Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thạch dừa (Nata de coco) là sản phẩm thực phẩm lên men sinh học từ nước dừa, phát triển mạnh trên thị trường quốc tế từ thập niên 1990, khởi đầu từ nhu cầu tiêu thụ tại Nhật Bản. Tại Việt Nam, trong giai đoạn 2010–2011, nhu cầu nhập khẩu từ các thị trường Trung Quốc và Đài Loan gia tăng đã thúc đẩy giá bán Nata de coco xuất khẩu trung bình năm 2011 đạt mức 137,5 USD/tấn; kéo theo giá nguyên liệu nước dừa tăng từ 3,00 USD/30 lít lên 5,00–9,50 USD/30 lít. Mặc dù công nghệ sản xuất thạch dừa có chi phí đầu tư tương đối thấp và nguồn nguyên liệu nước dừa tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long dồi dào, trên thị trường vẫn tồn tại nhiều cơ sở chế biến thủ công, chất lượng sản phẩm không đồng đều và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn vệ sinh thực phẩm (Rahmayanti và cộng sự, 2019). Từ thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp tập trung giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một nhà máy chế biến thạch dừa quy mô công nghiệp lớn.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

  1. Xây dựng phương án thiết kế nhà máy sản xuất thạch dừa đạt công suất 50.000 tấn/năm.
  2. Đảm bảo sản phẩm thạch dừa thành phẩm đạt đầy đủ các tiêu chuẩn chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm theo quy chuẩn của Nhà nước.
  3. Thiết lập hệ thống công nghệ tối ưu, an toàn lao động, đạt năng suất cao, tiết kiệm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế.

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định qua 5 nội dung chính:

  1. Tìm hiểu quy trình công nghệ và phân tích thị trường sản phẩm.
  2. Tính toán cân bằng vật chất (lượng nguyên liệu đầu vào và sản phẩm đầu ra).
  3. Tính toán và lựa chọn danh mục thiết bị công nghệ cho toàn bộ dây chuyền sản xuất.
  4. Lập luận kinh tế kỹ thuật và lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy.
  5. Tính toán chi phí đầu tư, phân tích kinh tế, thiết kế các giải pháp an toàn lao động và vệ sinh thực phẩm.

Đối tượng nghiên cứu là dây chuyền công nghệ lên men sinh học và chế biến thạch dừa đóng túi từ nước dừa già. Phạm vi không gian của thiết kế được đặt tại Khu công nghiệp Giao Long, Quốc lộ 57B, xã An Phước, huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre – trung tâm vùng nguyên liệu dừa trọng điểm. Phạm vi thời gian và công suất vận hành được xác định cho quy mô sản xuất 50.000 tấn thành phẩm/năm, hoạt động 278 ngày làm việc/năm, 318 ca/năm với tổng thời gian 2.544 giờ làm việc/năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đồ án dựa trên nguyên lý lên men sinh học tổng hợp màng cellulose vi khuẩn (bacterial cellulose) ngoại bào của chủng vi khuẩn Acetobacter xylinum trong môi trường nước dừa được bổ sung nguồn carbon (đường Saccharose) và nguồn nitơ vô cơ (Amonium Sunfate). Quá trình sinh tổng hợp tạo ra lớp màng gel pellicle dày chứa khoảng 97% nước và các vi sợi cellulose đan xen ngẫu nhiên, có độ bền cơ học cao và khả năng giữ nước tốt (Satoshi Masaoka, 1993; RaviShankaran, 2018).

Hệ thống quy chuẩn kỹ thuật và tiêu chuẩn quốc gia được áp dụng làm căn cứ thiết kế và kiểm soát chất lượng gồm:

  • Tiêu chuẩn nguyên liệu và phụ gia: TCVN 10738:2015 đối với quả dừa tươi; Tiêu chuẩn Việt Nam về đường tinh luyện RE (độ Pol $\ge 99,80^\circ\text{Z}$, tro dẫn điện $\le 0,03%$, đường khử $\le 0,03%$, ICUMSA $\le 30$); quy định chất lượng Acid Acetic ($\text{CH}_3\text{COOH}$) nồng độ 40%, muối $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$ tinh khiết, muối trung hòa $\text{Na}_2\text{CO}_3$ kỹ thuật và chất bảo quản Natri benzoat nồng độ 0,1%.
  • Quy chuẩn chất lượng nước và nước thải: QCVN 01:2009/BYT đối với chất lượng nước ăn uống và sinh hoạt; QCVN 40:2011/BTNMT (cột A) đối với nước thải công nghiệp sau xử lý.
  • Quy chuẩn an toàn thực phẩm và bao bì: QCVN 6-2:2010/BYT đối với chỉ tiêu vi sinh vật trong đồ uống không cồn; QCVN 12-1:2011/BYT về an toàn vệ sinh đối với bao bì nhựa tổng hợp (PE) tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm.
  • Quy định ghi nhãn hàng hóa: Nghị định số 43/2017/NĐ-CP ngày 14/4/2017 của Chính phủ về ghi nhãn, ngày sản xuất và hạn sử dụng.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm phương pháp thu thập, phân tích tài liệu chuyên khảo; phương pháp tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng - hơi bão hòa; phương pháp tính toán thủy lực đường ống và phụ tải điện - nước công nghiệp; phương pháp bố trí mặt bằng công nghệ nhà máy theo nguyên tắc một chiều. Nguồn dữ liệu thực nghiệm về thành phần hóa lý nước dừa theo độ tuổi quả được kế thừa từ công trình của Thuan-Chew Tan và cộng sự (2014); các thông số tối ưu hóa môi trường lên men kế thừa từ nghiên cứu của Jagannath và cộng sự (2008) và H Pal và cộng sự (2019).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Lời mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài gắn liền với tiềm năng xuất khẩu thạch dừa và thực trạng nguồn nước dừa phụ phẩm dồi dào tại Bến Tre. Xác định rõ mục tiêu thiết kế nhà máy công suất 50.000 tấn/năm, 5 nhiệm vụ kỹ thuật cần thực hiện, phương pháp nghiên cứu và ý nghĩa kinh tế - xã hội của dự án trong việc giải quyết việc làm và nâng cao giá trị chuỗi ngành dừa.

Chương 2: Lập luận kinh tế kỹ thuật

Phân tích chi tiết tính khả thi về địa điểm xây dựng tại Khu công nghiệp Giao Long, xã An Phước, huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre:

  • Địa chất và vị trí: Nền đất cứng chịu tải $1,5 - 2,5\text{ kg/cm}^2$; nằm sát các cơ sở chế biến cơm dừa, mứt dừa (bán kính dưới 10 km), thuận lợi liên kết với Công ty CP Chế biến dừa Á Châu và Công ty TNHH Chế biến nông sản Thuận Phong.
  • Hệ thống cấp điện: Sử dụng nguồn điện lưới quốc gia qua Tập đoàn Điện lực Việt Nam với điện áp nguồn 22 kV / 380 V, công suất nguồn 40 MVA qua trạm biến thế 2 nấc hạ thế; trang bị 1 máy phát điện dự phòng Cummins 1500kVA (công suất liên tục 1.200 kW, điện áp 400V/50Hz, 3 pha, tiêu hao nhiên liệu 227 lít/giờ).
  • Hệ thống cấp thoát nước: Nhận nguồn nước từ Nhà máy nước Giao Long với công suất 40 $\text{m}^3/\text{ha/ngày}$ (đạt QCVN 01:2009/BYT); hệ thống thoát nước đấu nối dịch vụ xử lý nước thải tập trung của KCN, xử lý nước thải đạt QCVN 40:2011/BTNMT loại A.
  • Hạ tầng giao thông và nhân lực: Nằm trên Quốc lộ 57B, cách cảng Giao Long 4–5 km, cách TP. Hồ Chí Minh 85 km, sân bay Tân Sơn Nhất và cảng Sài Gòn 90 km; huy động nguồn công nhân địa phương (qua Công ty Cung ứng nhân lực Hải Dương Xanh), đội ngũ kỹ sư từ các trường đại học tại TP.HCM và dịch vụ bảo vệ từ Công ty TNHH MTV Dịch vụ bảo vệ Huỳnh Long Hải (cách 1,1 km).

Chương 3: Thiết kế kỹ thuật

Thuyết minh chi tiết các đặc tính nguyên liệu, chủng vi sinh vật và dây chuyền công nghệ chế biến thạch dừa. Nước dừa già (>12 tháng) có hàm lượng đường Fructose 21,48 mg/mL, Glucose 19,06 mg/mL, Sucrose 14,37 mg/mL, hàm lượng khoáng Kali 351,10 mg/mL, Magie 31,65 mg/mL, pH 5,71. Vi sinh vật sử dụng là Acetobacter xylinum với cơ chế chuyển hóa carbon thành màng cellulose ngoại bào (hiệu suất thực tế: 1 lít nước dừa tạo ra 483 g thạch dừa thô ở độ ẩm 96–98%).

Quy trình công nghệ gồm 14 bước nối tiếp:

  1. Lọc cặn: Nước dừa qua hệ thống lưới lọc kép vào thùng chứa nguyên liệu.
  2. Bổ sung dinh dưỡng: Trong thùng chứa 6.250 lít, bổ sung 600 kg đường Saccharose và 25 kg $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$.
  3. Thanh trùng, làm nguội: Thanh trùng môi trường ở 80°C trong 20 phút rồi làm nguội.
  4. Chỉnh pH: Châm 70 lít dung dịch Acid Acetic 40% vào mỗi thùng 6.250 lít để đưa pH về $4,0 \pm 0,5$.
  5. Cấy giống và lên men: Cấy vi khuẩn A. xylinum đã hoạt hóa theo tỷ lệ 1:10, lên men tĩnh ở nhiệt độ 28–31°C trong thời gian 7–9 ngày trong các khay lên men kích thước $2000 \times 1000\text{ mm}$.
  6. Thu sinh khối: Dùng vợt vớt thủ công các tấm màng cellulose.
  7. Rửa sạch: Rửa màng thạch trên máy rửa với tốc độ dòng chảy 1,5 m/s.
  8. Cắt nhỏ: Đưa tấm thạch vào máy cắt định hình kích thước hạt $20 \times 10 \times 25\text{ mm}$ (tỷ lệ lỗi < 5%).
  9. Trung hòa: Ngâm thạch cắt nhỏ trong thùng 12.000 lít chứa dung dịch $\text{Na}_2\text{CO}_3$ nồng độ 3–5% (mỗi mẻ 10.082 kg ~ 9.165,45 lít thạch) trong 10 phút.
  10. Xả nước lạnh: Xả sạch bọt và hóa chất dư trên kệ xả với tốc độ nước 2 m/s.
  11. Nấu và làm nguội: Nấu thạch trong nồi có cánh khuấy ở 100°C trong 15 phút, sau đó xả xuống bể làm nguội trong 10 phút.
  12. Bổ sung nước đường: Chuẩn bị siro đường 20% trong thùng 5.000 lít (gồm 1.000 kg đường và 4.000 lít nước), phối trộn cùng thạch.
  13. Phối trộn phụ gia: Bổ sung 7,5 lít (~11,22 kg) Natri benzoat vào mỗi thùng siro thạch (đạt tỷ lệ 0,1%) để kéo dài hạn bảo quản 4 tháng.
  14. Đóng gói, thanh trùng và in date: Chiết rót vào túi nhựa PE dung tích $500 \pm 15\text{ ml}$ (kích thước bao bì $22 \times 15\text{ cm}$), hàn kín miệng, xếp 5 lớp lên băng tải để thanh trùng ngoài bao bì ở 85°C trong 10 phút; sau đó in phun ngày sản xuất và hạn sử dụng theo Nghị định 43/2017/NĐ-CP.

Chất lượng sản phẩm được kiểm soát theo QCVN 6-2:2010/BYT (Tổng số vi sinh vật hiếu khí $\le 100\text{ CFU/ml}$; E. coli 0 CFU/ml; S. aureus 0 CFU/ml) và QCVN 12-1:2011/BYT đối với bao bì nhựa PE (thử thôi nhiễm cặn khô trong Heptan ở 25°C/1h và Ethanol 20% ở 60°C/30 min đều $\le 30\ \mu\text{g/mL}$).

Chỉ tiêu kiểm tra Quy chuẩn / Phương pháp thử Mức giới hạn quy định
Tổng số vi sinh vật hiếu khí TCVN 4884:2005 (ISO 4833:2003) $\le 100\text{ CFU/ml}$
Escherichia coli TCVN 7924-1/2/3:2008 Không được có (0 CFU/ml)
Staphylococcus aureus TCVN 4830-1/2:2005 Không được có (0 CFU/ml)
Cặn thôi nhiễm trong Heptan QCVN 12-1:2011/BYT ($25^\circ\text{C}$, 1 giờ) $\le 30\ \mu\text{g/mL}$
Cặn thôi nhiễm trong Ethanol 20% QCVN 12-1:2011/BYT ($60^\circ\text{C}$, 30 phút) $\le 30\ \mu\text{g/mL}$
Độ Pol của đường RE Tiêu chuẩn đường tinh luyện $\ge 99,80^\circ\text{Z}$
Hàm lượng tro dẫn điện của đường Tiêu chuẩn đường tinh luyện $\le 0,03%$

Chương 4: Tính toán sản xuất

Xác lập kế hoạch thời gian hoạt động chi tiết trong năm: làm việc 278 ngày (nghỉ 11 ngày lễ tết, 52 ngày Chủ nhật, 24 ngày phép định kỳ), 318 ca, tổng số 2.544 giờ làm việc. Với sản lượng 50.000 tấn/năm, công suất sản xuất theo giờ của nhà máy là 19.654 kg/giờ. Chương này thiết lập bảng cân bằng vật chất chi tiết cho từng công đoạn từ nguyên liệu thô đến thành phẩm, tính toán lượng nước dừa, đường Saccharose, $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$, Acid Acetic, $\text{Na}_2\text{CO}_3$, Natri benzoat và túi PE cần cung cấp cho 1.000 kg sản phẩm và cho toàn bộ năm sản xuất.

Thông số thời gian và năng suất Giá trị tính toán
Sản lượng thiết kế hàng năm 50.000 tấn/năm
Số ngày làm việc thực tế trong năm 278 ngày
Số ca sản xuất trong năm 318 ca
Tổng số giờ làm việc trong năm 2.544 giờ
Công suất sản xuất trung bình mỗi giờ 19.654 kg/giờ
Thời gian nghỉ lễ, Tết 11 ngày
Thời gian nghỉ Chủ nhật 52 ngày
Số ngày nghỉ phép định kỳ (2 ngày/tháng) 24 ngày

Chương 5: Tính toán và lựa chọn thiết bị

Tính toán và chọn lựa danh mục máy móc thiết bị: thùng chứa nước dừa, lưới lọc kép, thiết bị thanh trùng môi trường, khay lên men composite ($2000 \times 1000\text{ mm}$), máy rửa thạch dừa thô, máy cắt thạch đa lưỡi, thùng ngâm trung hòa 12.000 lít, nồi nấu 2 vỏ có cánh khuấy, bể làm nguội, thùng phối trộn siro 5.000 lít, máy đóng gói định lượng túi PE ($500\text{ ml}$), thiết bị thanh trùng đường hầm dạng băng tải liên tục, máy in date và cân kiểm tra. Tính toán cân bằng nhiệt lượng cho 3 công đoạn dùng nhiệt chính (nấu thanh trùng nước dừa, đun sôi thạch, thanh trùng sản phẩm sau đóng gói); xác định tổng nhiệt lượng giờ, tổng lượng hơi bão hòa cung cấp, đường kính các nhánh ống dẫn hơi và lượng nhiên liệu tiêu thụ của nồi hơi.

Chương 6: Tính toán và thiết kế nhà máy

Quy hoạch tổng mặt bằng xây dựng trên diện tích đất công nghiệp tại KCN Giao Long:

  • Bố trí phân khu chức năng: Khu tiếp nhận và xử lý nước dừa nguyên liệu; xưởng sản xuất chính; khu chứa khay và phòng lên men tĩnh; khu ngâm rửa, nấu và hoàn thiện sản phẩm; khu đóng gói và thanh trùng; khu hệ thống kho (kho nguyên liệu, kho đường - phụ gia, kho bao bì PE, kho bảo quản thành phẩm); khu trụ sở hành chính; khu phụ trợ sinh hoạt (nhà ăn, bãi đỗ xe nhân viên, nhà vệ sinh); khu năng lượng (nhà nồi hơi, kho chứa nhiên liệu, trạm biến áp, nhà đặt máy phát điện Cummins); trạm xử lý nước thải cục bộ và hệ thống mạng lưới giao thông nội bộ phục vụ xe tải bốc dỡ hàng hóa.

Chương 7 (Mục lục ghi Chương 8): Tính nước và điện

  • Tính toán tiêu thụ nước: Xác định chi tiết nhu cầu nước sản xuất (nấu nước đường, cấp máy rửa thạch, cấp nước bổ sung nồi hơi, nước cho bể làm nguội), nước vệ sinh thiết bị và nhà xưởng, nước sinh hoạt của cán bộ công nhân viên và nguồn nước dự trữ phòng cháy chữa cháy theo QCVN 01:2009/BYT.
  • Tính toán tiêu thụ điện: Thiết kế mạng chiếu sáng sử dụng đèn LED công nghiệp Rạng Đông 100W cho khu vực phân xưởng sản xuất và đèn LED 30W cho khu vực hành chính, phụ trợ. Tính toán phụ tải điện động lực cho toàn bộ động cơ máy móc; tính toán hệ số công suất $\cos\varphi$, xác định dung lượng tụ bù cần lắp đặt và tổng hợp điện năng tiêu thụ hàng năm cho chiếu sáng ($A_{\text{cs}}$), động lực ($A_{\text{đl}}$) và toàn bộ nhà máy ($A_{\text{tổng}}$).

Chương 8 (hoặc Tính kinh tế): Tính kinh tế

Tổng hợp cơ cấu vốn đầu tư gồm: vốn mua sắm máy móc thiết bị, vốn xây dựng công trình kiến trúc hạ tầng và vốn dự phòng rủi ro. Tính toán chi phí định mức nguyên vật liệu trong 1 năm (nước dừa, đường RE, hóa chất phụ gia, bao bì PE), chi phí nhiên liệu đốt nồi hơi, chi phí điện nước công nghiệp, quỹ lương nhân viên và quản lý nhà máy. Xác định giá thành đơn vị sản phẩm thạch dừa túi 500 ml và các chỉ số tài chính cơ bản của dự án.

Chương 9 (hoặc Vệ sinh và An toàn lao động): Vệ sinh và an toàn lao động

Đề xuất các quy định vệ sinh lao động và vệ sinh an toàn thực phẩm: quy trình CIP tẩy rửa và khử trùng thùng chứa, đường ống, khay lên men; kiểm tra định kỳ nguồn nước và chỉ tiêu vi sinh. Đề ra biện pháp an toàn lao động đối với thiết bị áp lực (nồi hơi, đường ống dẫn hơi nóng), an toàn điện, trang bị bảo hộ lao động, hệ thống thông gió chống nóng và phương án phòng cháy chữa cháy trong toàn nhà máy.

Kết quả và đóng góp

Đồ án hoàn thành trọn vẹn bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật cho nhà máy sản xuất thạch dừa với các kết quả cụ thể:

  • Xác lập dây chuyền công nghệ sản xuất thạch dừa khép kín với quy mô 50.000 tấn sản phẩm/năm, tương ứng công suất 19.654 kg/giờ, hoạt động trong 278 ngày/năm (2.544 giờ/năm).
  • Chuẩn hóa các thông số kỹ thuật cốt lõi: tỷ lệ phối trộn dinh dưỡng lên men (600 kg Saccharose, 25 kg $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$, 70 lít Acid Acetic 40% cho mỗi thùng 6.250 lít nước dừa; đưa pH về $4,0 \pm 0,5$); chế độ lên men tĩnh 7–9 ngày ở 28–31°C; chế độ nấu sôi 100°C trong 15 phút; chế độ thanh trùng bao bì 85°C trong 10 phút; tỷ lệ phụ gia Natri benzoat 0,1%.
  • Lựa chọn đồng bộ hệ thống thiết bị chế biến, đóng gói và phụ trợ năng lượng (nồi hơi, máy phát điện Cummins 1500kVA, hệ thống tụ bù hạ thế, chiếu sáng LED Rạng Đông).
  • Thiết kế bố trí tổng mặt bằng nhà máy tại KCN Giao Long (Bến Tre), tối ưu hóa cự ly vận chuyển nguyên liệu dưới 10 km và liên kết hạ tầng giao thông liên vùng.
  • Đóng góp giải pháp nâng cao giá trị phụ phẩm nước dừa già tại địa phương, tạo mô hình chế biến công nghiệp quy mô lớn thay thế phương thức sản xuất thủ công phân tán.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Các tính toán cân bằng vật chất và lựa chọn thiết bị trong đồ án được xây dựng dựa trên phương pháp lý thuyết và số liệu thực nghiệm tham khảo từ các tài liệu khoa học công bố trước đó, chưa tính đến biến động thành phần sinh hóa của nước dừa theo từng mùa vụ thực tế tại Bến Tre; công đoạn thu vớt sinh khối thạch dừa từ khay lên men vẫn còn dựa vào thao tác thủ công.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Nghiên cứu cơ giới hóa và tự động hóa khâu thu nhận và vận chuyển màng sinh khối thạch dừa; nghiên cứu hệ thống thu hồi và tái tuần hoàn nguồn nước thải từ các khâu rửa và trung hòa nhằm giảm thiểu tải lượng hữu cơ xả thải ra trạm xử lý KCN; mở rộng nghiên cứu chế biến đa dạng hóa các dòng sản phẩm thạch dừa có hương vị trái cây tự nhiên hoặc thạch dừa đóng hộp kim loại.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ Thực phẩm, Kỹ thuật Hóa học, Quản trị Công nghiệp và các kỹ sư thiết kế công trình chế biến nông sản - thực phẩm. Trong đó, các phần có giá trị thực tiễn cao bao gồm:

  • Quy trình chuẩn bị môi trường dinh dưỡng và kiểm soát các thông số lên men màng cellulose vi khuẩn Acetobacter xylinum.
  • Phương pháp tính toán cân bằng vật chất, cân bằng nhiệt lượng và lựa chọn thiết bị nhiệt - hơi công nghiệp.
  • Hồ sơ kiểm soát chỉ tiêu vi sinh và an toàn thôi nhiễm bao bì theo QCVN 6-2:2010/BYT, QCVN 12-1:2011/BYT và quy định ghi nhãn theo Nghị định 43/2017/NĐ-CP.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy mô công suất và chế độ vận hành hàng năm của nhà máy được tính toán như thế nào?
Nhà máy được thiết kế với công suất 50.000 tấn sản phẩm thạch dừa/năm. Kế hoạch vận hành gồm 278 ngày làm việc/năm, 318 ca/năm, tổng thời gian hoạt động là 2.544 giờ/năm (đã trừ 11 ngày nghỉ lễ Tết, 52 ngày Chủ nhật và 24 ngày nghỉ phép). Năng suất sản xuất trung bình mỗi giờ đạt 19.654 kg/giờ.

2. Thành phần môi trường dinh dưỡng và tỷ lệ phối trộn cho mỗi mẻ lên men thạch dừa là bao nhiêu?
Trong mỗi thùng chứa 6.250 lít nước dừa nguyên liệu đã qua lọc cặn, các chất dinh dưỡng được bổ sung gồm: 600 kg đường Saccharose (RE), 25 kg Amonium Sunfate $(\text{NH}_4)_2\text{SO}_4$, và 70 lít dung dịch Acid Acetic ($\text{CH}_3\text{COOH}$) 40% để điều chỉnh môi trường về giá trị pH tối ưu $4,0 \pm 0,5$. Vi khuẩn Acetobacter xylinum đã kích hoạt được cấy vào với tỷ lệ 1:10.

3. Các thông số kỹ thuật chính ở các công đoạn xử lý nhiệt và ngâm trung hòa là gì?
Quá trình thanh trùng môi trường nước dừa thực hiện ở 80°C trong 20 phút. Quá trình lên men tĩnh duy trì ở nhiệt độ 28–31°C trong 7–9 ngày. Quá trình ngâm trung hòa thạch cắt hạt lựu diễn ra trong dung dịch $\text{Na}_2\text{CO}_3$ nồng độ 3–5% trong 10 phút. Quá trình nấu sôi thạch thực hiện ở 100°C trong 15 phút, và thanh trùng sản phẩm sau khi đóng túi PE thực hiện ở 85°C trong 10 phút.

4. Nguồn cung cấp điện, nước và giải pháp điện dự phòng của nhà máy được thiết kế như thế nào?
Nhà máy sử dụng nguồn điện 22 kV / 380 V từ lưới điện quốc gia (công suất nguồn 40 MVA) qua trạm biến áp hạ thế, trang bị 1 máy phát điện dự phòng Cummins 1500kVA (công suất liên tục 1.200 kW, điện áp 400V/50Hz). Nguồn nước sạch được cấp từ Nhà máy Nước Giao Long với định mức 40 $\text{m}^3/\text{ha/ngày}$, đảm bảo chất lượng theo QCVN 01:2009/BYT.

5. Sản phẩm thạch dừa và bao bì đóng gói phải tuân thủ những quy chuẩn kỹ thuật nào?
Sản phẩm thạch dừa thành phẩm phải đạt chỉ tiêu vi sinh vật theo QCVN 6-2:2010/BYT đối với đồ uống không cồn (tổng vi sinh vật hiếu khí $\le 100\text{ CFU/ml}$, không có E. coli và S. aureus). Bao bì túi nhựa PE phải đạt chỉ tiêu thôi nhiễm cặn khô theo QCVN 12-1:2011/BYT ($\le 30\ \mu\text{g/mL}$ khi ngâm trong Heptan hoặc Ethanol 20%). Nhãn bao bì in ngày sản xuất và hạn sử dụng tuân thủ Nghị định số 43/2017/NĐ-CP của Chính phủ.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế nhà máy sản xuất thạch dừa công suất 50 nghìn tấn/năm" của tác giả Trương Ngọc Nam đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán kỹ thuật, công nghệ và kinh tế cho một dự án chế biến thực phẩm quy mô lớn tại tỉnh Bến Tre. Công trình kết hợp chặt chẽ giữa cơ sở sinh tổng hợp cellulose vi khuẩn Acetobacter xylinum, cân bằng vật chất - nhiệt lượng với việc lựa chọn thiết bị công nghiệp và tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia hiện hành. Bản thiết kế cung cấp dữ liệu khoa học và phương án bố trí mặt bằng thực tế, đóng góp giải pháp nâng cao giá trị kinh tế cho nguồn phụ phẩm nước dừa tại vùng Đồng bằng sông Cửu Long.