Đồ án: Thiết kế phân xưởng đồ hộp đào ngâm đường năng suất 10 tấn/ca

Tài liệu đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất đào ngâm đường 10 tấn/ca, bao gồm quy trình công nghệ, tính toán cân bằng vật chất và lựa chọn thiết bị.

• Tác giả: Hoàng Thị Cẩm Hằng
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Thị Diễm Uyên
• Trường học: Đại học Đà Nẵng, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất đồ hộp đào ngâm đường năng suất 10 tấn nguyên liệu/ ca
• Loại tài liệu: Đồ án
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Đào Ngâm Đường

Thiết kế phân xưởng sản xuất đào ngâm đường với năng suất 10 tấn/ca là một dự án công nghệ thực phẩm quan trọng nhằm tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu đào phong phú tại Việt Nam. Đào là loại quả dạng quả hạch có hai loại chính: đào thịt trắng và đào thịt vàng, được ưa chuộng không chỉ ở châu Á mà còn trên toàn thế giới. Sản phẩm đồ hộp đào ngâm đường là một trong những sản phẩm chế biến có giá trị gia tăng cao, đáp ứng nhu cầu bảo quản và tiêu thụ của thị trường hiện đại. Việc xây dựng một phân xưởng sản xuất có quy mô lớn yêu cầu tính toán kỹ lưỡng về công nghệ, thiết bị, và quy trình sản xuất khoa học để đạt chất lượng sản phẩm tối ưu.

1.1. Đặc Điểm Quả Đào Và Ứng Dụng

Quả đào có thành phần hóa học phong phú với protein, carbohydrate, vitamin C và các chất khoáng có lợi cho sức khỏe. Đào ngâm đường được tạo từ quả đào tươi, nước đường saccharose, axit citric và các chất phụ gia khác. Sản phẩm này không chỉ giữ được hương vị tự nhiên mà còn có thời hạn sử dụng lâu dài khi được bảo quản đúng cách.

1.2. Lợi Ích Của Sản Xuất Quy Mô Công Nghiệp

Sản xuất đào ngâm đường với năng suất 10 tấn/ca giúp tăng hiệu suất lao động, giảm chi phí sản xuất, và đáp ứng nhu cầu thị trường lớn. Quy trình công nghiệp cho phép kiểm soát chất lượng tốt hơn, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế.

II. Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất Đào Ngâm Đường

Quy trình sản xuất đào ngâm nước đường là một chuỗi các công đoạn kỹ thuật liên tiếp, bao gồm từ khâu chế biến nguyên liệu cho đến hoàn thiện sản phẩm cuối cùng. Mỗi công đoạn được thiết kế để loại bỏ tạp chất, bảo tồn chất lượng và đảm bảo an toàn vệ sinh. Quy trình này bao gồm: phân loại và lựa chọn quả, rửa sạch, chần (blanching), gọt vỏ, bỏ hạt, nấu nước đường (syrup), rót nước đường, ghép nắp, thanh trùng, dán nhãn và đóng hộp. Mỗi bước đều có những yêu cầu kỹ thuật cụ thể để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đạt tiêu chuẩn chất lượng cao nhất.

2.1. Các Công Đoạn Chuẩn Bị Nguyên Liệu

Công đoạn phân loại và lựa chọn sử dụng thiết bị chuyên dụng để loại bỏ những quả đào bị hỏng, bệnh hoặc không đạt tiêu chuẩn. Tiếp theo là rửa sạch bằng thiết bị rửa thổi khí (ngâm rửa xối) để loại sạch bụi, chất bẩn. Sau đó, quả được chần ở nhiệt độ cao để diệt nấm, vi khuẩn và gọt vỏ, bỏ hạt bằng máy cơ khí chuyên dụng.

2.2. Công Đoạn Xử Lý Và Đóng Gói

Nấu nước đường (syrup) là bước quan trọng với đường saccharose, axit citric và các gia vị. Sau khi đạt nồng độ yêu cầu, nước đường được rót vào hộp cùng quả đào. Tiếp theo là ghép nắp tự động với chân không để bảo quản. Cuối cùng là thanh trùng ở nhiệt độ cao để tiệt trùng sản phẩm, rồi dán nhãn và đóng thùng carton.

III. Tính Toán Cân Bằng Vật Chất Và Năng Suất

Tính toán cân bằng vật chất là bước thiết yếu trong thiết kế phân xưởng sản xuất đào ngâm đường 10 tấn/ca. Đây là quá trình xác định lượng nguyên liệu đầu vào, hao hụt trong từng công đoạn và sản phẩm đầu ra cuối cùng. Với năng suất 10 tấn/ca, phân xưởng cần tiếp nhận lượng đào tươi lớn hơn để bù đắp cho hao hụt tự nhiên (gọt vỏ, bỏ hạt, chiết nước). Hao hụt thường xảy ra trong các giai đoạn: phân loại (khoảng 5-10%), gọt vỏ và bỏ hạt (khoảng 25-30%), nấu syrup (khoảng 5%). Bảng tổng kết tính toán cân bằng vật chất cần liệt kê rõ từng công đoạn, hệ số hao hụt, lượng nguyên liệu phụ (đường, axit citric, hộp), từ đó xác định năng lực xử lý của từng thiết bị.

3.1. Hao Hụt Trong Quy Trình Sản Xuất

Hao hụt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất. Quá trình gọt vỏ và bỏ hạt là công đoạn có hao hụt cao nhất (25-30%). Quá trình nấu syrup cũng có hao hụt nước (evaporation) khoảng 5%. Tính toán chính xác hao hụt giúp xác định khối lượng nguyên liệu cần thiết để đạt sản lượng 10 tấn/ca.

3.2. Nhu Cầu Nguyên Liệu Phụ Và Bao Bì

Bên cạnh đào tươi, phân xưởng cần đường saccharose, axit citric, vitamin C và nước ngoài. Hộp thiếc với dung tích phù hợp, nắp hộp tự động và nhãn dán cũng cần tính toán số lượng. Bảng tổng kết phải bao gồm cả thùng carton đóng sản phẩm cuối cùng để giao hàng đến khách hàng.

IV. Lựa Chọn Thiết Bị Sản Xuất Và Tối Ưu Hóa Quy Trình

Lựa chọn thiết bị là quyết định quan trọng quyết định hiệu suất, chất lượng và chi phí của phân xưởng sản xuất đào ngâm đường. Để đạt năng suất 10 tấn/ca, phân xưởng cần đầu tư vào các thiết bị hiện đại, tự động hóa cao nhưng tiết kiệm năng lượng và dễ vệ sinh. Nguyên tắc chọn thiết bị gồm: năng suất phù hợp với sản lượng cần thiết, độ tin cậy cao, dễ bảo dưỡng, tuân thủ các tiêu chuẩn vệ sinh, khả năng liên kết các công đoạn liền mạch. Danh sách thiết bị cần thiết bao gồm: thiết bị phân loại, rửa thổi khí, chần, gọt vỏ cắt miếng, nấu syrup có cánh khuấy, rót nước đường tự động, ghép nắp tự động chân không, thanh trùng ngang, dán nhãn tự động, in ngày hạn sử dụng và đóng thùng carton tự động. Tổng hợp tính toán thiết bị cần có bảng danh sách đầy đủ với thông số kỹ thuật.

4.1. Thiết Bị Xử Lý Nguyên Liệu Ban Đầu

Thiết bị phân loại sử dụng công nghệ quang học hoặc cân nặng để loại quả không đạt tiêu chuẩn. Thiết bị rửa thổi khí dùng nước áp lực cao kết hợp máy sục để loại sạch bụi bẩn. Thiết bị chần và gọt vỏ, cắt miếng phải tự động hóa cao để đảm bảo tốc độ xử lý và nhất quán chất lượng. Các thiết bị này cùng nhau tạo thành một dây chuyền liền mạch, giảm thiểu thời gian và tổn hại sản phẩm.

4.2. Thiết Bị Chế Biến Đóng Gói Và Thanh Trùng

Thiết bị nấu syrup phải có cánh khuấy để đảm bảo gia nhiệt đều và kiểm soát nồng độ đường chính xác. Thiết bị rót nước đường tự động và ghép nắp chân không phải hoạt động đồng bộ để không khí trong hộp tối thiểu. Thiết bị thanah trùng dạng nằm ngang sử dụng hơi nước ở 80-90°C để tiệt trùng hiệu quả. Cuối cùng, thiết bị dán nhãn, in ngày và đóng thùng carton phải tự động hoàn toàn để tăng năng suất lao động và đảm bảo an toàn vệ sinh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về nguyên liệu quả đào Đào có tên gọi khoa học Persica, danh pháp khoa học Prunus persica (L.) Batsch có lẽ có từ niềm tin ban đầu của người Châu Âu cho rằng đào có nguồn gốc ở khu vực Ba Tư (Persia), nay là Iran. Sự đồng thuận lớn trong giới các nhà thực vật học ngày nay đã cho rằng nó có nguồn gốc từ Trung Quốc và được đưa vào Ba Tư cũng như khu vực Địa Trung Hải theo con đường tơ lụa vào khoảng thời gian ban đầu của lịch sử nhân loại. Danh pháp khoa học Cây đào 1.

Nguồn gốc Cây Đào (Prunus persica (L.) Batsch) là một loại cây ăn quả lâu năm, rụng lá mùa đông, trồng chủ yếu ở các vùng ôn đới nóng và ở các nước á nhiệt đới. Ngoài Trung Quốc, Mỹ, Italy, Pháp, Nhật, Achentina là những nước trồng đào nhiều nhất. Ở Việt Nam, đào được trồng tại Lai Châu, Lào Cai, Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc Giang. Tong đó Lào Cai là tỉnh có khí hậu rất phù hợp với sự sinh trưởng và phát triển của loại cây ăn quả ôn đới này.

Trong những năm gần đây, đào là một loại quả quan trọng với chiến lược phát triển kinh tế của Lào Cai, loại quả này cho sản lượng và giá thành khá cao nhưng lại dễ hư hỏng sau thu hoạch và thực tế chỉ bảo quản được trong thời gian ngắn. Đặc điểm thực vật [2,3] Đào là một loài cây sớm rụng lá thân gỗ nhỏ, có thể cao tới 5–10 m. Lá của nó có hình mũi mác, dài 7–15 cm và rộng 2–3 cm. Hoa nở vào đầu mùa xuân, trước khi ra lá; hoa đơn hay có đôi, đường kính 2,5–3 cm, màu hồng với 5 cánh hoa.

Đào thuộc loại thân gỗ nhỏ, thân có màu xanh hoặc màu đỏ tía. Thân chính của cây đào ghép được tính từ chỗ giới hạn giữa gốc ghép và thân ghép đến chỗ phân cành SVTH: Hoàng Thị Cẩm Hằng GVHD: TS. Huỳnh Thị Diễm Uyên 2 Thiết kế phân xưởng sản xuất đồ hộp đào ngâm đường năng suất 10 tấn nguyên liệu/ ca đầu tiên, còn cây con mọc từ hạt thân chính được tính từ cổ rễ tới chỗ phân cành đầu tiên. Cây đào (Prunus persica) Phiến lá có hình mũi mác, hình ô van hay elip, mặt dưới của phiến lá có gân nổi rõ.

Đào là loại cây có nguồn gốc ôn đới, á nhiệt đới nên bộ lá phát triển theo 4 mùa rõ rệt, mùa xuân ra lộc, mùa hè lá phát triển, mùa thu lá vàng và mùa đông lá rụng. Cần phải giữ cho lá xanh tốt nhằm tạo điều kiện để lá chuyển lục, tăng cường khả năng đồng hoá, cung cấp dinh dưỡng nuôi cành và tạo mầm hoa. Mùa lá rụng là báo hiệu của mầm hoa phát triển. Hoa đào do mầm hoa phân hoá thành, vị trí hoa nằm ở các nách lá.

Là hoa lưỡng tính, có đầy đủ nhị đực, nhị cái. Đào ra hoa vào cuối đông, đầu xuân, ưa thụ phấn chéo. Cánh hoa thường có màu sắc: Trắng, hồng nhạt, hồng đậm, đỏ. Số lượng cánh hoa từ 5 - 25 cánh tuỳ từng loại Hoa thường có nhiều hình dạng như hoa cánh đơn, hoa cánh mai, hoa cánh hồng, hoa cánh cúc, hoa cánh mẫu đơn.

Các loại hoa đào (Đào phai, Đào Nhật Tân, Bạch Đào) Các giống đào trồng được chia thành hai loại là “hột rời” và “hột dính”, phụ thuộc vào việc hột có dính với cùi thịt hay không; cả hai loại này đều có cùi thịt trắng hay vàng. Quả đào với cùi thịt trắng thông thường có vị rất ngọt và ít vị chua, trong khi loại có cùi thịt màu vàng thông thường có vị chua kèm theo vị ngọt, mặc dù điều này cũng SVTH: Hoàng Thị Cẩm Hằng GVHD: TS. Huỳnh Thị Diễm Uyên 3 Thiết kế phân xưởng sản xuất đồ hộp đào ngâm đường năng suất 10 tấn nguyên liệu/ ca có sự dao động lớn. Cả hai màu thông thường đều có các vệt đỏ trong lớp thịt của chúng.

Loại đào cùi trắng, ít chua là phổ biến nhất tại Trung Quốc, Nhật Bản và các quốc gia châu Á xung quanh, trong khi người châu Âu và Bắc Mỹ ưa thích loại có cùi thịt màu vàng và có vị chua hơn. Quả đào thịt vàng và đào thịt trắng 1. Phân loại và đặc điểm một số giống đào ở Việt Nam [4] Cây đào gồm có 6 loài, 5000 giống, được trồng ở nhiều nước ôn đới và cận nhiệt đới (Châu Âu, Bắc Mỹ, Nhật Bản, Nga và Việt Nam…). Các nhà khoa học Trung Quốc, Pháp, Nhật Bản, Mỹ đã nghiên cứu có 51 giống đào cảnh, các giống này phân biệt với nhau bởi màu sắc, kiểu hoa, màu sắc lá, kích cỡ lá và dáng cây.

Ở việt nam phổ biến là đào bích, đào phai, đào năm cánh, đào bạch…Các giống đào cho quả trồng ở những vùng núi cao như Sapa (tỉnh Lao Cai), Mộc Châu (tỉnh Sơn La), Mẫu Sơn (tỉnh Lạng Sơn). Quả đào được chia làm hai loại đào là đào trơn và đào lông. Đào trơn có quả bao bọc bởi lớp vỏ trơn, không lông tơ, trong khi đào lông có một lớp lông mềm mịn màng bao bọc xung quanh. Người ta thường nghĩ rằng đào trơn là giống lai tạo giữa đào lông và mận miền Bắc, tuy nhiên thực tế cả hai loại quả này đều thuộc họ đào.

Các nghiên cứu di truyền chỉ ra rằng đào trơn là kết quả của gen lặn, trong khi ở đào lông là gen trội. Quả đào trơn cũng có thể mọc lên từ cây đào lông, trường hợp này thường do biến dị chồi. Cùi thịt quả đào trơn có thể màu trắng hay vàng, và có thể dính hay không dính với hột. Thường thì đào trơn nhỏ hơn và ngọt hơn đào lông một chút.

Việc thiếu lông tơ khiến cho quả đào trơn trông đỏ hơn quả đào lông và dễ bị thâm hơn đào lông. Đào Mộc Châu – Sơn La Đào Mộc Châu - Sơn La còn gọi là đào mèo. Đào mèo có thân lá to và dày. Đặc biệt là phần quả: đầu quả hơi thon nhọn, ở phần đầu và phần cuống quả có màu đỏ tươi.

Đôi khi có những đường sọc đỏ chạy dọc quả, hoặc những mảng đỏ tại thân quả. Những trái đã đủ độ chín có màu đỏ gần như toàn thân quả. Ngoài ra, khi bổ ra, ruột đào mèo cũng đỏ thẫm như son, róc hạt, hạt cũng có màu đỏ. SVTH: Hoàng Thị Cẩm Hằng GVHD: TS.

Huỳnh Thị Diễm Uyên 4 Thiết kế phân xưởng sản xuất đồ hộp đào ngâm đường năng suất 10 tấn nguyên liệu/ ca Hình 1. Đào Mộc Châu b. Đào Sapa Đào Sapa quả hơi nhỏ, giòn, ngọt và đặc biệt rất thơm và có một chút vị thanh nhẹ. Đào Sapa do được trồng trong điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng lạnh quanh năm nên chúng có lông tơ bao bọc bên ngoài.

Đào màu xanh, chen lẫn hồng dưới đít trái, đến khi chín thì chúng chuyển sang màu vàng hoặc đỏ đậm. Mùi vị của loại đào Sapa khi sống giòn, mọng nước và chua nhẹ chứ không hoàn toàn ngọt. Khi đào chín thì hương vị dễ phân biệt hơn, ruột ngả sang vàng và vị chua cũng đậm hơn, nhưng không quá gắt. Đào Mẫu Sơn Đào Mẫu Sơn có khá nhiều loại, sức sống của chúng mãnh liệt hơn bất kỳ loại cây nào.

Bộ rễ bám sâu xuống đất giữa vách đá cheo leo. Ngay cả khi nhiệt độ xuống dưới 0oC nhưng cây vẫn đâm chồi nảy lộc. Đào Mẫu Sơn có màu xanh trắng, khi chín đo đỏ. Lớp lông tơ mềm mịn bao phủ bên ngoài.

Cùi đào giòn tan, chắc thịt nên được nhiều người ưa chuộng. Mùa đông càng lạnh, nhiều băng giá thì đào Mẫu Sơn càng cho quả ngon. SVTH: Hoàng Thị Cẩm Hằng GVHD: TS. Huỳnh Thị Diễm Uyên 5 Thiết kế phân xưởng sản xuất đồ hộp đào ngâm đường năng suất 10 tấn nguyên liệu/ ca Hình 1.

Thành phần hóa học quả đào [5, 6] Đào chứa lượng rất lớn các chất dinh dưỡng thiết yếu cho các hoạt động bình thường của cơ thể. Đào là nguồn cung cấp vitamin A, β – carotene và vitamin C. Đào cũng chứa rất nhiều vitamin E, vitamin B1, B2, B3, B6, folate và axit pantothenic. Đào cũng chứa một lượng lớn các loại chất khoáng như canxi, kali, magie, sắt, mangan, photpho, kẽm và đồng.

Bảng thành phần hóa học của cùi đào Thành phần Hàm lượng Nước 82 – 87% Protein 0,9% Gluxit 6,4% Tro 0,9% Axit hữu cơ (citric và tatric) - Quả đào không chỉ mọng nước, ngọt mà còn rất giàu dinh dưỡng. Trong 100g quả đào chứa 0,9g protein, 1,3g chất xơ, 0,7g muối, 7mg canxi, 20g phốtpho, 0,8mg sắt và caroten, riboflavin, niacin, vitamin C… Bảng 1. Bảng thành phần dinh dưỡng có trong 100g đào phần ăn được Thành phần dinh dưỡng Đơn vị Hàm lượng Nước g 95.5 Năng lượng Kcal 31 Protein g 0,9 Lipid g 0,2 Carbobydrate g 6,3 Celluloza g 1,5 Tro g 0,6 SVTH: Hoàng Thị Cẩm Hằng GVHD: TS. Huỳnh Thị Diễm Uyên 6 Thiết kế phân xưởng sản xuất đồ hộp đào ngâm đường năng suất 10 tấn nguyên liệu/ ca Vitamin mg 11,9 Khoáng mg 253,7 Công dụng của quả đào: nguồn niacin, thiamin, kali và can-xi tuyệt vời.

Đào cũng có hàm lượng cao β – caroten – là chất chống oxy hóa chuyển thành vitamin A. Nó rất cần cho sức khỏe của tim và mắt. Người có chế độ ăn hàm lượng vitamin A cao ít bị đục thủy tinh thể hơn. Lượng chất chống ô-xy hóa trong quả đào cũng hỗ trợ duy trì hệ tiết niệu và tiêu hóa.

Nó cũng được coi là một chất làm sạch và giải độc cho thận. Lượng sắt trong 100g đào cao gấp 3-4 lần so với táo hay lê, do vậy đối với bệnh nhân thiếu máu thì đây là một loại quả rất lý tưởng. Ngoài ra, khi đào chín lượng vitamin C tăng cao hơn rất nhiều kết hợp với chất chống oxy hóa thì đào là lựa chọn tốt nhất cho nhiều công thức làm đẹp. Cả vỏ đào và thịt của trái đào đều cung cấp những chất chống oxy hóa rất quan trọng.

Các chất chống oxy hóa trong đào bao gồm lutein, zeaxanthin và beta – crytoxanthin giúp đào có khả năng thu thập các gốc tự do trong cơ thể và bảo vệ cơ thể chống lại ảnh hưởng của rất nhiều bệnh do gốc tự do gây nên. Đào rất giàu phenolic và carotenoid, là những chất có tác dụng chống ung thư và chống các chất gây ung thư, đồng thời có tác dụng chống lại một số loại ung thư như ung thư vú, ung thư phổi và ung thư đại tràng. Thu hoạch và bảo quản quả đào [2, 7] Trong quá trình phát triển của quả, quá trình đậu quả và tăng trưởng của quả là quan trọng.