Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây có thể nhận thấy thị trường nước giải khát có gas đang bị lấn át bởi
các loại nước không gas với tốc độ tăng trưởng 10%/năm. Theo khảo sát của một số công ty
nghiên cứu thị trường, tốc độ tăng trưởng của ngành sản xuất nước giải khát Việt Nam hiện nay
đạt khoảng 7%/năm,trong đó ,thị phần các loại nước giải khát không gas ngày một cao hơn.
Trong khi nước ngọt có gas giảm 5% thị phần thì ngành hàng nước uống có nguồn gốc từ thiên
nhiên tăng 12%. Điều đó cho thấy có sự chuyển dịch tiêu dùng sang lựa chọn nước giải khát
không gas (nước uống trái cây và nước tinh khiết ) và nhu cầu của người tiêu dùng hiện nay là
hướng tới sử dụng thực phẩm từ tự nhiên. Những sản phẩm này không chỉ có lợi cho sức khỏe
mà còn thân thiện với môi trường. Đến nay đã có hơn 100 loại nước giải khát không gas ( không
kể đến nước uống đóng chai, nước khoáng ), được khai thác từ thiên nhiên như củ, quả, các loại
trà thảo mộc.
Bụp giấm ( Hibiscus sabdariffa L. ) thuộc họ Bông ( Malvaceae ), tên khác là cây giấm, bông bụt
giấm, đay Nhật, là một cây bụi cao 1-2m. Về mặt hóa học, hoa bụp giấm chứa anthocyanin 1,5
%, acid hữu cơ, nhựa, đường, alcaloid, các vitamin A, B, C, D và các thành phần khác.
Anthoyanins có nhiều trong tự nhiên, chúng phân bố nhiều trong thực vật, hoa, đặc biệt có nhiều
trong đài hoa bụp giấm. Anthocyanin trong hoa bụp giấm chủ yếu là delphinidin-3-sambubiosid
( hisbicin hay daphiriphilyn ) và cianidin-3- sambubiosid.Chúng có nhiều ứng dụng trong y học
cũng như trong thực phẩm. Anthocyanin đưa các chất chống oxy hóa như flavonoid vào trong cơ
thể để bảo vệ tế bào, giúp ngăn ngừa các nguy cơ xơ vữa động mạch, tai biến mạch máu não,
thoái hóa gan… Các dẫn xuất của anthocyanin có tác dụng tái tạo tế bào võng mạc và giúp tăng
thị lực vào ban đêm. Anthocyanin còn là một sắc tố màu đỏ dùng đê nhuộm màu thức ăn và đồ
uống, thay thế các loại hóa chất tổng hợp thường gây độc.
Với những tính chất trên của anthocyanin thì sản phẩm nước uống từ hoa bụp giấm rất có lợi cho
sức khỏe người tiêu dùng, sản phẩm còn có màu đỏ bắt mắt, mà không cần sử dụng các chất tạo
màu hóa học, do đó rất an toàn đối với người tiêu dùng. Ngoài ra sản phẩm có vị chua dịu, có
khả năng kích thích tiêu hóa.

Ở nước ta hoa bụp giấm được công ty dược liệu TW 2 trồng nhiều ở Bà Rịa, Đồng Nai, Sông Bé,
Bình Thuận (với diện tích khoảng 400 ha) để xuất khẩu. Năng suất khoảng 400-800kg đài
khô/ha. Hiện nay ở nước ta vẫn chưa có sản phẩm công nghiệp từ đài hoa bụp giấm, chủ yếu vẫn
là xuất khẩu thô. Các sản phẩm từ hoa bụp giấm như mứt, nước uống, trà… đều chỉ dừng lại ở
mức độ dân gian hay sản xuất thủ công. Do đó, việc tạo ra một sản phẩm nước giải khát công
nghiệp từ hoa bụp giấm sẽ đem lại lợi ích rất lớn cho nền công nghiệp thực phẩm ở nước ta và
mang lại lợi ích lớn về sức khỏe cho nhiều ngươi tiêu dùng.


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Với các yếu tố trên, em thực hiện đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất nước giải khát từ hoa bụp
giấm với năng suất 90 tấn/năm với mong muốn tạo ra một sản phẩm ở quy mô công nghiệp nhằm
đáp ứng như cầu hiện nay của thị trường.


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Chƣơng 1 : NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
1.1. BỤP GIẤM
 Giới thiệu chung [4]








Ngành
Lớp
Bộ
Họ
Chi
Loài

Hạt kín
Hai lá mầm
Bông
Bông

Angiosperms
Dcotylednae
Malvales
Malvaceae
Hibiscus
H. sabdariffa

Tên khoa học : Hibiscus sabdariffa L.
Tên thường gọi : Bụp giấm
Tên khác : Lạc thần, đay nhật.
1.1.1. Mô tả thực vật

Hình 1.1 : Cây bụp giấm

Hình 1.2 : Đài hoa bụp
giấm

Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Hisbiscus L. là một chi lớn trong họ bông, phần lớn là cây bụi hay gỗ nhỏ, cao 1,5 - 2m.
Thân có màu lục, tím nhạt hay đỏ tía, phân nhánh ở gốc. Cành nh n hoặc hơi có lông. Lá mọc so
le, gân lá có màu đỏ nhạt, dài từ 7,5 – 12,5 cm, lá ở gốc nguyên, lá phía trên chia 3 – 5 thùy, hình
chân vịt, m p lá có răng cưa.. Hoa to, mọc riêng rẽ ở nách lá, gần như không có cuống. ở giữa
màu đỏ tím sẫm; đài phụ (tiểu đài) gồm 8 – 12 cánh h p, phần dưới dính liền, có lông nhỏ, nở
xo ra và gập xuống; đài chính to, các lá đài dày, nhọn đầu, mọng nước màu đỏ tía.
Mùa hoa quả: tháng 7 – 10. Hoa bụp giấm được thu hái vào mùa thu, lúc các lá đài còn
mềm, không nhăn h o và có màu đỏ sẫm. Và cũng chỉ thu hái trong vòng 15-20 ngày sau khi hoa
nở vì để lâu, các tính chất dược lý sẽ giảm.
Tu theo mục đích sử dụng, người ta phân loại bụp giấm thành hai loại :
Hibiscus sabdariffa L. var. sabdariffa được trồng để lấy đài ăn và làm thuốc.
Hisbiscus sabdariffa L. var. altissima được trồng chủ yếu để lấy sợi.
1.1.2. Phân bố sinh thái [4]
Cây bụp giấm được trồng phổ biến ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới châu và châu hi. Ở
n Độ, có khoảng 40 loài, Việt Nam 23 loài… Nhiều loài là cây trồng làm cảnh, làm thuốc và
làm rau. Hiện nay có hai nước được xem là nguồn cung cấp bụp giấm chủ yếu là Thái Lan và
Trung Quốc.
Cây bụp giấm có nguồn gốc ở Tây hi và được dùng để lấy lá, đài hoa. Hiện có 2 loại
được trồng tương đối phổ biến là Hibiscus sabdariffa L. var sabdariffa và Hibiscus sabdariffa var
altissima. Ở nước ta, từ lâu cây Bụp giấm được trồng làm cảnh khá phổ biến. Cây ưa sáng, ưa ẩm
và có thể hơi chịu hạn. Cây trồng ở Việt Nam tỏ ra có khả năng thích nghi với nhiều loại đất, kể
cả đất đồi vùng trung du, hơi chua. Cây này trồng nhiều ở miền Trung, có đặc tính không kén
đất, ưa đất đồi núi, khí hậu nóng ẩm ở Đông Nam bộ. Ở miền Bắc, cây này được trồng thí điểm ở
vùng Hà Tây và Bắc Thái. Từ đầu thập niên 90 đến nay, bụp giấm (giống lấy từ Đức) được Công

ty Dược liệu TW 2 trồng nhiều ở Bà Rịa, Đồng Nai, Sông Bé, Bình Thuận (với diện tích khoảng
400 ha) để xuất khẩu. Năng suất khoảng 400 -800kg đài khô/ha.
1.1.3. Thành phần hóa học của hoa bụp giấm.
Trong hoa bụp giấm chứa các thành phần như : protein, chất xơ, tro, cacbohydrate,
polyphenol, vitamin, các acid hữu cơ và khoáng.


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Bảng 1.1 : Hàm lƣợng các chất có trong 100 g hoa bụp giấm khô
(Hibiscus sabdariffa L. var. sabdariffa) [3]
Thành phần

Hàm lƣợng

Nước

12.81

g

Protein

7.51

g

Chất béo

0,46

g

Xơ

11,17

g

Tro

11.24

g

Carbohydrate

57.62

g

Ascorbic acid

140.13 mg

Anthocyanin

622.9

mg

Ca

0.46

mg

P

7.51

mg

1.1.3.1.Nƣớc
Là thành phần chủ yếu của đài hoa.
Vai trò :
 Là môi trường xảy ra các phản ứng của các chất hòa tan.
 Tham gia các phản ứng thủy phân và oxy hóa khử xảy ra trong các tế
bào.
1.1.3.2. Protein
Là nguồn cung cấp các axit amin trong đài hoa. Các axit amin trong đài hoa
chủ yếu gồm : Arginin, cistein, histidin, isoleucin, methionin, phenylalanin,
threonin, valine, glycine…
1.1.3.3.Carbohydrate
Nhóm carbohydrate có mặt trong bụp giấm gồm các gốc đường đơn (glucose,
fructose, sucrose…), oligosaccharide, polysaccharide…
Tỉ lệ carbohydrate trong bụp giấm khá cao (9.2 – 76.5%). Tuy nhiên, riêng ở
phần hoa, tỉ lệ carbohydrate chỉ có 3.3%, trong đó glucose chiếm tỉ lệ nhiều

nhất, tiếp theo là fructose và sucrose.
1.1.3.4.Acid hữu cơ
Các acid hữu cơ có mặt trong bụp giấm gồm acid citric, acid tartaric, acid
malic, acid succinic, acid hibiscic và một số acid khác.Acid hữu cơ chiếm


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

khoảng 15 - 30% thành phần bụp giấm, trong đó acid citric và acid tartaric
chiếm trên 75% tổng số các acid có trong bụp giấm.
1.1.3.5.Anthocyanin
Thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khả năng hòa tan trong nước và chứa
trong các không bào. Trong đài hoa bụp giấm có chứa nhiều anthocyanin, chủ
yếu là delphinidin – 3 – sambubiosid ( hibiscin hay daphiriphylin ) và cyanidin
– 3 – sambubiosid. Các chất này tan tốt trong nước, dễ bị phân hủy bởi nhiệt
độ và oxy, làm cho dung dịch bị mất màu. Tùy thuộc vào pH mà dung dịch sẽ
có màu từ đỏ đến xanh, thông thường pH của dung dịch phải b hơn 4 để giữ
màu đỏ đặc trưng của sản phẩm.

`
Bảng 1.2 Cấu trúc một số loại anthocyanin thƣờng gặp

Hình 1.3. Cấu trúc của Delphinidin và Cyanidin


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Anthocyanins nhiều ứng dụng trong y học cũng như trong thực phẩm.
Anthocyanin có khả năng chống oxy hóa và ngăn ngừa ung thư. Anthocyanin
còn là một sắc tố màu đỏ được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm hiện nay.
1.1.3.6. Khoáng [3]
Các chất khoáng có trong đài hoa bụp giấm chủ yếu là : K, , Na, Ca…
Bảng 1.3 : Hàm lƣợng chất khoáng có trong đài hoa bụp giấm
(Hibiscus sabdariffa L. var.sabdariffa) [3]
Hàm lƣợng

Thành phần

K

12.81 mg

P

7.51

mg

Na

11.17 mg

Ca

0.46

Mg

11.24 mg

Cu

4.32

mg

Mn

2.39

mg

Zn

6.51

mg

Fe

37.80 µg

mg

1.1.3.7. Vitamin
Trong hoa bụp giấm có chứa các vitamin A, B, C, D. Trong đó chủ yếu là

vitamin C, vitamin này bị mất nhiều trong quá trình chế biến.
Bảng 1.4 : Tiêu chuẩn của nguyên liệu hoa bụp giấm khô dùng trong sản
xuất.

Thành phần

Hàm lƣợng

Nước

12

g

Protein

7

g

Chất béo

0,46 g

Xơ

10

g

Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Tro

11

g

Carbohydrate

55

g

Ascorbic acid

130 mg

Anthocyanin

600.9

mg

1.1.4. Công dụng của hoa bụp giấm [5]
1.1.4.1. Tác dụng dƣợc lý :
Đài hoa bụp giấm có tác dụng :

 Hạ huyết áp và có tính kháng sinh, hỗ trợ tim mạch, chống xơ vữa động
mạch.
 Anthoccyanins có trong đài hoa bụp giấm có khả năng chống oxi hóa
và chống ung thư.
1.1.4.2. Trong thực phẩm :
Đài hoa có vị chua, có thể dùng làm gia vị thay giấm, làm nước giải khát,
làm mứt, xiro, nước giải khát hay làm trà thảo mộc.
Ngoài ra hiện nay trên thế giới và ở nước ta đã sử dụng chất màu trích ly từ
đàihoa bụp giấm để sử dụng như là một chất màu tự nhiên trong công nghệ
thực phẩm. Chất màu anthocyanin (E163) đã được cho phép sử dụng rộng rãi
trong các loại thực phẩm như đồ uống
( 30-40 ppm), mứt trái cây (20-60)
ppm, bánh k o.
1.2. Nƣớc
Là thành phần chủ yếu trong sản phẩm, thành phần và tính chất của nước sẽ ảnh hưởng trực
tiếp đến chất lượng sản phẩm.
Các chỉ tiêu chất lượng nước ( theo Quyết định số 1329/2002/BYT/QĐ ) :



Chỉ tiêu cảm quan : Trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ.
Chỉ tiêu hóa lý
: pH = 6-7
Bảng 1.4 : Chỉ tiêu hóa lý của nƣớc

Chỉ tiêu

Độ
cứng
tổng

Clo

H2SO4

As

Pb

F

Zn

Cu

Fe

Độ oxy
hóa

Độ cặn


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm
Hàm lƣợng
(mg/L)



≤ 1,5`

≤ 0,5

≤ 80

≤0,05

GVHD :

≤ 0,1

≤3

≤5

≤3

≤ 0,3

≤ 0,75

≤ 600

Chỉ tiêu vi sinh :
Bảng 1.5 : Chỉ tiêu vi sinh của nƣớc

Loại vi sinh vật

Coliform
tổng

Coliform
faecalis

E. coli

Sulfit`5-reducing
Clostridia

Tổng số VSV hiếu
khí

Lƣợng cho phép
(tb/mL)

0

0

0

0

20

`
Nước sử dụng là nước do Tổng công ty cấp nước Sài Gòn cung cấp.
1.3. Đƣờng ( theo TCVN 6959 : 2001 )
Đường được bổ sung vào dung dịch nhằm mục đích cung cấp năng lượng và điều vị cho sản
phẩm. Đường sử dụng là đường sacharose tinh luyện.

Các chỉ tiêu của đường :
 Chỉ tiêu cảm quan :
Kích thước hạt : đồng đều
Mùi vị : tinh thể đường và dung dịch đường trong nước cất có vị tựnhiên, không
có mùi vị lạ.
Màu sắc :
 Đối với hạng A : tinh thể màu trắng khi pha vào nước cho dung dịch trong
suốt.
 Đối với hạng B : tinh thể có màu trắng ngà tới trắng, khi pha vào nước cho
dung dịch trong.
 Chỉ tiêu hóa lý :
`5

Bảng 1.6 : Chỉ tiêu hóa lý của đƣờng
Tên chỉ tiêu

1. Độ Pol (%)

Hạng A

Hạng B

99,7

99,5


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

2. Hàm lượng đường khử (%)

< 0,1

< 0,15

3. Tro dẫn điện (%)

< 0,07

< 0,1

4. Độ ẩm sau sấy ở 105oC trong 3h

0,06

0,07

5. Độ màu (oUI)

160

200

 Chỉ tiêu hóa học :
Dư lượng SO2 tối đa :
 Hạng A : 20 mg/kg
 Hạng B : 70 mg/kg
Mức tối đa của các chất nhiễm bẩn :

 As < 1 mg/kg
 Cu < 2 mg/kg
 Pb < 0.5 mg/kg
Đường sử dụng là đường của công ty cổ phần đường Biên Hòa.
Chỉ tiêu cảm quan :
Bảng 1.7 : Chỉ tiêu cảm quan của đƣờng Biên Hòa
Stt

Chỉ tiêu

1

Trạng thái bên ngoài

2

Mùi vị
Màu sắc

Phương pháp
thử

TCVN
6959:2001

3

Mức quy định

Tinh thể tương đối đồng đều

Tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong
nước cất có vị ngọt, không có mùi lạ, vị lạ
Tinh thể đường có màu trắng sáng. Khi pha trong
nước cất, dung dịch đường trong

Chỉ tiêu hóa lý :
Bảng 1.8 : Chỉ tiêu hóa lý của đƣờng Biên Hòa
Stt
1

Chỉ tiêu
Độ ol, tính bằng 0Z, không nhỏ hơn

Mức quy định
99,50

Phƣơng pháp thử
ICUMSA
GS 2/3-1 (94);hoặc
Foodstuffs-EC (94)


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

2

3

4

GVHD :
ICUMSA 2003

Hàm lượng đường khử, tính bằng % khối
lượng, không lớn hơn

0,15

Tro độ dẫn, tính bằng % khối lượng, không lớn
hơn

0,10

Độ ẩm, tính bằng % khối lượng, không lớn hơn

0,07

GS 2-6 (2001)
ICUMSA 2003
GS 2/3-17(2002)
ICUMSA 2003
GS 2/1/3-15 (1994)
ICUMSA 2003

5

Độ màu, tính bằng độ ICUMSA, không lớn hơn

200

6

Hàm lượng tạp chất (ppm)

90

GS 2/3-9 (2002)
ICUMSA 2003

1.4. Nguyên liệu phụ
Kali sorbat : được cho vào sản phẩm với mục đích bảo quản sản phẩm. Kali sorbat ức
chế mạnh nấm men và nấm mốc nhưng lại ít tác động đến vi khuẩn. Kali sorbat cho
phép sử dụng tối đa trong đồ uống là 1000 ppm.
1.5. Bao bì
Sử dụng loại chai ET rót nóng được sản xuất bởi công ty Ngọc Nghĩa.

Hình 1.5 : Chai PET rót nóng
Chai ET do công ty Ngọc Nghĩa sản xuất có các đặc tính sau :
 Chai cứng cáp, không móp hoặc biến dạng sau khi chiết rót ở nhiệt độ cao
 Thay thế hoàn hảo cho chai thủy tinh truyền thống vốn nặng nề khi vận chuyển,
dễ vỡ, k m vệ sinh vì nếu để lâu nắp và miệng chai có thể bị rỉ s t.


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

 Gọn nh và vệ sinh do nguyên liệu ET của chai và olyliner của nắp nhựa
không độc hại.
 Chai sau khi sử dụng không cần phải trả lại cho người bán nên không phải tốn

tiền thế chai.
 Trên hết, hương vị tươi ngon của thức uống vẫn được giữ nguyên thủy trong thời
gian bảo quản.
 Chai trong suốt nên màu sắc của thức uống hoàn toàn tự nhiên, tạo cảm giác an
toàn thực phẩm và bắt mắt đối với người tiêu dùng.
Quy cách và đặc tính kỹ thuật của một số loại chai PET chịu nhiệt
Thể Tích Chai
(ml)

Trọng Lượng
(g)

Chiều Cao
(mm)

Đường Kính Chân Đáy
(mm)

2000

64

305

107

1500

54

310

93

1000

42

275

82

500

27

207

68

250

22

179

52

200

19

140

50

Loại
Cổ

Kiểu Dáng
Chai

PCO
28
PCO
28
PCO
28
PCO
28
PCO
28
PCO
28

Dạng Vuông
Dạng Tròn
Dạng Tròn
Dạng Tròn
Dạng Tròn

Dạng Tròn

Bảng 1.9 : Qui cách của một số loại chai PET chịu nhiệt

Mục

Thông Số

Đơn Vị

Đặc Tính Kỹ Thuật

1

Nhiệt độ chiết rót

o

C

88

2

Thời gian đứng

Giây

60

3

Thời gian nằm ngang

Phút

60

4

Thời gian làm nguội

min

20

5

Mức chịu tải trọng ở 85 C

o

kg

> 15

6

Mức chịu tải trọng ở 20 C

o

kg

> 20

7

Méo, Biến dạng

-

Không

8

Độ kháng chân không

ml

> 55


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm
9

Hạt nhựa Homo polymer IV

GVHD :
Dl/g

0.80

Bảng 1.10 : Đặc tính kỹ thuật của chai PET chịu nhiệt
Chai sử dụng cho sản phẩm được đặt hàng công ty Ngọc Nghĩa. Thể tích chai 350 ml,
dạng tròn, nhiệt độ chiết rót là 90 oC.
1.6. Sản phẩm

Hình 1.6 : Sản phẩm nƣớc uống từ hoa bụp giấm.
Dựa vào Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7041-2002 quy định kỹ thuật đồ uống không cồn.
Chỉ tiêu cảm quan
Độ trong : trong suốt, hoàn toàn không lẫn tạp chất lạ.
Màu sắc : thơm đặc trưng, không có mùi vị lạ.
Vị
: đặc trưng, hài hòa, dễ chịu, không có mùi vị lạ.
Chỉ tiêu hóa lý
Hàm lượng chất khô : 4 %
pH
: 5,5
Giới hạn hàm lƣợng kim loại nặng


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Tên kim loại

Giới hạn tối đa (mg/L)

Asen (As)

0,1

Chì (Pb)

0,2

Thủy ngân (Hg)

0,05

Cadimi (Cd)

1

Bảng 1.13 : Giới hạn của hàm lƣợng kim loại nặng của đồ uống không cồn
Chỉ tiêu vi sinh vật đối với sản phẩm đóng chai

Chỉ tiêu
Tổng vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong một ml sản phẩm

Giới hạn tối đa
102

E.coli, số vi khuẩn trong một ml sản phẩm

0

Coliforms, số khuẩn lạc trong một ml sản phẩm

10

Cl.perfringens, số khuẩn lạc trong một ml sản phẩm

0

Streptococci faecal, số khuẩn lạc trong một ml sản phẩm

0

Tổng số nấm men, nấm mốc, số khuẩn lạc trong một ml sản phẩm

10

Bảng 1.14 : Chỉ tiêu vi sinh vật đối với sản phẩm đóng chai


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

CHƢƠNG 2 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Sơ đồ quy trình công nghệ

Hoa bụp
giấm khô

Làm sạch
Nghiền

Bã
Nước

Trích ly
Cặn

+\

Bột trợ lọc
Syrup saccharose

Lọc

Phối trộn

Thanh trùng
Bao bì

Rót chai
Đóng nắp

Sản phẩm

Hình 2.1 : Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất nước giải khát từ hoa bụp giấm


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ.
2.2.1. Làm sạch
Mục đích : chuẩn bị
Quá trình rửa sẽ làm sạch đất cát, bụi bẩn, vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu.
Các biến đổi trong quá trình : nguyên liệu sẽ sạch và giảm bớt lượng vi sinh vật bám trên
bề mặt nguyên liêu.
Thiết bị : thiết bị ngâm rửa xối tưới dạng băng tải.
Nguyên lý hoạt động : nguyên liệu sẽ được ngâm trong thiết bị, sau đó sẽ được băng tải
vận chuyển đến bộ phận phun nước. Dưới áp lực của nước, chất bẩn sẽ được tách ra và đi
theo dòng nước, nguyên liệu sẽ được tháo ra ở cuối băng tải.
2.2.2. Nghiền
Mục đích : chuẩn bị cho quá trình trích ly.
Các biến đổi của nguyên liệu :
Vật lý : dưới tác dụng của lực cơ học, kích thước của nguyên liệu giảm đáng kể thành các
hạt mịn,diện tích bề mặt riêng tăng, nhiệt độ tăng do xảy ra ma sát giữa nguyên liệu với
nhau, giữa nguyên liệu với đĩa nghiền.
Hóa học : xảy ra các phản ứng oxy hóa polyphenol, các vitamin, ngoài ra nhiệt độ tăng
cũng có thể gây tổn thất một số cấu tử hương.
Sinh học : có sự phát triển của vi sinh vật.
Thiết bị : sử dụng thiết bị nghiền đĩa.
Thông số công nghệ : Số vòng quay của đĩa nghiền, thời gian nghiền.
Nguyên tắc hoạt động : nguyên liệu sẽ được đưa vào phễu nhập liệu, động cơ sẽ làm quay
đĩa nghiền trong không gian hoạt động của thiết bị, do đó sẽ làm giảm kích thước của nguyên
liệu đến kích thước yêu cầu. Kích thước của nguyên liệu sau khi nghiền từ 10-20 mm.
2.2.3. Trích ly
Mục đích : khai thác, chiết rút các chất có trong đài hoa bụp giấm ( anthocyanin, các acid
hữu cơ, vitamin…).


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Các biến đổi trong quá trình :
Vật lý : có sự khuếch tán các phân tử chất tan như anthocyanin, acid hữu cơ, vitamin vào
nước, tăng hàm lượng chất khô trong dung dịch dẫn đến độ nhớt của dung dịch tăng.
Hóa học : có thể xảy ra các quá trình oxy hóa anthocyanin, phân hủy các vitamin dưới tác
dụng của nhiệt độ, bay hơi một số chất mùi, xảy ra phản ứng maillard giữa các acid amin
và đường khử.
Hóa lý : xảy ra sự hòa tan của các cấu tử vào nước, có thể hình thành các chất keo giữa
protein và polyphenol.
Sinh học : dưới tác dụng của nhiệt độ, hầu hết các vi sinh vật trong nguyên liệu sẽ bị ức
chế.
Thiết bị : hình trụ đứng, làm bằng thép không rỉ, bên trong có giỏ lưới hình trụ, bên ngoài
có vỏ áo gia nhiệt.
Thông số công nghệ :




Tỉ lệ nguyên liệu và nước : 1:10 w`5/w
Nhiệt độ của nước : 80-90oC
Thời gian trích ly : 30 phút

Nguyên tắc hoạt động : hoa nguyên liệu quá trình nghiền sẽ được nạp vào giỏ lưới, nước
sẽ được bơm trực tiếp vào thiết bị, sau đó se được gia nhiệt đến 100 oC để thực hiện quá
trình trích ly. (Có cánh khuấy hay không)
2.2.4. Lọc
Mục đích : hoàn thiện.
Loại bỏ phần bã còn sót trong dung dịch.

Các biến đổi trong quá trình :
Chất lượng sản phẩm tăng, do tách các tạp chất và các vi sinh vật không có lợi theo cặn.
Có thể tổn thất một ít protein và các vitamin theo cặn.
Thiết bị : sử dụng thiết bị lọc dĩa, dạng đứng.Bộ phận chính của thiết bị là các dĩa lọc với
tiết diện tròn, mỗi dĩa lọc có một hệ thống giá đỡ bằng lưới. hía bên ngoài giá đỡ được
phủ một lớp vách ngăn. hía bên trong là kênh dẫn dịch lọc. Người ta gắn các dĩa lọc lên
ống hình trụ để tạo thành hệ thống kênh tháo dịch lọc.
Thông số công nghệ :


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

 Kích thước lỗ lọc : 40-120 µm
 Áp suất tối đa : 10 bar
 Lượng bột trợ lọc sử dụng so với dịch trích là 1% (w/w)
Nguyên tắc hoạt động : huyền phù sẽ được bơm vào thiết bị. Các cấu tử pha rắn sẽ bị giữ
lại trên bề mặt vách ngăn của các dĩa lọc. Riêng pha lỏng sẽ chui qua vách ngăn để đi vào
kênh dẫn ở bên trong dĩa lọc, rồi chảy tập trung về ống thu hồi để thoát ra ngoài. (CNCB)

2.2.5. Phối trộn
Mục đích : hoàn thiện, tăng hàm lượng chất khô cho sản phẩm.
Dịch cốt được phối trộn với syrup sacharose 30 % để cải thiện vị của sản phẩm.
Quy trình chuẩn bị syrup

Nước

Đường
g

Gia nhiệt

Hòa tan

Nấu syrup

Lọc

Syrup

Hình 2.2 Quy trình chuẩn bị syrup sacharose
Quá trình nấu syrup đường saccharose được thực hiện như sau : [tập 2 đồ uống]


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Đầu tiên nước được bơm vào trong thiết bị và được gia nhiệt đến 55 60oC. Cho cánh
khuấy hoạt động, tốc độ cánh khuẩy khoảng 30 50 vòng/phút rồi bắt đầu cho đường vào.
Khi đường đã hòa tan hết trong nước, tiến hành gia nhiệt dung dịch đến sôi. Sau đó dung
dịch đường sẽ được đi qua thiết bị lọc khung bản để tách tạp chất.
Các biến đổi trong quá trình phối trộn
Vật lý : thay đổi về tỉ trọng, độ nhớt và độ trong của dung dịch.
Hóa học : xảy ra phản ứng maillard.
Hóa lý : tăng hàm lượng chất khô, tạo độ đồng nhất cho sản phẩm.
Thiết bị : thiết bị có hình trụ đứng, làm bằng thép không rỉ có cánh khuấy, có vỏ áo gia
nhiệt.
Thông số công nghệ :

 Tỉ lệ phối trộn giữa syrup và dịch tricsh ly là 1: 3
 Tốc độ cánh khuấy
 Nhiệt độ phối trộn ở nhiệt độ phòng
Nguyên tắc hoạt động : syrup được bơm vào thiết bị. Tiếp theo, cho cánh khuấy hoạt
động, lần lượt bổ sung thêm dung dịch hoa bụp giấm trích ly và phụ gia. Sự khuấy
trộn được thực hiện cho đến khi thu được một hỗn hợp đồng nhất.
Sau cùng, người ta sẽ lấy mẫu syrup thành phẩm để tiến hành kiểm tra đánh giá một
số chỉ tiêu chất lượng. Trong nhóm chỉ tiêu hóa lý, quan trọng nhất là nồng độ chất
khô, giá trị pH hoặc độ chua.

2.2.6. Thanh trùng
Mục đích : bảo quản.
Các biến đổi trong quá trình :
Vật lý : có sự thay đổi về thể tích, khối lượng, tỉ trọng (nước bốc hơi), nhiệt độ của dung
dịch.
Hóa học : dưới tác dụng của nhiệt độ có thể xảy ra các phản ứng làm thay đổi, màu, mùi
của sản phẩm, các vitamin có thể bị phân hủy, chủ yếu là vitamin C.
Sinh học : vi sinh vật bị ức chế, tiêu diệt.


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Thiết bị : thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng. Thiết bị gồm những tấm bản được đặt sát
nhau. Độ dày các tấm bảng rất mỏng và trên bề mặt của chúng có các rãnh lồi lõm. Khi
ghép các tấm bản lại với nhau sẽ tạo nên đường dẫn vào và ra cho thực phẩm và chất tải
nhiệt.
Thông số công nghệ :
 Nhiệt độ : 100 oC

 Thời gian thanh trùng 10-15 phút
Nguyên tắc hoạt động :
2.2.7. Rót chai, đóng nắp :
Mục đích : hoàn thiện và bảo quản.
Dịch trà sẽ được chiết rót nóng ở 90oC vào chai PET chịu nhiệt, sau đó tiến hành đóng
kín nắp. Quá trình biết rót được thực hiện trong tủ vô trùng.
Các biến đổi : hầu như không có biến đổi nào đáng kể.
Thiết bị : dây chuyền chiết rót tự động.


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

CHƢƠNG 3:
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Năng suất của phân xưởng : 90 tấn/năm
Tổ chức sản xuất
Tổng số ngày trong năm

: 365 ngày

Số ngày nghỉ chủ nhật

:

48 ngày

Số ngày nghỉ tết

:

4 ngày

Số ngày nghỉ lễ

:

4 ngày

Số ngày nghỉ do sự cố

:

2 ngày

Nghỉ để bảo trì máy móc :

7 ngày

Tổng số ngày nghỉ

:

65 ngày

Tổng số ngày làm việc

:

300 ngày

Mỗi ngày làm 2 ca, năng suất mỗi ca là 150 kg/ca

3.1. Tổn thất trong các quá trình
Bảng 3.1: Tổn thất trong các quá trình
STT

Quá trình

Tổn thất

1

Quá trình làm sạch, % khối lượng nguyên liệu ban đầu

1

2
3

Quá trình nghiền, % khối lượng nguyên liệu sau làm sạch
Quá trình trích ly, % khối lượng sau nghiền
Quá trình lọc , % thể tích dịch sau trích ly
Quá trình làm nguội, % thể tích dịch sau lọc
Quá trình phối trộn,% thể tích dịch sau làm nguội
Quá trình thanh trùng, % thể tích dịch sau phối trộn
Quá trình rót chai, đóng nắp, % thể tích dịch sau thanh trùng

0,2

50
0,1
0,1

4

5
6

7
8

0,1

0,1
0,01


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

3.2. Tính cân bằng vật chất
Tính cho 100 kg nguyên liệu
3.2.1.Quá trình làm sạch
Hoa ban đầu
m ban đầu = 100 kg
Hao hụt
Làm sạch
m hh/làm sạch =1% m hoa ban đầu

Nguyên liệu sau làm sạch
m

sau làm sạch =

99 kg

m ban đầu = m sau làm sạch + m hh/làm sạch
m sau làm sạch = m ban đầu
m sau làm sạch = 100

m hh/làm sạch

1/100*100

m sau làm sạch = 99 kg

3.2.2.Quá trình nghiền
Hoa sau làm sạch
m sau làm sạch = 99 kg
Hao hụt
Nghiền
m hh/nghiền = 0.2% m làm sạch

Hoa sau nghiền
m sau nghiền = 98,8 kg


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

m sau làm sạch

= m sau nghiền + m hh/nghiền

m sau nghiền = m ban đầu
m sau nghiền

GVHD :

= 100

m hh/nghiền

0.2/100*99

m sau nghiền = 98,8 kg

3.2.3.Quá trình trích ly
Hoa sau nghiền
m sau nghiền = 98,8 kg

Nước

Hao hụt
Trích ly
m hh/trích ly = 50 % m sau nghiền

m nước = 10 m sau nghiền

Khối lượng dịch sau trích ly

m sau trích ly = 1037,40 kg

Khối lượng chất chiết thu được
m sau nghiền = m chất chiết + m hh/trích ly
m chất chiết = m nghiền – m hh/trích ly
m chất chiết = 98,8 – 50/100*98,8
m chất chiết = 49,40 kg
Khối lượng dịch trích thu được sau quá trình trích ly :
m sau trích ly = m nước + m chất chiết
m sau trích ly = m sau nghiền*10 + m chất chiết
m sau trích ly = 98,8*10 + 49,40


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

m sau trích ly = 1037,4 kg
Thể tích dịch trích là :
V dịch trích ly = 1037,4/1,001 = 1036 L (với

dịch trích

1,001 kg/L)

3.2.4.Quá trình lọc
Thể tích dịch sau trích ly
V sau trích ly = 1036 L

Hao hụt

Lọc

V hh/lọc = 0.1 % V sau trích ly

Thể tích dịch sau lọc
V sau lọc = 1036 L
`
V sau trích ly = V sau lọc + V hh/lọc
V sau lọc

= V sau trích ly

V sau lọc

= 1036 – 1036 *0,001

V sau lọc

V hh/lọc

= 1035 L

Lượng Bentonite sử dụng là :
m bentonite = 0,01*1037,4 = 10,374 kg
3.2.5. Phối trộn


Thiết kế phân xưởng nước uống từ đài hoa bụp giấm

GVHD :

Thể tích dịch sau lọc
V sau lọc = 1035 L

Syrup 30%
V syrup = V sau lọc/3

Hao hụt
Phối trộn
V hh/phối trộn = 0.1 % V sau lọc
Kali sorbat
V kali sorbat = V sau lọc*1/1000
Thể tích dịch sau phối trộn
V sau phối trộn = 1380 L

Sử dụng syrup 30% phối trộn với dịch sau làm nguội, với tỉ lệ giữa syrup và
dịch trích ly là 1 : 3 (v/v)
Thể tích syrup phối trộn là :
V syrup = V sau lọc /3
V syrup = 1035/3

345 L

Giả sử tổn thất khi syrup đi qua lọc khung bản là 0,1%, vậy lượng syrup cần
chuẩn bị là
V syrup = 345 + 345*0,001 = 345,35 L
Khối lượng saccharose sử dụng để nấu syrup là
m saccharose = 345,35*0,3*1,57 = 162,65kg
Lượng nước cần để nấu surup là

V nước = 345,35*0,7 = 241,6 L
Khối lượng kali sorbate sử dụng
m kali sorbate = 1035 0,001 1,369 = 1,41 kg
với 1,369 là khối lượng riêng của kali sorbate
Thể tích dịch thu được sau quá trình phối trộn