HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -  - ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM Đề tài: “Quá trình và thiết bị thanh trùng đồ hộp dưa chuột bao tử dầm giấm (khối lượng 1 lọ = 500 g) năng suất 1000 lọ/h” Giảng viên hướng dẫn : T.S Trần Thị Thu Hằng Nhóm thực hiện : Nhóm 8B Thời gian : Chiều thứ 2,4 – Tuần 25,26,27 Địa điểm : Phòng C203 Hà Nội – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng DANH SÁCH THÀNH VIÊN STT Họ và tên MSV Lớp Đánh giá 1 Phạm Thị Huệ 620963 K62CNTPC 8.5 2 Nguyễn Diệu Linh 636249 K63CNTPB 8.5 3 Phạm Thị Lợi 636254 K63CNTPB 8.5 4 Đào Tuấn Minh 620782 K62CNTPA 9 5 Nguyễn Thị Minh 636256 K63CNTPB 8 6 Nguyễn Vũ Tuấn Nam 636539 K63CNTPB 8.5 2 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6 1.1 Khái quát chung về đồ hộp rau quả dầm giấm 6 1.2 Tìm hiểu về nguyên liệu và sản phẩm 7 1.2.1 Dưa chuột bao tử 7 1.2.1.1 Khái quát chung 7 1.2.1.2 Thành phần hóa học 7 1.2.1.3 Công dụng của dưa chuột bao tử 9 1.2.2 Một số nguyên liệu phụ và phụ gia 9 1.3 Tìm hiểu về quá trình thanh trùng .10 1.3.1 Khái niệm thanh trùng 10 1.3.2 Phân loại phương pháp thanh trùng 1.3.3 Chế độ thanh trùng đồ hộp 10 10 1.3.4 Ảnh hưởng của thanh trùng đến thực phẩm 12 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ HỘP DƯA CHUỘT BAO TỬ DẦM GIẤM 13 2.1 Sơ đồ quy trình .13 2.2 Thuyết minh quy trình 14 2.2.1 Nguyên liệu 14 2.2.2 Phân loại và lựa chọn 14 2.2.3 Ngâm rửa14 2.2.4 Chần 15 2.2.5 Xếp lọ 15 2.2.6 Rót dung dịch 16 2.2.7 Ghép nắp 17 2.2.8 Thanh trùng 17 2.2.9 Bảo ôn 18 2.2.10 Dán nhãn – đóng gói sản phẩm 18 CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 19 3 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng 3.1 Tính cân bằng vật chất 19 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 25 4.1 Tính cần bằng nhiệt lượng 25 4.1.1 Giai đoạn nâng nhiệt 25 4.1.2 Giai đoạn giữ nhiệt 30 4.1.3 Tính lượng nước làm nguội 30 4.1.4 Chi phí hơi nước 31 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 32 5.1 Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn .32 5.1.1 Giới thiệu sơ lược về thiết bị 32 5.1.2 Nguyên lý làm việc của thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 4 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng ĐẶT VẤN ĐỀ Dưa chuột bao tử là sản phẩm rau quả phổ biến và được trồng rộng rãi ở Việt Nam Dưa chuột bao tử đem lại những lợi ích riêng đối với sức khỏe con người và trong việc làm đẹp.Ngày nay khi xã hội ngày càng phát triển với nhiều công nghệ hiện đại ra đời phục vụ cho nhu cầu của con người, sản phẩm đồ hộp chiếm một vị trí quan trọng trong những bữa ăn hàng ngày, không chỉ đảm bảo về hương vị, thành phần dinh dưỡng mà còn rất nhanh gọn và tiện lợi, phù hợp với cuộc sống bận rộn trong xã hội Những sản phẩm đồ hộp ngày càng mở rộng và phát triển đa dạng, đặc biệt là đồ hộp rau dầm giấm đang ngày càng được ưa chuộng như dưa bao tử dầm giấm, cà chua dầm giấm, cà pháo dầm giấm, su hào dầm giấm, hành, kiệu dầm giấm… Nhưng phổ biến hơn và ưa chuộng hơn cả là dưa bao tử dầm giấm, đó là món rau quả rất ngon không thể thiếu trong các bữa cơm gia đình, không những thế mà còn rất thích hợp khi ăn kèm với nhiều món như mì, món nướng, và nhiều món tây khác Vị chua ngọt, độ giòn cộng với mùi thơm đặc trưng của các gia vị đem lại cho con người cảm giác ngon miệng Đồng thời với các tính chất đặc trưng của nguyên liệu như dưa bao tử, tỏi, ớt… cũng rất có lợi cho sức khoẻ chữa được các bệnh như khó tiêu, chán ăn… Để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng và mong muốn đem lại cho người tiêu dùng sản phẩm có nhiều lợi ích cho sức khỏe Do đó trong môn học Đồ án kỹ thuật thực phẩm chúng em chọn đề tài “Quá trình và thiết bị thanh trùng đồ hộp dưa chuột bao tử dầm giấm (khối lượng 1 lọ = 500 g) năng suất 1000 lọ/h” 5 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Khái quát chung về đồ hộp rau quả dầm giấm - Sản phẩm đồ hộp rau dầm giấm hay còn gọi là marinat rau là sản phẩm được chế biến từ các loại rau cùng với giấm ăn, muối, đường và các gia vị, sản phẩm được đóng trong hộp sắt hoặc lọ thủy tinh ghép kín mí và thanh trùng - Nước giấm có tác dụng làm tăng hương vị sản phẩm và trong đó giấm còn có vai trò của một chất bảo quản Khi môi trường có độ pH từ 4 trở xuống, các vi khuẩn gây thối như B.Coli, B.Proteus, B.Putrificus, Bacillus.Subtilis, … bị ức chế và các nha bào của nhiều loại vi khuẩn tuy không bị tiêu diệt nhưng cũng không phát triển được Trong môi trường acid acetic loãng, vi khuẩn chịu được acid và một số VSV hiếu khí khác vẫn phát triển được Muối và các tinh dầu thơm có trong gia vị cũng có tác dụng sát trùng Với nồng độ acid acetic không quá 1.8 % thì đảm bảo mùi vị sản phẩm, nhưng không đủ đảm bảo cho sản phẩm khỏi hỏng Vì vậy sản phẩm được bảo quản ở nhiệt độ thấp dưới 12 Nồng độ acid càng loãng thì nhiệt độ bảo quản càng thấp, với độ acid 0.9 – 1.2% sản phẩm phải bảo quản ở 0, nếu nồng độ acid thấp hơn 0.9% sản phẩm cần được thanh trùng, vì nồng độ đó không đủ để ức chế hoạt động của VSV dù nhiệt độ bảo quản thấp (Th.s Nguyễn Thị Thanh Bình, 2012) - Để chế biến rau dầm giấm người ta dùng giấm (nồng độ acid acetic 3 – 5%) điều chế bằng cách lên men, hoặc dùng acid acetic đậm đặc đem pha loãng Giấm pha chế từ acid acetic đậm đặc có mùi vị chua gắt, còn giấm được điều chế bằng phương pháp sinh hóa thì sản phẩm có hương vị thơm ngon hơn Nguyên liệu chính dùng để chế biến đồ hộp rau dầm giấm chủ yếu là dưa chuột, cà chua (xanh, chín), bắp cải, cà rốt, súp lơ, xu hào, kiệu, cà pháo, hành củ … Nguyên liệu phụ và phụ gia thường dùng là cần tây, thì là, hành, tỏi, ớt, ớt cay, tiêu, đường kính, muối ăn, giấm hoặc acid acetic - Hiện nay trên thị trường đã có một số sản phẩm rau hộp dầm giấm như dưa chuột, măng, bắp non, ớt cay, tỏi, củ kiệu 6 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng 1.2 Tìm hiểu về nguyên liệu và sản phẩm 1.2.1 Dưa chuột bao tử 1.2.1.1 Khái quát chung - Dưa chuột tên khoa học là Cucumis sativus ( miền nam gọi là dưa leo), là một loại quả thuộc họ bầu bí, có nguồn gốc từ Nam Á Hiện nay được trồng rộng rãi khắp nơi trên thế giới, ở nước ta dưa bao tử được trồng phổ biến ở các tỉnh như Hà Nam, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hà Nội - Sinh trưởng tốt ở nhiệt độ từ 20 – 27oC, chịu hạn kém, độ ẩm thích hợp 85 - 90%, thích hợp trồng vào vụ đông, vụ xuân Thuộc cây ngắn ngày, thời gian sinh trưởng khoảng 50 – 60 ngày, năng suất cao 10 – 18 tấn/ha, kỹ thuật trồng đơn giản Thường các giống dưa để trồng dưa bao tử là các giống dưa F1 của Nhật, Mỹ, Thái Lan,… có đặc điểm sinh trưởng khỏe, năng suất cao, nhiều hoa cái (khoảng hơn 95% số hoa), quả lớn nhanh, mỗi chùm 2 - 3 quả - Cây dưa chuột là loại cây mọc bò, thân có lông, có nhiều cành và góc Quả 7 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng dưa chuột hình thuôn dài, hình trụ, nhẵn hoặc có các bướu nhỏ, độ dài từ 10-30cm, màu xanh hoặc lục vàng nhạt, vàng nâu Quả có hạt, màu trắng dài và bóng, mọng nước.Người ta thường dựa vào tính chất và chiều dài của dưa để chế biến các sản phẩm có phẩm cấp khác nhau (Nguồn internet: http Wikipedia) 1.2.1.2 Thành phần hóa học - Rau nói chung và dưa chuột bao tử nói riêng là loại thực phẩm cần thiết trong đời sống hằng ngày và không thể thay thế được Rau được coi là nhân tố quan trọng đối với sức khỏe và đóng vai trò chống chịu với bệnh tật Theo kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học thì khẩu phần của người Việt Nam cần 2300-2500 calo năng lượng mỗi ngày để sống và hoạt động Rau góp phần đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho cơ thể người, không chỉ cung cấp chỉ số calo trong khẩu phần ăn mà còn cung cấp lượng lớn chất xơ, vitamin, các loại đa vi lượng không thể thiếu được cho sự sống của mỗi cơ thể - Dưa chuột bao tử là loại thức ăn rất thông dụng và còn là 1 vị thuốc tốt Thành phần dinh dưỡng gồm: protein, glucid, xenlulo, canxi, phosphor, sắt, natri, kali, carotene, vitamin Bảng giá trị thành phần dinh dưỡng của dưa chuột bao tử trong 100g Thành phần Hàm lượng Nước 95 g Protein 0,8 g Carbonhydrat 2,9 g Lipid 0,1 g Cenllulose 0,7 g Năng lượng 16 kcal Tro 0,5 g Vitamin A 0 mg 8 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng Vitamin B2 0,04 mg Vitamin B6 0,04 mg Vitamin PP 0,1 mg Vitamin C 5 mg Vitamin E 0,03 mg Kali 169 mg Calci 23 mg Phospho 27 mg Magie 15 mg Sắt 1 mg (Nguồn: Bảng thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt Nam- Nhà xuất bản Y học năm 2007) 1.2.1.3 Công dụng của dưa chuột bao tử - Giảm acid: tính kiềm của những khoáng tố có trong dưa leo có tác động trung hòa acid trong cơ thể và điều hòa, ổn định pH máu, dịch ép của dưa leo cũng có tác dụng làm dịu hệ tiêu hóa, hỗ trợ điều trị cho những bệnh nhân loét dạ dày, tá tràng - Huyết áp: cũng giống như dịch ép cần tây, dịch ép dưa leo cũng có chứa các khoáng tố có tác dụng điều hòa huyết áp - Mô liên kết: trong dưa leo có chứa một hàm lượng vô cùng cao silica, chất này đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc kết cấu của những mô liên kết trong cơ thể như: xương, cơ, sụn, dây chằng, gân - Làm mát: khi thời tiết khô nóng, chỉ cần uống một ly nước ép dưa leo, sẽ giúp cơ thể hằng định nhiệt - Lợi tiểu: do có tính lợi tiểu, dưa leo giúp cơ thể thải loại chất thải, độc tố qua nước tiểu, tiến trình này cũng giải quyết “vấn nạn” sỏi thận - Không ăn quá nhiều dưa chuột vì dưa chuột có tính lạnh có thể gây tiểu nhiều, không tốt cho người bị suy thận - Chú ý vị đắng có trong dưa chuột có thể gây dị ứng ở khoang miệng, gây ngứa và sưng miệng (Nguồn Internet: https://thuonghieucongluan.com.vn/gia-tri-dinh-duong-cuadua-leo-va-cong-dung-cua-no-a54449.html) 9 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng 1.2.2 Một số nguyên liệu phụ và phụ gia Ngoài nguyên liệu chính là dưa bao tử, ta cho thêm các nguyên liệu phụ như tỏi, ớt… để làm tăng thêm hương vị, sát trùng cho sản phẩm dưa chuột bao tử - Tỏi : thành phần chủ yếu của tỏi là một chất kháng sinh Allicin – hợp chất sunfua có tác dụng diệt vi khuẩn rất mạnh… Tỏi thường được dùng làm gia vị phi thơm giúp món ăn thêm mùi hấp dẫn, phòng ngừa trạng thái ung thư, giúp chống những bệnh như đau màng óc, xơ cứng động mạch (Nguồn: https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BB%8Fi) - Ớt: có tác dụng ngăn ngừa tình trạng huyết áp tăng cao Nhờ có sắc tố đỏ kết hợp với vị cay và các thành phần trong ớt khi gia nhiệt sẽ được trích ly ra trong dịch tạo ra vị nồng cay tạo ra mùi vị đặc trưng cho sản phẩm kết hợp với các thành phần khác có trong quả ớt giúp tăng thêm giá trị sử dụng cho sản phẩm (Nguồn: https://vi.wikipedia.org/wiki/%E1%BB%9At) - Muối : vừa tạo vị cho sản phẩm, vừa có tác dụng bảo quản - Đường : Tạo vị cho sản phẩm 1.3 Tìm hiểu về quá trình thanh trùng 1.3.1 Khái niệm thanh trùng - Là quá trình xử lý nhiệt nhẹ (< 100 oC) nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây hại và bất hoạt các enzyme trong thực phẩm - Thanh trùng đồ hộp: là quá trình gia nhiệt trong thiết bị thanh trùng nhằm tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật nha bào, đồng thời làm chin sản phẩm trong đồ hộp đã ghép mí với thời gian và nhiệt độ phù hợp (Bài giảng Công nghệ chế biến, TS Trần Thị Nhung) 1.3.2 Phân loại phương pháp thanh trùng  Thanh trùng được chia làm hai nhóm là thanh trùng ở nhiệt độ nhỏ hơn 100ᵒC(khoảng 80÷100ᵒC) và thanh trùng ở nhiệt độ cao với nhiệt độ lớn hơn 100ᵒC ( thường từ 105÷121ᵒC)  Thanh trùng còn được chia ra: - Thanh trùng Pasteur như đã nói ở trên là thanh trùng ở nhiệt độ dưới 100ᵒC nhằm tiêu diệt các vi sinh vật ở dạng phát triển và các loại sinh vật không bền nhiệt Thường dùng với các sản phẩm có độ chua cao: nước quả, quả có đường, rau dầm giấm, 10 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng Chần Dưa chuột 280,85 280,57 Xếp hộp Dưa chuột 280,57 279,17 Rót dịch Dưa chuột Dịch giấm 279,17 228,41 277,77 227,26 Thanh trùng Dưa chuột Dịch giấm 277,77 227,26 276,38 226,13 Bảo ôn Dưa chuột Dịch giấm 276,38 226,13 275 225 Tỏi Ớt Acid Muối Nước 2,54 2,54 2,74 13,25 205,57 2,5 2,5 Sơ chế Pha chế dịch giấm 228,41 Đường 6,85 Bảng khối lượng nguyên liệu được sử dụng trong 1 ca sản xuất Nguyên liệu Khối lượng (kg) Dưa chuột bao tử 2304,08 Tỏi 20,32 Ớt 20,32 Acid acetic 21,92 Đường 106 Muối 84,8 Nước 1644,56 25 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 4.1 Tính cần bằng nhiệt lượng Quá trình thanh trùng bằng nhiệt được thực hiện theo thứ tự: hộp được xếp vào thiết bị thanh trùng, ở đó nhiệt độ được nâng lên từ từ đến mức nhất định cần thiết, nhiệt độ này được giữ trong khoảng thời gian nhất định, sau đó từ từ hạ thấp xuống, cuối cùng hộp đã qua thanh trùng được lấy ra khỏi thiết bị Chọn chế độ thanh trùng : Trong đó: Thời gian nâng nhiệt cho thiết bị lên đến nhiệt độ thanh trùng là 10 phút Thời gian giữ nhiệt ở nhiệt độ thanh trùng là 10 phút Thời gian làm nguội thiết bị là 15 phút Nhiệt độ thanh trùng là 100 - Trọng lượng của thực phẩm trong hộp: 500g - Nhiệt độ ban đầu của thực phẩm : 60oC( sau khi rót dịch) Thành phần dinh dưỡng có trong 100g dưa chuột bao tử dầm giấm Thành phần Tỉ lệ (%) Protein (% XPr) 0,8 Cacbonhydrat (% XCHO ) 2,5 Lipit (%Xfat ) 0,7 Tro (%XAsh ) 3,9 Nước (%Xwater ) 92,1 (Nguồn: Đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất dưa chuột dầm giấm) 4.1.1 Giai đoạn nâng nhiệt Nhiệt lượng truyền vào sẽ được truyền đều cho các bộ phận trong thiết bị : nồi thanh trùng , giỏ, thực phẩm, nước Vậy nhiệt lượng chi phí cho giai đoạn đun nóng tính theo công thức tổng quát: Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 Trong đó: Q1: Nhiệt lượng đun nóng nồi thanh trùng (kJ) Q2: Nhiệt lượng đun nóng giỏ thanh trùng (kJ) 26 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng Q3: nhiệt lượng đun nóng bao bì (kJ) Q4: nhiệt lượng đun nóng thực phẩm trong hộp (kJ) Q5: Nhiệt lượng đun nóng nước trong thiết bị (kJ) Q6: Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh (kJ) 4.1.1.1 Q1: Nhiệt lượng đun nóng nồi thanh trùng Q1 = G1 × C1 × (tT – t1) Trong đó: G1: trọng lượng nồi (910kg) C1: nhiệt dung riêng của vật liệu làm nồi (0,12kcal/kg0C) tT: nhiệt độ thanh trùng () t : nhiệt độ ban đầu của nồi ( → Vậy Q1 = = 34290 (kJ) 4.1.1.2 Q2: nhiệt lượng đun nóng giỏ thanh trùng Q2 = G2×C2×(tT – t2) Trong đó: G2: trọng lượng giỏ thanh trùng (kg) C2: nhiệt dung riêng của vât liệu làm giỏ thanh trùng (0,12kcal/kg0C) t2: nhiệt độ ban đầu của giỏ thanh trùng (250C) Khối lượng giỏ thanh trùng G2 = Dày (m) × Rộng (m) × Dài (m) × Tỉ trọng inox (kg/m3) = 0,005 × 0,828 × 0,850 × 7930 = 27,91 (kg) Thực tế, trọng lượng giỏ chỉ chiếm 60%: G2= 27,91 × 60% = 16,75 (kg) → Q2 = 16,75 × 0,12 × (100-25) = 150,75 (kcal) = 631,16 (kJ) 4.1.1.3 Q3: nhiệt lượng đun nóng bao bì Người ta cho thấy rằng việc nâng nhiệt độ ban đầu của thực phẩm không chỉ có tác dụng tốt về mặt lý nhiệt cho quá trình thanh trùng mà còn có tác dụng tốt về mặt vi sinh, bởi vì nhiệt độ thực phẩm lúc bắt đầu thanh trùng càng lớn thì số lượng vi sinh vật trong đó càng ít, như vậy quá trình thanh trùng tiếp theo sẽ diễn ra với hiệu quả cao hơn Q3 = G3×C3×(tT – t3) 27 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng Trong đó: G3: trọng lượng của bao bì (kg) C3: nhiệt dung riêng của vật liệu làm bao bì (0,20kcal/kg0C) t3: nhiệt độ ban đầu của bao bì (600C) Bao bì có chiều rộng r = 9 cm, chiều cao h = 12 cm, khối lượng bao bì G = 250g Q3= 0,25×1000 × 0,2 × (100 - 60) = 2000 (kcal) =8371,6 (kJ) 4.1.1.4 Q4: nhiệt lượng đun nóng thực phẩm trong hộp Q4 = G4×C4×(t’T – t4) Trong đó: G4: trọng lượng của thực phẩm trong hộp C4: nhiệt dung riêng của thực phẩm trong hộp (kcal/kg0C) t’T: nhiệt độ của thực phẩm lúc thanh trùng (1000C) t4: nhiệt độ ban đầu của thực phẩm (600C) Tính nhiệt dung riêng của thực phẩm trong hộp Nhiệt dung riêng của thực phẩm được tính theo công thức sau: cp = pi×Xi Trong đó Xi: là hàm lượng của cấu tử i n: tổng số các loại cấu tử có trong thực phẩm cpi: nhiệt dung riêng của cấu tử thứ i Hàm lượng các cấu tử trong thực phẩm đươc tính như sau: C4 = CPr XPr+ CCHO XCHO + CFat X Fat + Cash Xash+ Cwater Xwater Bảng sự phụ thuộc của nhiệt dung riêng ( kJ/kgvào nhiệt độ ( STT Công thức tính nhiệt dung riêng Water Cwater = 4,1762 – 0,0909 10-3 T + 5,4731 10-6 T2 Carbohydrate CCHO = 1,5488 + 1,962510-3 T – 5,9399 10-6 T2 Protein CPr = 2,0082 + 1,208910-3 T - 1,3129 10-6 T2 Lipit C Fat = 1,9842 + 1,4373 10-3 T - 4,8008 10-6 T2 Tro Cash = 1,0926 + 1,8896 10 -3T - 3,6817 10-6 T2 ( Nguồn : Bài giảng vật lý thực phẩm ( GV: Trần Thị Định) 28 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng Do nâng nhiệt của thực phẩm từ 600C lên 1000C nên ta có: Thay số ta được: Water Cwater = 4,2 ( kJ/kg) Carbohydrate CCHO = 1,67 ( kJ/kg) Protein CPr = 2,1 ( kJ/kg) Lipit C Fat = 2,07 ( kJ/kg) Tro Cash = 1,22 ( kJ/kg) Vậy, nhiệt dung riêng của thực phẩm trong hộp là : C4 = 4,2 0,921 + 1,67 0,025+ 2,1 0,008 + 2,070,007 + 1,22 0,039 = 3,99 (kJ/kg) = 0.953 (kcal/ kg) → Nhiệt lượng đun nóng thực phẩm trong hộp: Q4 = 0,5×3,99 ×(100 – 60) = 79800 (kJ) 4.1.1.5 Q5: nhiệt lượng đun nóng nước trong thiết bị Q5 = G5 × C5 × (tT – t5) (kcal) Trong đó : G5 trọng lượng nước trong nồi C5 nhiệt dung riêng của nước ở 320C nhiệt dung riêng của nước là 4,176 kJ/kg0C 1kcal/kg0C t5 nhiệt độ ban đầu của nước (320C) Lượng nước cho vào nồi được tính như sau: Sau khi cho giỏ thực phẩm vào nồi, và đóng nắp thì sẽ xả nước vào trong nồi sao cho lượng nước ngập hất các hộp thủy tinh Khi đó,thể tích nước cho vào sẽ xấp xỉ bằng thể tích của nồi trừ đi thể tích của giỏ thực phẩm V1 = V – V2 (m3) Trong đó: V1: thể tích lượng nước cần thêm vào (m3) V2: thể tích giỏ thực phẩm (m3) 29 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng V: thể tích của nồi 1,8 m3 - Thể tích của giỏ thực phẩm V2 = r × d × h = 0,828 × 0,850 × 0,754 × 2 × 0,7 = 0.743 (m3) (0,7 hệ số lấp đầy trong quá trình thanh trùng) - Thể tích nước cần thêm vào V1 = V - V2 = 1,8 – 0,743 = 1,057 (m3) →Khối lượng nước cần thêm vào : G5 = 1,057 × 1000 = 1057 (kg) → Nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng nước là: Q5 = G5 × C5 × (tT – tkk) = 1057 × 1 × (100 - 32) = 71876 (kcal) = 300930,44 (kJ) 4.1.1.6 Q6: nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh Q6 = 1×F×τ1×(tN – tkk) (kcal) Trong đó: 1:hệ số tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh 1 = 8,4 + 0,06(tN – tkk) (kcal/m2.giờ.) F: bề mặt toàn phần của nồi thanh trùng τ1: thời gian nâng nhiệt theo công thức thanh trùng (10/60h) tN: nhiệt độ trung bình ở vỏ ngoài của nồi trong giai đoạn đun nóng( ̊C), tN = tkk: nhiệt độ của không khí () - 1 = 8,4 + 0,06(tN – tkk) = 8,4 + 0,06 × (62,5 – 25) = 10,65 (kcal/m2.giờ) - F: diện tích nồi thanh trùng: Đường kính nắp nồi là 1,1 m => bán kính: R = 0,55m Chiều dài của nồi là: H = 1.895 m F = 2π × R × H = 2π × 0,55× 1,895 = 6,545(m2) → Q6 = 10,65 × 6,545 × × (62,5 - 25) = 435,65 (kcal) = 1823,99 (kJ) → Lượng nhiệt chi phí cho giai đoạn đun nóng là QT = 34290 + 631,16 + 8371,6 + 79800 + 300930,44 + 1823,99 = 425847,19 kJ 30 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng (Nguồn: Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm) 4.1.2 Giai đoạn giữ nhiệt Trong giai đoạn này, nhiệt lượng chi phí dùng để bù đắp cho nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh, vì nồi, giỏ, bao bì, thực phẩm,… đều đã được đun nóng đến nhiệt độ thanh trùng Q7 = α2×F×τ2×(tvn – tkk) Trong đó: α2 là hệ số tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh α2 = 8,4 + 0,06 × (tvn – tkk) (kcal/m2.giờ.0C) τ2 thời gian giữ nhiệt không đổi theo công thức thanh trùng (10/60 giờ) tvn nhiệt độ trung bình của vỏ ngoài của nồi trong giai đoạn giữ nhiệt (1000C) Thay số, ta có: α2 = 8,4 + 0,06×(100 – 32) = 12,48 (kcal/m2.giờ.0C) → Q7 = 12,48×6,545 × × (100 – 32) = 925,72 (kcal) = 3875,82 (kJ) (Nguồn: Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm) 4.1.3 Tính lượng nước làm nguội Đồ hộp sau khi thanh trùng xong được làm nguội xuống t k = 400C trong thời gian là 15 phút (15/60h) Nhiệt độ của nước sử dụng làm nguội là t0 = 320C Lượng nước làm nguội được tính như sau: Gọi G’ là tổng trọng lượng của nồi G1, giỏ thanh trùng G2, bao bì G3, ta có: G’ = G1 + G2 + G3 (kg)= 910 + 16,75 + (0,25 × 1000) = 1176,75 (kg) Nhiệt dung riêng của trọng lượng G’: C’ = (kcal/kg0C) = = 1.04 (kcal/kg0C) = 4,33 (kJ/kg0C) Khi làm nguội, nước làm nguội thu nhiệt của thực phẩm, của nồi, bao bì Nhiệt lượng truyền từ thực phẩm trong hộp đến bao bì, giỏ, nồi, và nước thanh trùng: Lượng nước cần thiết để làm nguội được tính theo công thức: 31 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng W = 2,303 × (G4 × C4 × lg + G’ × C’× lg ) (kg) = 2,303×(0,5 × 1000 × 0,953 × lg + 1176,75 × 1,04 × lg) = 3639,5 (kg) (Nguồn: Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm) 4.1.4 Chi phí hơi nước  Trong giai đoạn đung nóng chi phí hơi tổng cộng là: D1 = (kg) Trong đó QT : Nhiệt lượng chi phí cho giai đoạn đun nóng i1 : Nhiêt hàm của nước ngưng (kcal/kg) i2 : Nhiệt hàm của hơi nước (kcal/kg) Tra bảng nhiệt hàm tại 60 độ ta có: i1 = 2609 kcal/kg, i2 = 251,1 kcal/kg → D1 = = 180,6 (kg) Và cường độ chi phí hơi: = = 1083,6 (kg/h)  Trong giai đoạn giữ nhiệt chi phí hơi là: D2 = (kg) Trong đó Q7 : Nhiệt lượng chi phí cho giai đoạn giữ nhiêt → D2 = = 1,64 (kg) Và cường độ chi phí hơi: = = 9,84 (kg/h)  Như vậy chi phí hơi cho một chu kỳ thanh trùng là: D = D1 + D2 = 180,6 + 1,64 = 182,24 (kg) (Nguồn: Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm) 32 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 5.1 Thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn 5.1.1 Giới thiệu sơ lược về thiết bị - Thiết bị: Thiết bị thanh trùng gián đoạn HL – GT7C3A - Tên hãng: Surdry (Spain) dùng hơi – nước phun - Số lượng : 2 Thiết bị thanh trùng HL – GT7C3A Hình chiếu của thiết bị thanh trùng 33 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng  Một số thông số thiết bị: Các thông số của thiết bị được biểu diễn theo các kí hiệu trên ba hình chiếu được thể hiện trong bảng sau Một số thông số của thiết bị thanh trùng gián đoạn STT Tên Thông số 1 Chiều dài ngoài (A) mm 2150 2 Chiều dài nồi (B) mm 1895 3 Chiều rộng (C) mm 1650 4 Chiều cao (D) mm 1450 5 Số lượng giỏ 6 Khối lượng thiết bị (kg) 910 7 Đường kính nồi (mm) 1100 8 Thể tích nồi (m3) 1,8 8 Công suất điện (kW) 4.5 10 Nhiệt độ làm việc lớn nhất (oC) 143 11 Áp lực làm việc lớn nhất (MPa) 0,3 2 Với mỗi loại máy thanh trùng thì có kích thước giỏ tiếp liệu tương ứng Hình ảnh loại giỏ tiếp liệu đạt chuẩn đổi với thiết bị thanh trùng A- 14x này được thể hiện trong hình 5.3 dưới đây Giỏ tiếp liệu và thông số kích thước của giỏ (Luận văn công nghệ sản sản xuất sữa tiệt trùng,GVHD Lê Văn Việt Mẫn ) 34 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng 5.1.2 Nguyên lý làm việc của thiết bị thanh trùng làm việc gián đoạn  Nguyên tắc làm việc Xe chứa sản phẩm được đẩy vào thiết bị trên đường ray, nắp dạng cầu đóng mở được nhờ cơ cấu tay quay, được đóng kín nhờ bánh xe chốt Gia nhiệt cho nước trong nồi đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của hộp thực phẩm khoảng 10 – 15 oC, mực nước trong nồi phải đảm bảo cao hơn lớp hộp trên cùng 10 – 15 cm Lúc này tiếp tục cho hơi nước để nâng nhiệt cho thiết bị tới nhiệt độ thanh trùng theo công thức Sau đó bắt đầu quá trình thanh trùng thực sự (quá trình giữ nhiệt), van hơi nước được đóng bớt lại đủ duy trì nhiệt độ thanh trùng Trong quá trình thanh trùng, với mục đích tạo tác dụng khuấy trộn để nhiệt độ phân bố đồng đều thể tích nồi, cứ mỗi 5 – 10 phút người ta lại xả bớt hỗn hợp khí phía trên nồi, cho thêm hỗn hợp khí và hơi vào từ phần dưới Công đoạn làm nguội được tiến hành bằng cách cho nước lạnh vào phía trên thiết bị đồng thời tháo nước nóng ra ở phía dưới Khối lượng riêng của nước lạnh lớn nên sẽ hòa trộn nhanh xuống phần nước nóng ở dưới gây ra tác dụng đảo trộn, nhờ vậy nhiệt độ thiết bị đồng đều, hộp thực phẩm cũng được làm nguội đồng đều Trong giai đoạn làm nguội, áp suất đối kháng vẫn giữ ổn định như khi đang thanh trùng Chỉ vào cuối qúa trình làm nguội mới đóng van nước và khí lại, hạ áp xuất trong thiết bị xuống bằng áp xuất khí quyển rồi mở nắp lấy hộp ra Khi làm nguội một số đồ hộp thủy tinh lớp trên cùng có thể bị nứt vỡ nếu các tia nước lạnh xối thẳng vào hộp do nhiệt độ của nước và hộp quá chênh lệch Điều này có thể được ngăn ngừa bằng các dùng ống phun nước lạnh về hướng thành thiết bị, các tia nước lạnh đập vào thành thiết bị trở nên ấm hơn rồi mới rơi xuống hộp, nhờ vậy, các hộp được làm nguội từ từ (Nguồn: Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm)  Tính toán số hộp đựng trong một giỏ 35 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng  Số lớp đồ hộp thủy tinh trong giỏ: a = Trong đó: h1 chiều cao của giỏ (mm) h2 chiều cao của hộp (mm) → a = → a = 6 lớp  Số hàng trong một giỏ: b = Trong đó: d1 chiều rộng của giỏ (mm) d2 đường kính của hộp (mm) → b = → b = 9 hàng  Số hộp trong một hàng trong giỏ: c = Trong đó: d3 chiều dài của giỏ (mm) d2 đường kính của hộp (mm) → c = → c = 9 hộp → Số hộp dưa chuột có thể chứa trong một giỏ là: N = a x b x c = 6 x 9 x 9 = 486 hộp → 1 giỏ thanh trùng được 486 hộp → cần 2 giỏ cho 1 giờ sản xuất Vây một ca làm việc 8 tiếng: thời gian chuẩn bị nguyên liệu là 3 tiếng, thời gian thanh trùng là 4 tiếng , 1 tiếng còn lại là đóng gói và vận chuyển vào kho bảo quản 5.1.3 Ưu nhược điểm của thiết bị thanh trùng gián đoạn   - Ưu điểm Không phụ thuộc vào hình dạng và kích thước của bao bì Thích hợp với nhiều loại tác nhân gia nhiệt Thao tác điều chỉnh đơn giản Năng suất lớn Nhược điểm Tốn nhiều năng lượng Thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích Chi phí hơi và nước lớn 36 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng việt 1 Th.s Nguyễn Thị Thanh Bình, tiểu luận môn công nghệ chế biến đồ hộp, 2012 2 TS Trần Thị Nhung, Bài giảng công nghệ chế biến 3 Giáo trình công nghệ chế biến thực phẩm đồ hộp – DH Cần Thơ 4 Ths Nguyễn Lệ Hà, Nguyên lý sản xuất đồ hộp 5 ThS Trần Thị Lan Hương (2006) Giáo trình thực tập công nghệ chế biến rau quả, NXB Nông Nghiệp 6 Trần Thị Lan Hương, bài giảng công nghệ chế biến rau quả 7 Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Lệ Hà, Nguyên lý sản xuất đồ hộp thực phẩm, nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật, 2009 8 Hà Văn Thuyết, Cao Hoàng Lan, Nguyễn Thị Hạnh- Công nghệ rau quả 9 Đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất dưa chuột dầm giấm 10.Lê Văn Việt Mẫn, Luận văn công nghệ sản sản xuất sữa tiệt trùng 11.Tôn Thất Minh, Giáo trình các quá trình và thiết bị trao đổi nhiệt tập II  Tài liệu Internet 1 http:// Wikipedia 2 https://www.foodnk.com/quy-trinh-san-xuat-rau-qua-dam-giam.html 3 https://vi.wikipedia.org/wiki/%E1%BB%9At 4 https://vi.wikipedia.org/wiki/T%E1%BB%8Fi 5 https://dinhduong.online/7-gia-tri-dinh-duong-co-trong-dua-chuot-bancan-biet.html 37 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 Đồ án Kỹ thuật thực phẩm GVHD: T.S Trần Thị Thu Hằng 6 https://cndhtp12.wordpress.com/2012/05/29/31/ 7 https://chaongaymoi.vn/dinh-duong?thucpham=DXFD4027; http://www.vansu.vn/dinh-duong/bang-thanh-phan-dinh-duong-thucpham/120/dua-chuot 8 http://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-quy-trinh-san-xuat-san-pham-duachuot-bao-tu-dam-dam-tai-cong-ty-cp-rau-qua-bac-giang-1925 38 Nhóm 8B – Tuần 25,26,27 Học kì II – Năm học 2019 – 2020 ... ích cho sức khỏe Do mơn học Đồ án kỹ thuật thực phẩm chúng em chọn đề tài ? ?Quá trình thiết bị trùng đồ hộp dưa chuột bao tử dầm giấm (khối lượng lọ = 500 g) suất 10 00 lọ/ h” Nhóm 8B – Tuần 25,26,27... dạng, đặc biệt đồ hộp rau dầm giấm ngày ưa chuộng dưa bao tử dầm giấm, cà chua dầm giấm, cà pháo dầm giấm, su hào dầm giấm, hành, kiệu dầm giấm? ?? Nhưng phổ biến ưa chuộng dưa bao tử dầm giấm, rau ngon... .10 1. 3 .1 Khái niệm trùng 10 1. 3.2 Phân loại phương pháp trùng 1. 3.3 Chế độ trùng đồ hộp 10 10 1. 3.4 Ảnh hưởng trùng đến thực phẩm 12 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐỒ HỘP DƯA CHUỘT BAO