TÌM HIỂU QUY TRÌNH sản XUẤT nước ép táo NĂNG SUẤT 20 TRIỆU lít năm

TỔNG QUAN

Tổng quan về nước ép

Theo Marriam Webster-1981: Nước ép là dịch có thể chiết được trong đó có chứa tế bào hoặc các mô.

Theo Codex Alimentarius, nước trái cây là sản phẩm không lên men nhưng có khả năng lên men, được sản xuất từ trái cây thông qua các quá trình cơ học và được bảo quản bằng các phương pháp vật lý phù hợp với mục đích tiêu thụ.

1.1.2 Lịch sử hình thành nước ép trái cây

Sản xuất nước trái cây đã tồn tại từ rất lâu, có thể còn lâu đời hơn cả ngành công nghiệp Khi trái cây chín, chúng trở nên mềm và dễ tạo ra nước trong quá trình lưu trữ và vận chuyển, mặc dù nước này thường đã bị lên men một phần Nước trái cây, chứa nhiều thịt quả, có thể dễ dàng tách ra và thường có hương vị thơm ngon hơn phần xác còn lại Thời xa xưa, những người săn bắt và hái lượm có thể sử dụng trực tiếp hoặc thu thập trái cây chín mềm vào thùng kín để bảo quản Tuy nhiên, trong thời tiết lạnh, việc bảo quản trái cây trước khi lên men là rất quan trọng để duy trì chất lượng nước trái cây.

Qua nhiều lần thử nghiệm, con người đã phát triển khả năng chế biến nước trái cây từ nhiều nguyên liệu khác nhau, đồng thời biết cách tránh những loại trái cây có độc Sự tiến bộ trong kỹ thuật chế tạo dụng cụ lao động đã giúp tạo ra các thiết bị ngâm giấm trái cây và thu hoạch nước trái cây Các dụng cụ bảo quản thực phẩm, bao gồm cả chứa nước, đã được sản xuất từ nhiều loại vật liệu như sợi thực vật, gỗ, đất sét, da và ruột động vật.

Nước trái cây dễ bị hỏng và cần được sử dụng trong vòng 24 giờ ở nhiệt độ ấm, hoặc lâu hơn trong thời tiết lạnh Để bảo quản lâu dài, việc đông lạnh là giải pháp hiệu quả để kiểm soát vi khuẩn Sự lên men của nước trái cây có thể dẫn đến sản xuất rượu, khi nước trái cây xuất hiện bọt, nó sẽ có những tính chất khác biệt Nếu lưu trữ lâu hơn, nước trái cây có thể trở nên chua, có mùi khó chịu và xuất hiện váng Giấm nguyên thủy từ nước trái cây đã được sử dụng làm chất bảo quản cho trái cây và rau củ.

Với sự phát triển của ngành công nghiệp từ hơn 10 triệu năm trước, việc trồng trọt đã đáp ứng nhu cầu lương thực và cho phép sản xuất nước trái cây Nước trái cây sau khi ép nếu không được sử dụng ngay sẽ bị lên men, dẫn đến sự cần thiết của công nghệ bảo quản Khái niệm bảo quản ở đây là giữ trái cây ở dạng nguyên thủy cho đến khi sản xuất nước trái cây, và ngày nay, phương pháp này vẫn là một trong những cách đơn giản nhất để đảm bảo chất lượng nước trái cây.

1.1.3 Giá trị nước trái cây

Mặc dù nước trái cây có nguy cơ hư hỏng cao, nhưng vẫn có nhiều lý do kinh tế thuận lợi khiến sản phẩm này được sản xuất và tiêu thụ rộng rãi.

Trái cây chín thì bắt mắt nhưng không bảo quản được lâu nên sản xuất nước trái cây là sự thay thế hợp lý.

Những trái cây nhỏ, khuyết tật và không hấp dẫn thường khó tiêu thụ, vì vậy chúng được sử dụng để sản xuất nước trái cây, miễn là không phải là trái cây thối hay đã lên men Việc chọn lọc trái cây để chế biến nước trái cây phản ánh chiến lược tận dụng giá trị kinh tế và kỹ thuật hiệu quả.

Nước trái cây thuận tiện cho sử dụng hơn trái cây.

Trẻ nhỏ, người bênh gặp khó khan khi ăn trái cây, gọt vỏ,… thì nước trái cây là giải pháp thay thế hiệu quả và dinh dưỡng.

Nước trái cây mang lại nhiều lợi ích dinh dưỡng và sức khỏe nhờ vào phytochemicals, những hợp chất thực vật có trong thành phần của nhiều loại nước trái cây Các chất này không chỉ cung cấp vitamin và khoáng chất mà còn hỗ trợ hệ miễn dịch, cải thiện sức khỏe tim mạch và giảm nguy cơ mắc bệnh mãn tính Việc tiêu thụ nước trái cây thường xuyên có thể giúp tăng cường sức khỏe tổng thể và bảo vệ cơ thể khỏi các tác động tiêu cực từ môi trường.

Nhiều loại nước trái cây có hương vị hấp dẫn nhưng thường thiếu dinh dưỡng và phytochemicals Những chất này có thể kết hợp và hoạt động như chất mang cho các vitamin, khoáng chất và chất dinh dưỡng tự nhiên hoặc tổng hợp khác.

Thực phẩm dạng lỏng có ưu điểm vượt trội trong việc gia nhiệt, làm mát, làm đông, cất giữ và vận chuyển so với trái cây Nhờ vào tính linh hoạt này, thực phẩm dạng lỏng dễ dàng đáp ứng các tiêu chuẩn về hiệu quả, an toàn và chất lượng hơn.

Dễ trộn với sản phẩm khác để tạo ra hỗn hợp giàu dinh dưỡng không có sẵn trong tự nhiên.

Những nước trái cây thơm ngon, đặc trưng được dùng cho các lĩnh vực thực phẩm khác nhau như kem, bánh kẹo,…

Các công nghệ hiện đại trong sản xuất, đóng gói và phân phối giúp đảm bảo nước trái cây và thực uống an toàn, ổn định và hấp dẫn Điều này mang lại sự thuận lợi và tiết kiệm chi phí, ngay cả khi nguồn nguyên liệu không có sẵn hoặc không đúng mùa vụ.

1.1.4 Tác dụng của nước ép trái cây đối với sức khỏe

Rau xanh và trái cây là nguồn thực phẩm thiết yếu cung cấp nhiều chất dinh dưỡng như protein, sắt, vitamin và chất xơ, giúp duy trì sức khỏe Chúng có khả năng ngăn ngừa và chống lại bệnh tật hiệu quả Trên toàn cầu, nước ép từ rau củ và trái cây được sử dụng phổ biến để phòng ngừa và hỗ trợ điều trị một số bệnh thông thường.

Hỗn hợp nước ép từ bắp cải và cà rốt, hoặc nước ép kết hợp giữa dưa chuột, cà chua, táo và dưa hấu, có thể mang lại lợi ích cho sức khỏe và cải thiện tình trạng cơ thể.

Sử dụng nước ép cà rốt giúp cải thiện độ mịn màng của làn da Ngoài ra, massage mặt với đu đủ chín hoặc nước ép khoai tây cũng mang lại hiệu quả tốt Để tránh tình trạng bã nhờn tích tụ trên da, việc rửa mặt thường xuyên là rất cần thiết.

Uống một ly nước ấm pha với vài lát gừng, vài giọt mật ong và nước cốt chanh vào mỗi buổi sáng sẽ rất có lợi cho người bị viêm phế quản Bên cạnh đó, nên bổ sung nước ấm với cá tỏi và hành để tăng cường sức khỏe.

Nguyên liệu sản xuất nước ép táo

Táo là một loài thực vật thuộc vùng khí hậu ôn đới, đặc biệt phát triển tốt ở những nơi có khí hậu lạnh Từ lâu, táo đã trở thành nguồn thực phẩm dinh dưỡng quan trọng cho con người Loại táo đầu tiên được phát hiện ven hồ ở Thụy Sĩ, có kích thước nhỏ hơn so với các loại táo hiện nay, nhưng vẫn giữ nhiều đặc điểm sinh học tương đồng Loại táo này phổ biến ở nhiều vùng châu Âu, bao gồm cả Drontheim tại Na Uy Táo Crab hay táo hoang dại, với tên khoa học Pyrus malus, có nguồn gốc từ Anh và là tổ tiên của nhiều giống táo hiện nay trồng ở các vùng khí hậu ôn đới toàn cầu Trước thời kỳ đế chế Norman, sự đa dạng của các giống táo rất phong phú, phần lớn được đưa vào Anh bởi người La Mã.

Nhà thực vật học Plyni đã ghi nhận 22 loại táo khác nhau, và nhiều loại táo cũng được đề cập trong bản thảo Old Saxon Qua các cuộc di cư và thám hiểm, táo đã được trồng và thu hoạch rộng rãi trên toàn thế giới Hiện nay, nhờ vào những tiến bộ trong khoa học, đặc biệt là công nghệ sinh học, nhiều giống táo mới với khả năng phát triển và cho quả đa dạng đã được tạo ra, phục vụ nhu cầu của con người.

Theo thống kê, trên thế giới có hơn 7.500 loài táo, nhưng chỉ 1.500 loài được trồng phổ biến Táo thường phát triển tốt ở vùng ôn đới, với nhiệt độ lý tưởng dưới 10°C và độ ẩm khoảng 70%.

Các nước có sản lượng táo lớn trên thế giới là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Iran, Thổ Nhĩ Kỳ, Ý, Ấn Độ.

Táo có rất nhiều loại khác nhau trên thế giới, tuy nhiên hiện nay có một số lọi táo thương phẩm được dùng phổ biến như sau:

Red dilicious Loại táo ngọt, giòn cứng, nhiều nước, hàm lượng acid thấp, hay được dùng để ăn tươi.

Táo Golden Delicious có độ giòn và cứng, với màu trắng và vị ngọt dịu, thường được thưởng thức lạnh hoặc trong món salad Trong khi đó, táo Fuji cũng cứng và giòn, mang hương vị ngọt ngào và có mùi rượu vang khi được bảo quản, thường được dùng làm món khai vị.

Gala Có mùi vị đặc trưng khi ăn Có hình dạng trái tim Màu sắc vỏ thay đổi từ vàng đến da cam.

Braebrun Loại táo có hương vị rất tốt Cứng, thơm, có vị chua ngọt Màu sắc thay đổi đỏ-xanh-vàng.

Granny smith Loại táo này cứng, giòn, hơi chua Có màu xanh-vàng.

Jonagold Giống với loại táo Golden delicious giòn, có vị chua nhẹ Thường dùng để ăn tươi.

Ginger Gold Loại táo này mới phổ biến gần đây Cứng, giòn, hơi chua, độ ngọt nhẹ.

Có màu vỏ vàng óng.

Pink lady Táo này thường được trồng ở Australia Cứng, giòn, có vị chua ngọt.

Vỏ quả màu hồng đôi khi có lẫn màu vàng nhạt.

1.2.2 Thành phần hóa học của táo [2]

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của táo

Nước 85.3 g Carotene 45 àg Val 12 mg

Carbohydrate 11.8 g Vitamin B1 35 àg Glucose 2210 mg

Acid hữu cơ 0.6 g Vitamin B2 30 àg Fructose 6040 mg

Xơ 2.3 g Nicotinamide 300 àg Sucrose 2470 mg

Khoỏng 0.3 g Pantothenic acid 100 àg Starch 600 mg

Na 3 mg Folic acid 7 àg Lipids

K 145 mg Vitamin C 12 mg Palmitic acid 50 mg

Mg 6 mg Stearic acid 10 mg

Ca 7 mg Amino Acids Oleic acid 20 mg

Mn 65 àg Arg 8 mg Linolic acid 100 mg

Fe 480 àg His 6 mg Linoleic acid 20 mg

Zn 120 àg Leu 16 mg cỏc thành phần khỏc

P 12 mg Lys 15 mg Malic acid 550 mg

Cl 2 mg Met 3 mg Citric acid 16 mg

F 7 àg Phe 9 mg Oxalic acid 500 àg

Iod 2 àg Thr 8 mg Salicylic acid 310 àg

Sn 1-6 àg Trp 2 mg Purines 3 mg

 Các hợp chất mùi, vị có trong táo:

Hexylacetate mang đến hương thơm đặc trưng của táo, trong khi 1-butanol tạo cảm giác ngọt ngào Các hợp chất như beta-damascenone, butylisomyl, và hexylhexanoates, cùng với etyl, propyl, và hexyl butanoates, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra mùi táo Những hợp chất chính tạo nên hương vị táo bao gồm propyl acetate, butylbutyrate, t-butyl propionate, 2-metylpropyl acetate, butyl acetate, etyl butyrate, etyl 3-metylbutyrate, và hexyl butyrate Đặc biệt, các mùi hương này ít bị mất đi khi được bảo quản bằng phương pháp điều chỉnh không khí (CA).

Ngoài những hương vị mong muốn, trong táo còn có thể xuất hiện những mùi vị không mong muốn như acetylaldehite gây cảm giác cay, trans-2-hexanal và butyl propionate tạo vị đắng, cùng với 3-methylbutylbutyrate và butyl 3-methylbutarate gây mùi thối khó chịu.

Các hợp chất hương trong táo được trình bày trong bảng.

 Các hợp chất hương trong táo

Bảng 1.3 Các hợp chất hương trong táo

 Các hợp chất phenolic và tính năng chống oxy hóa:

Táo chứa nhiều hợp chất phenolic, là các chất trao đổi bậc hai với hoạt tính chống oxy hóa mạnh mẽ Nồng độ hợp chất phenolic có sự khác biệt giữa các loại táo, ví dụ như táo Red Delicious có khoảng 240 mg tổng lượng polyphenol trên 100g.

1.2.3 Yêu cầu lựa chọn nguyên liệu táo trong nước ép táo

Nguyên liệu táo được dùng để làm nước ép em chọn là táo Fuji có các yêu cầu sau:

 Không có dư lượng thuốc trừ sâu, chất bảo quản, kích thích sinh trưởng.

 Màu sắc của táo đồng đều, có màu hồng, không chọn những quả có màu quá sẫm hoặc có vị nhạt, độ chín không đông đều.

 Khá tròn, đồng đều, lành lặn.

 Không có sự xâm nhập của vi sinh vật.

 Không bị bầm dập, hư hỏng.

Nước

Nước là thành phần thiết yếu trong các loại thức uống, thường chiếm tỷ lệ cao hơn so với các nguyên liệu khác Thành phần hóa học của nước ảnh hưởng đến tính chất cảm quan và độ bền hóa lý của sản phẩm Hiện nay, có ba nguồn nước chính được sử dụng trong sản xuất thức uống: nước mặt, nước ngầm và nước cung cấp từ thành phố Tại Việt Nam, các công ty sản xuất thường ưu tiên sử dụng nước ngầm và nước do thành phố cung cấp.

Nước sử dụng trong quy trình công nghệ sản xuất nước ép táo đạt TCVN1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/04/2002 [3]

Bảng 1.4 Quy định về nước trong sản xuất nước ép táo

Đường saccharose

1.4.1 Nguồn gốc Đường saccharose được chế biến từ mía Dịch trích từ cây mía phải trải qua rất nhiều giai đoạn tinh sạch để loại bỏ tạp chất và thu về dịch đường Bước cuối cùng là tạo ra tinh thể đường từ dịch đường đó.

Saccharose là một phân tử được hình thành từ sự kết hợp của một gốc α-glucose và một gốc β-fructose Hai gốc này liên kết với nhau thông qua nguyên tử oxi, với liên kết xảy ra giữa nguyên tử C1 của gốc glucose và nguyên tử C2 của gốc fructose.

Dạng cấu tạo mạch vòng của saccharose không có khả năng chuyển thành mạch hở.

Hình 1.10 Cấu tạo hóa học đường saccharose

Saccharose là đường không khử. Độ nhớt dung dịch tăng theo nồng độ, giảm theo chiều tăng nhiệt độ.

Saccharose ít tan trong rượu, tan tốt trong nước Nước càng nóng, độ tan của saccharose càng tăng.

Bảng 1.5 Độ hòa tan của saccharose trong nước

Không có nhóm chức –CH=O nên không tham gia phản ứng tráng bạc (hay khử Cu(OH)2).

Dạng cấu tạo mạch vòng của saccharose không có khả năng chuyển thành dạng mạch hở.

Trong phân tử có chứa nhiều nhóm hydroxyl có tính chất của rượu đa chức như glucose.

Khi thủy phân saccharose bằng acid hay enzyme invertase sẽ giải phóng glucose và fructose.

Invertase là enzyme thủy phân saccharose, thường được ứng dụng trong ngành công nghiệp nước giải khát và bánh ngọt Enzyme này có mặt trong cả động thực vật và vi sinh vật, đặc biệt là nấm men, nơi có khả năng tổng hợp invertase cao.

Phản ứng dehydrat hóa tại nhiệt độ nóng chảy của đường hay đun nóng dung dịch đường có xúc tác của acid hay kiềm.

Phản ứng với Cu(OH)2 ở nhiệt độ thường tạo dung dịch xanh thẫm.

Tính chất tạo rượu đa chức.

Acid citric

Cấu tạo: Công thức phân tử: C6H8O7

Hình 1.11 Cấu tạo acid citric

Acid citric hay còn gọi là 2-hydroxyl-1,2,3-propanetricarboxylic acid, b-

Công thức hóa học là: CH2COOHC(OH)COOHCH2COOH

Acid citric là một acid hữu cơ yếu, acid citric có trong:

Các loại rau quả, đặc biệt là các loại quả chi citrus.

Các loại chanh thường có hàm lượng acid citric cao.

1.5.2 Tính chất vật lý Ở nhiệt độ phòng acid citric là chất bột kết tinh màu trắng:

Nó có thể tồn tại dưới dạng khan (không chứa nước) hay dưới dạng ngậm một phân tử nước (monohydrat)

Dạng khan kết tinh từ nước nóng, trong khi dạng monohydrate hình thành khi acid citric kết tinh từ nước lạnh.

Dạng monohydrate có thể chuyển hóa thành dạng khan khi nung nóng tới trên 74 0 C.

Acid citric có khả năng hòa tan trong etanol khan với tỷ lệ 76 phần acid citric trên 100 phần etanol ở nhiệt độ 15 độ C Độ tinh khiết của acid citric đạt không dưới 99,5% Trong nước, độ tan của acid citric là 0,5% ở dạng khan và 8,8% ở dạng ngậm nước.

Nhiệt độ nóng chảy: 152 0 C-154 0 C (khan), 135 0 C-153 0 C (ngậm nước).

Khối lượng phân tử 192,43 đvC.

Acid citric, với cấu trúc hóa học tương tự như các acid cacboxylic khác, có khả năng phân hủy khi bị đun nóng trên 175 độ C, giải phóng cacbon đioxit và nước.

Tính acid của acid citric chủ yếu do nhóm carboxyl –COOH, mỗi nhóm này có khả năng nhường một proton để hình thành ion citrate Các muối citrate được sử dụng làm dung dịch đệm hiệu quả, giúp duy trì độ pH ổn định cho các dung dịch acid.

Bảng 1.6 Chỉ tiêu hóa lý của acid citric

Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu Độ hòa tan Rất dễ tan trong etanol, dễ tan trong nước, ít tan trong ete.

Phép thử citrat Đạt yêu cầu của phép thử

Dạng khan, % khối lượng, không lớn hơn

Dạng ngậm một phân tử nước, % khối lượng

Hàm lượng tro sulfat, % khối lượng, không lớn

Hàm lượng oxalat, mg/kg, không lớn hơn 100

Hàm lượng sulfat, mg/kg, không lớn hơn 150

Các chất dễ cacbon hóa Đạt yêu cầu của phép thử

Hàm lượng chì, mg/kg, không lớn hơn 0,5

 Vai trò Điều vị cho sản phẩm nước ép táo.

Enzyme

Bảng 1.7 Các loại enzyme được sử dụng trong nước ép táo

Tên enzyme Tên thương phẩm Nguồn gốc pH opt T opt Vai trò

4,5 40-50 0 C Hỗ trợ quá trình ép Pectinex

3XL Aspergillus niger 4-5 40-50 0 C Hỗ trợ quá trình làm trong Cellulase Cellulast

1.5L Trichodema reesei 4-6 50-65 0 C Hỗ trợ quá trình ép

Bao bì giấy tetrapak

Bao bì Tetra Pak là loại bao bì màng ghép nhẹ, được thiết kế để bảo quản thực phẩm theo phương pháp vô trùng, giúp giữ nguyên chất lượng và dinh dưỡng của nguyên liệu Với tính năng bảo vệ môi trường, bao bì này không chỉ tiện lợi cho việc sử dụng, phân phối mà còn đảm bảo sản phẩm được bảo quản tốt ở nhiệt độ thường.

Thành phần của Tetra pak: những lớp giấy bìa và nhựa (75%), polyethylene (20%), lớp lá nhôm siêu mỏng (5%).

Sản phẩm nước ép táo đựng trong bào bì giấy Tetra pak Loại bao bì này có cấu tạo 6 lớp vật liệu như sau (tính từ ngoài vào trong):

 Polyethylene: có tác dụng chống thấm nước.

 Giấy: để in các thông tin sản phẩm trên bao bì.

 Carton: tạo độ cứng cho bao bì.

 Polyethylene: để kết nối phần carton với giấy nhôm.

 Giấy nhôm: có tác dụng ngăn ngừa ánh sáng từ môi trường tác động tới sản phẩm, ngăn ngứa sự khuếch tán tới các cấu tử khác.

 Polyethylene: giúp cho việc hàn kín bao bì nhờ phương pháp ép nhiệt.

Hình 1.12 Cấu tạo của bao bì tetrapak

QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ÉP TÁO

Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước ép táo

1.1 Táo Phân loại Rửa Chần

Sơ đồ quy trình nấu syrup

2.1 Thuyết minh quy trình sản xuất nước ép táo

2.1.1 Phân loại, lựa chọn nguyên liệu

 Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo.

Quá trình lựa chọn và phân loại nguyên liệu rất quan trọng để loại bỏ những trái hư dập, từ đó nâng cao chất lượng cảm quan của sản phẩm Việc chọn nguyên liệu có độ chín phù hợp và kích thước đồng đều cũng góp phần quan trọng trong việc đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng.

 Các biến đổi của nguyên liệu:

Nguyên liệu trở nên đồng đều về kích thước và độ chín Còn các biến đổi khác không đáng kể.

Quá trình lựa chọn nguyên liệu được thực hiện thủ công, với nguyên liệu được trải đều trên băng chuyền cao su rộng từ 60-80cm Công nhân đứng bên băng chuyền để tiến hành lựa chọn và phân loại nguyên liệu một cách cẩn thận.

Táo lựa chọn đồng đều về kích thước, độ chín, không lẫn trái bị hư, dập.

Chuẩn bị cho quá trình gia công tiếp theo, loại bỏ đất cát, tạp chất, vi sinh vật.

 Các biến đổi của nguyên liệu:

Sau quá trình rửa, bề mặt nguyên liệu được làm sạch, giảm hàm lượng vi sinh vật. Còn các biến đổi khác không đáng kể.

Táo sau khi được kiểm tra và phân loại sẽ được đưa vào buồng rửa qua băng tải, nơi chúng trải qua hai giai đoạn chính: ngâm và rửa xối Giai đoạn ngâm giúp nước thấm vào táo, làm mềm chất bẩn và dễ dàng bong ra, với thời gian ngâm tùy thuộc vào mức độ bám bẩn và hiệu quả của dung dịch rửa, có thể kéo dài từ vài phút đến hàng chục phút Sau đó, giai đoạn rửa xối sử dụng dòng nước chảy để loại bỏ những chất bẩn còn sót lại trên bề mặt táo Để đảm bảo chất lượng, nước rửa phải là nước sạch và được cung cấp liên tục từ các bể để giảm thiểu nguy cơ nhiễm bẩn.

Táo cần được rửa sạch, không bị dập và không dính nhiều cát, bụi Lượng nước sử dụng phải vừa đủ để tránh làm dập táo, và thời gian ngâm rửa không nên kéo dài Sau khi rửa, nguyên liệu phải hoàn toàn sạch sẽ và không bị hư hỏng, đồng thời tiết kiệm tối đa lượng nước.

Chần là quá trình xử lý nguyên liệu bằng nước nóng hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao, được chia thành ba giai đoạn: gia nhiệt nguyên liệu, giữ nguyên liệu ở nhiệt độ chần trong thời gian xác định và làm nguội nhanh hoặc chuyển sang bước tiếp theo Mục đích của chần là cải thiện chất lượng và bảo quản thực phẩm.

Chuẩn bị sản phẩm trước khi nghiền là rất quan trọng, vì nó giúp làm mềm nguyên liệu, từ đó hỗ trợ quá trình nghiền hiệu quả hơn Việc một số protopectin được thủy phân thành pectin hòa tan sẽ giúp quá trình nghiền trở nên dễ dàng hơn.

Để bảo quản táo hiệu quả, hãy nhúng táo vào nước nóng để tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt vỏ, đồng thời vô hoạt các enzyme và ngăn chặn các quá trình sinh hóa trong nguyên liệu Đặc biệt, enzyme polyphenoloxidase và peroxidase là hai yếu tố quan trọng cần chú ý, vì chúng có thể ảnh hưởng đến chất lượng của táo.

Hoàn thiện: Hạn chế sự xuất hiện màu mùi không thích hợp cho sản phẩm.

 Các biến đổi của nguyên liệu:

Quá trình chần nguyên liệu dẫn đến khí từ các gian bài thoát ra, trong khi nước từ dung dịch chần thẩm thấu vào nguyên liệu, làm tăng khối lượng và độ ẩm của chúng Hình dạng và thể tích nguyên liệu có thể thay đổi, với khả năng xuất hiện vết nứt trên bề mặt, làm biến đổi cấu trúc của táo Đồng thời, quá trình này cũng gây ra sự khuếch tán và hòa tan một số thành phần dinh dưỡng như đường khử, axit amin, muối khoáng và vitamin, dẫn đến tổn thất dinh dưỡng trong nguyên liệu.

Hóa học: Nhiệt độ cao có thể làm thúc đẩy một số phản ứng hóa học, làm tổn thất các vitamin nhất là vitamin C.

Hóa sinh: Các loại enzyme oxy hóa khử polyphenoloxydase bị vô hoạt, ức chế một số enzyme khác hạn chế một số quá trình sinh hóa của táo.

Trong quá trình hóa lý, nước chuyển từ trạng thái lỏng sang hơi, dẫn đến sự bay hơi của một số chất mùi Đồng thời, chất màu và hợp chất nhạy cảm với nhiệt sẽ bị phân hủy, trong khi tinh bột được hồ hóa Các phân tử protein hòa tan sẽ đông tụ, giúp đuổi bớt khí ra khỏi gian bào, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép.

Trong quá trình chần, một số loại vi sinh vật có thể bị tiêu diệt hoặc ức chế do nhiệt độ cao, dẫn đến việc biến tính bất thuận nghịch của DNA và một số enzyme trong tế bào.

Nguyên liệu chính là táo, do đó quá trình chần được thực hiện trong một bể nước đã được gia nhiệt Bể này có hai băng tải: một băng tải ngập trong nước để đưa táo ra khỏi bể đến khu vực làm nguội, giúp tránh hiện tượng táo bị mềm nhũn, và một băng tải khác nằm trên mặt nước với tay gạc Trong quá trình chần, táo sẽ được ngâm hoàn toàn trong nước và tay gạc sẽ di chuyển táo từ trái sang phải trong khoảng 3 phút trước khi đưa ra ngoài qua băng tải dưới.

Lượng dịch chần phải lớn hơn hai lần so với nguyên liệu.

Chuẩn bị cho quá trình ép táo là rất quan trọng, vì nó giúp giảm kích thước của trái cây và phá vỡ cấu trúc tế bào, từ đó làm tăng lượng dịch chiết tiết ra Sự tác động đến nhiều tế bào sẽ nâng cao hiệu suất của quá trình nghiền, mang lại kết quả tốt hơn.

 Các biến đổi nguyên liệu:

Khi kích thước của nguyên liệu giảm, diện tích bề mặt riêng tăng lên, điều này dẫn đến hiệu quả truyền nhiệt và truyền khối được cải thiện Trong quá trình nghiến, lực ma sát tác động làm tăng nhiệt độ của nguyên liệu.

Khi nghiền nguyên liệu, cấu trúc của chúng bị phá vỡ, dẫn đến việc các thành phần dễ bị oxy hóa và kích thích các phản ứng hóa học Quá trình nghiền cũng có thể làm tăng nhiệt độ, tạo điều kiện cho một số phản ứng hóa học xảy ra.

Do diện tích bề mặt riêng tăng lên, tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi cũng gia tăng Quá trình nghiền sinh ra nhiệt, dẫn đến việc mùi của sản phẩm bị bay hơi.

Hóa sinh: Phản ứng oxy hóa được xúc tác bởi enzyme diễn ra nhanh hơn do cơ chất tiếp xúc với oxy nhiều hơn.

Thuyết minh quy trình sản xuất nước ép táo

3.1 Các thông số tính toán

Bảng 3.8 Thành phần cấu tạo trái táo theo phần trăm khối lượng

Bảng 3.9 Tính chất nguyên liệu trong nước táo ép tính theo khối lượng

Tính chất của nguyên liệu Tỷ lệ Độ Bx của nước táo sau khi ép 12%

Bảng 3.10 Yêu cầu chất lượng sản phẩm

Tính chất sản phẩm Tỷ lệ

Bảng 3.11 Các thông số tính toán

Quá trình Tổn thất (-), tăng (+) Giải thích

Rửa -0.1% Loại bỏ bụi bẩn bám bên ngoài

Cắt cuống -1% Loại bỏ cuống

Nghiền -0.2% Tổn thất trong quá trình nghiền Ủ enzyme +0.15% Bổ sung enzyme Ép -5% Tổn thất do quá trình ép

Làm trong +0.02% Bổ sung enzyme

Lọc -0.5% Tổn thất do quá trình lọc

Tăng lên do phối trộn dịch quả với đường, nước, acid

TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Các thông số tính toán

Bảng 3.8 Thành phần cấu tạo trái táo theo phần trăm khối lượng

Bảng 3.9 Tính chất nguyên liệu trong nước táo ép tính theo khối lượng

Tính chất của nguyên liệu Tỷ lệ Độ Bx của nước táo sau khi ép 12%

Bảng 3.10 Yêu cầu chất lượng sản phẩm

Tính chất sản phẩm Tỷ lệ

Bảng 3.11 Các thông số tính toán

Quá trình Tổn thất (-), tăng (+) Giải thích

Rửa -0.1% Loại bỏ bụi bẩn bám bên ngoài

Cắt cuống -1% Loại bỏ cuống

Nghiền -0.2% Tổn thất trong quá trình nghiền Ủ enzyme +0.15% Bổ sung enzyme Ép -5% Tổn thất do quá trình ép

Làm trong +0.02% Bổ sung enzyme

Lọc -0.5% Tổn thất do quá trình lọc

Tăng lên do phối trộn dịch quả với đường, nước, acid citric.

Giảm do sản phẩm dính thiết bị: thành, cánh khuấy.

Lọc membrane -0.5% Tổn thất do quá trình lọc

Thanh trùng -0.2% Tổn thất do sản phẩm dính trên đường ống.

Rót sản phẩm -0.5% Tổn thất do sản phẩm dính vào đường ống, thành thiết bị.

Sản phẩm rơi rớt bên ngoài.

Ghép mí -0.2% Tổn thất do bài khí, ghép mí.

Tính cân bằng vật chất cho 100kg nguyên liệu

Gtp: khối lượng thành phẩm.

Gnl: khối lượng nguyên liệu ban đầu.

Gv: khối lượng nguyên liệu đầu vào của từng quá trình.

Gr: khối lượng sản phẩm đầu ra của từng quá trình.

Khối lượng đầu vào: Gv rửa= 100kg.

Khối lượng đầu ra quá trình rửa: Gr rửa= (1-Trửa).Gv rửa= (1-0.1%).100= 99.9(kg)

Khối lượng đầu vào: Gv cắt cuống= Gr rửa= 99.9(kg)

Khối lượng đầu ra quá trình cắt cuống: Gr cắt cuống= (1-Tcắt cuống).Gv cắt cuống

Khối lượng đầu vào quá trình nghiền: Gv nghiền= Gr vỏ, lõi= 98.9 (kg).

Khối lượng đầu ra quá trình nghiền: Gr nghiền= (1-Tnghiền)*Gv nghiền

Khối lượng đầu vào quá trình ủ enzyme: Gv ủ= Gr nghiền= 98.7 (kg).

Khối lượng đầu ra quá trình ủ enzyme: Gr ủ= (1+Tủ)*Gv ủ= (1+0.15%)*98.7.85 (kg).

Khối lượng đầu vào quá trình ép: Gv ép= Gr ủ= 98.85 (kg).

Khối lượng đầu ra quá trình ép: Gr ép= (1-Tép)*Gv ép= (1-5%)*98.85= 93.91 (kg).

Khối lượng đầu vào quá trình làm trong: Gv làm trong= Gr ép= 93.91 (kg).

Bổ sung 0.02% enzyme: Tlàm trong= 0.02%

Khối lượng đầu ra quá trình làm trong: Gr làm trong= (1+Tlàm trong)*Gv làm trong

Khối lượng diatominte: mdiatomite= 1%*Gr làm trong= 1%*93.93= 0.94 (kg)

Khối lượng đầu vào quá trình lọc: Gv lọc= Gr làm trong= 93.93 (kg).

Khối lượng đầu ra quá trình lọc: Gr lọc= (1-Tlọc)*Gv lọc= (1-0.5%)*93.93= 93.46 (kg).

Chọn syrup có độ Brix là 70 0 Bx.

Ta có: nồng độ chất khô của sản phẩm:

Csp= (Ctáo*Gtáo+ Csyrup*Gsyrup)/(Gtáo+Gsyrup)%

Vậy khối lượng sau khi phối chế:

Gphối chế= Gr lọc+ Gsyrup= 93.46+10.78= 104.24 (kg).

Khối lượng đường RE cần dùng:

Khối lượng nước dùng hòa tan đường:

Hàm lượng acid trong sản phẩm:

Gacid citric= (Ccitric táo*Gtáo+ Ccitric syrup*Gsyrup)/(Gthành phẩm)

Khối lượng acid citric cần dùng: macid citric= 0.03%*10.78= 4.31x10 -3 (kg).

Khối lượng kalisorbate cần dùng: mkalisorbate= 0.1%*93.46= 0.09 (kg).

Khối lượng đầu vào quá trình lọc membrane: Gv lọc membrane= 104.24 (kg).

Khối lượng đầu ra quá trình lọc membrane: Gr lọc membrane= (1-Tlọc membrane)*Gv lọc membrane

Khối lượng đầu vào quá trình thanh trùng: Gv thanh trùng= Gra lọc membrane= 103.72 (kg). Tổn thất: Tthanh trùng= 0.2%

Khối lượng đầu ra quá trình thanh trùng: Gr thanh trùng = (1-Tthanh trùng)*Gv thanh trùng

Khối lượng đầu vào quá trình rót: Gv rót= Gr thanh trùng= 103.51 (kg).

Khối lượng đầu ra quá trình rót: Gr rót= (1-Trót)*Gv rót= (1-0.5%)*103.51= 102.99 (kg)

Khối lượng đầu vào quá trình ghép mí: Gv ghép mí= Gr rót= 102.99 (kg).

Khối lượng đầu ra quá trình ghép mí: Gr ghép mí= (1-Tghép mí)*Gv ghép mí

Tính cân bằng vật chất theo năng suất nhà máy

Năng suất nhà máy 20 triệu lít/năm.

Nhà máy làm việc 300 ngày.

Vậy năng suất một ngày của nhà máy là: 2*10 7 /300= 66666.67 (lít).

Chọn khối lượng riêng của sản phẩm bằng khối lượng riêng của dung dịch đường 18%. d= 1.087 kg/m 3

Khối lượng sản phẩm nước táo sản xuất trong một ngày: msp 1 ngày= 66666.67*1.087= 72466.67 (kg).

Khối lượng nguyên liệu táo cần cho 1 ngày: mnl 1 ngày= 72466.76*100/277.64= 26100.98 (kg).

Vậy khối lượng nguyên liệu cần cho 1 ngày sản xuất là:

Hình 3.13: Nguyên liệu cho 1 ngày sản xuất

Thành phần Khối lượng (kg)

Chọn hộp để chứa sản phẩm có thể tích là 250ml.

Tổn thất trong quá trình ghép mí, thanh trùng lần lượt là 0.2%, 0.2%.

Vậy số lượng hộp ban đầu cần dùng là: 66666.67*10 3 /(250*97.9%)= 272387 (hộp).

Mỗi ngày làm việc 2 ca:

Hình 3.14: Nguyên liệu cho mỗi ca

Thành phần Khối lượng (kg)

Hình 3.15: Thành phần nguyên liệu sau mỗi quá trình của mỗi ca

Thành phần Khối lượng đầu vào

Khối lượng đầu ra (kg)

Nguyên liệu sau cắt cuống 13037.44 12894.03

Nguyen liệu sau làm trong 11823.75 11096.82

Nguyên liệu sau phối trộn 10426.3 11567.75

Nguyên liệu sau lọc membrane 11567.75 11509.91

Nguyên liệu sau thanh trùng 11509.91 11486.89

Nguyên liệu sau rót hộp 11486.89 11429.46

Nguyên liệu sau ghép mí 11429.46 11406.59

LỰA CHỌN THIẾT BỊ

Băng tải con lăn

Bảng 4.12 Thông số kỹ thuật băng tải con lăn

Công suất Vận tốc Nhà sản xuất

5.5-7.5 kW 1.3-1.6 m/s Trung Quốc Định mức thời gia lựa chọn một mẻ: 1h

Hình 4.16 Băng tải con lăn [6]

Thiết bị ngâm rửa xối

Nguyên liệu ban đầu:13050.49 kg

Năng suất thiết bị: 15 tấn/h.

Thiết bị sử dụng: sử dụng thiết bị rửa CXJ-5 của công ty Saiwei, Trung Quốc.

Bảng 4.13 Thông số kỹ thuật thiết bị ngâm rửa xối

Kích thước thiết bị 12700x5700x9000 mm

Hình 4.17 Thiết bị ngâm rửa xối [7]

Thiết bị nghiền

Khối lượng nguyên liệu: 12894.03 kg.

Năng suất thiết bị: 15 tấn/h.

Thiết bị sử dụng: thiết bị nghiền hiệu RC-L của công ty Sanritsu, Nhật Bản.

Bảng 4.14 Thông số kỹ thuật thiết bị nghiền

Kích thước thiết bị 7800x4600x6600 mm

Trọng lượng thiết bị 3300 kg

Bồn ủ enzyme

Chọn hệ số chứa đầy thiết bị là 0.8.

Thể tích thiết bị là 12726,41/0.8= 15908.01 kg.

Bảng 4.15 Thông số kỹ thuật thiết bị ủ enzyme

Thiết bị ép

Nguyên liệu cần ép: 12580.05 kg.

Năng suất thiết bị: 6000 kg/h.

Thiết bị sử dụng là thiết bị ép trục vis hiệu SP-K của công ty FKC, Nhật Bản, 2 máy.

Bảng 4.16 Thông số kỹ thuật thiết bị ép trục vis

Kích thước thiết bị 960-720-11250 mm

Hình 4.20 Thiết bị ép trục vis [10]

Thiết bị làm trong

Nguyên liệu cần làm trong: 11813.93 kg

Chọn hệ số chứa đầy thiết bị là 0.8.

Thể tích thiết bị là 11813.93/0.8767,41 lít

Bảng 4.17 Thông số thiết bị làm trong

Tốc độ cánh khuấy 200 vòng/phút

Hình 4.21 Thiết bị làm trong [9]

Thiết bị lọc khung bản

Nguyên liệu cần lọc: 11096.82 kg.

Thiết bị sử dụng là thiết bị lọc khung bảng hiệu BKL4/400 của công ty Saiwei, Trung Quốc.

Bảng 4.18 Thông số kỹ thuật thiết bị lọc khung bản.

Hình 4.22 Thiết bị lọc khung bản [11]

Thiết bị nấu syrup

Lượng syrup cần nấu: 1196.66 kg.

Chọn hệ số chứa đầy 0.8.

Thể tích thiết bị cần: 1495.83 lít.

Sử dụng nồi nấu 2 vỏ có cánh khuấy JC-500

Bảng 4.19 Thông số kỹ thuật thiết bị nấu syrup

2000 l Công suất 1 kW Áp lực 0.2 MPa Nhiệt độ làm việc 100 0 C

0-720 vòng/phút Vật liệu Thép không gỉ

Hình 4.23 Nồi nấu syrup 2 vỏ [12]

Thiết bị phối trộn

Nguyên liệu cần phối trộn: 10371.09 kg.

Chọn hệ số chứa đầy 0.8.

Thể tích bồn phối trộn là: 10371.09/0.8= 12963.86

Chọn bồn phối trộn có thể tích 15000 l.

Bảng 4.20 Thông số kỹ thuật thiết bị phối trộn

2 kW Áp suất làm việc 0.5 Mpa

Nhiệt độ làm việc 100 0 C Chỉ tiêu GMP, ISO

Hình 4.24 Thiết bị phối trộn [13]

Thiết bị lọc membrane

Nguyên liệu cần lọc: 11567.75 kg.

Bảng 4.21 Thông số thiết bị lọc membrane Áp suất 6-9 bar

Kớch thước lỗ màng