu chung của cả nước, trong đó, mặt hàng được đánh giá rất cao đó chính là chanh leo. Trong 5 năm qua, Việt Nam đã nổi lên như một quốc gia sản xuất và xuất khẩu chanh leo hàng đ`Ầi khu vực do đi âi kiện tự nhiên thuận lợi cho sản xuất và nhu c 4 gia tăng v`êchanh leo và các sản phẩm chế biến tử chanh leo trên thị trưởng quốc tế, đặc biệt là các thị trưởng cao cấp.

Do đó, tỉ ân năng xuất khẩu chanh leo của Việt Nam còn rất lớn. Hiện nay, cây chanh leo đã có mặt ở 36/63 tỉnh thành trong cả nước; trong đó có 5 tỉnh sản xuất lớn nhất, øg`ữn Gia Lai, Sơn La, Đắk Nông, Lâm D “ng va Dak Lắk với diện tích trén 1000 ha/tinh (tổng cộng 9060 ha, chiếm hơn 86,3% chanh leo cả nước). Tổng diện tích chanh leo cả nước năm 2019 đạt khoảng 10,5 nghìn ha. Tổng sản lượng (quả tươi) ước đạt 222,3 nghìn tấn, có vị trí thứ l7 trong số các loài cây ăn quả có quy mô diện tích sản xuất lớn trên 10 nghìn ha ở nước ta.

Năng suất chanh leo bình quân cả nước đạt 20. Số liệu từ Cục xuất nhập khẩu, Bộ Công Thương ước tính, xuất khẩu hàng rau quả trong tháng 10/2019 đạt 250 triệu USD, giảm hơn 8% so với tháng trước và giảm 142% so với cùng kì năm 2018. Lãy kế tử đầi năm đến hết tháng 10/2019, xuất khẩu hàng rau quả ước đạt 3,06 tỉ USD, giảm 6% so với 10 tháng đi năm 2018. Nhập khẩu trái cây mã HS 081090 của EU năm 2019 - 2020 (PVT: nghin tan) 120 102,6 100 80 63,2 53, 60,3 429 409 448 `)oe 39,0 61,0 62/9 60 ly 428 Í bi 297 339 Í i 1 40 20 0 Hình 1.2 Biéu d Gluong nhập khấu trái cây mã HS 081090 của EU năm 2019 — 2020.

Theo báo cáo từ Cục Xuất nhập khẩu (Bộ Công Thương), xuất khẩu hàng rau quả tháng 8/2020 đạt 276 triệu USD, tăng 24,1% so với tháng 7/2020 và tăng 2,7% so với tháng 8/2019. Trong 8 thang di nam 2020, trị giá xuất khẩu hàng rau quả đạt 2,25 tỷ USD, giảm 11,5% so với cùng kỳ năm 2019. Có thể thấy rằng, do ảnh hưởng của dịch bệnh Covid — 19 dẫn đến ngành xuất khẩu các sản phẩm nông sản đã bị ảnh hưởng trong nửa đi năm 2020. Nhưng đáng chú ý, sản phẩm chế biến là mặt hàng xuất khẩu lớn thứ hai trong cơ cấu mặt hàng rau quả xuất khẩu và có trị giá xuất khẩu tắng mạnh trong 9 tháng đi năm 2019.

Trong đó, chanh leo chế biến là mặt hàng xuất khẩu chiếm ti trong cao và có tốc độ tăng trưởng mạnh nhất, đạt 57,5 triệu USD, tăng 148,6% so với cùng kì năm 2018. Năm 2019, các sản phẩm chế biến tử chanh leo là mặt hàng nông sản xuất khẩu chiếm tỷ trọng cao (trên 65% tổng giá trị chanh leo xuất khẩu) và có tốc độ tăng trưởng mạnh nhất trong các loại trái cây (tăng hơn 50% so với 2018). Sáu thang d4 năm 2020, xuất khẩu chanh leo đạt 18,4 triệu, tăng 41% so với cùng kỳ 2019. Chanh leo chế biến xuất khẩu chủ yếu tới một số thị trưởng chính như: Trung Quốc, Hà Lan, Mỹ, Đài Loan.

Trên thị trưởng thế giới hiện nay, chanh leo là một trong những loại trái cây có nhu cẦi cao. Đối với chanh leo tươi có nhu c3› lên đến trăm nghìn tấn quả/năm, với nước ép chanh leo cô đặc khoảng trên 30. V thị trưởng cho quả chanh leo, EU là nơi có lượng tiêu thụ lớn nhất, Cục Xuất nhập khẩu cho biết, hết 7 thang d4 nam 2020, thị trưởng EU đã chiếm g3n 50% giá trị kim ngạch xuất khẩu mặt hàng chanh leo của Việt Nam đi các nước. Con số này minh chứng cho khả năng xuất khẩu lâu dài chanh leo nói riêng và mặt hàng hoa quả Việt Nam sang EU nhở Hiệp định EVETA.2 Lập luận kỹ thuật Điểm hạn chế của nhi âi nhà máy sản xuất chế biến rau quả là khó khăn v`ê ngu ni nguyên liệu.

Ngu ồn nguyên liệu không đủ đáp ứng cho sản xuất vì trở ngại vận chuyển, chi phí bao quản cao. Vì thế việc xây dựng nhà máy chế biến nhất thiết phải chú trọng ø n ngu ôn nguyên liệu, hoạc giao thông thuận tiện cho việc chuyên chở, đáp ứng đ% đủ ngu ồn nguyên liệu cho sản xuất và tiêu thụ sản phẩm. Các nguyên tắc lựa chon địa điểm xây dựng nhà máy: Oo Gn vùng nguyên liệu Oo GẦn ngu n cung cấp năng lượng (than, điện, xăng, dầi .) Oo G3 ngu nước Oo Gn ngu ồn cung cấp nhân lực Oo G3 nơi tiêu thụ sản phẩm L1 Giao thông thuận tiện Phù hợp với quy hoạch phát triển chung của quốc gia. Oo Vùng nguyên liệu: theo như phần lập luận kinh tế thì ngu n nguyên liệu chanh leo hiện tại được canh tác chủ yếu ở khu vực mi &n núi phía Bắc và khu vực các tỉnh Tây Nguyên vì có thổ nhưỡng và khí hậu phù hợp với đặc tính sinh học của cây chanh leo.3 Bản đ ôcác tỉnh khu vực Tây Nguyên và Nam Bộ Trong các tỉnh giáp ranh với khu vực Tây Nguyên thì tỉnh Ð “ng Nai là địa phương có nhi `ầi khu công nghiệp nhất cả nước, là một tỉnh nằm trong vùng phát triển kinh tế trọng điểm của cả nước.

Phía Đông siáp với tỉnh Bình Thuận, Đông Bắc tiếp giáp với tỉnh Lâm Ð ng, Tây Bắc giáp với Bình Dương và Bình Phước, phía Nam tiếp giáp với tỉnh Bà Rịa — Vũng Tàu và đặc biệt phía Tây tiếp giáp với Thành phố H 6Chi Minh. Như đã phân tích ở trên Ð ông Nai có nhi`âi lợi thế v`êgiao thông thuận tiện va 2% các thị trường tiêu thụ lớn cho các loại nước giải khát do đặc thù khí hậu.