Quá trình và thiết bị cô đặc trong sản xuất nước dứa cô đặc

HỌC VIỆN NÔNG NGHIÊP VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
--------------------

Tiểu luận:
Quá trình và thiết bị cô đặc
trong sản xuất nước dứa cô đặc
Giáo viên hướng dẫn:
Học phần:

Trần Thị Định
Kỹ Thuật Thực Phầm

Hà Nội, 2018


DANH SÁCH NHÓM:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

HỌ VÀ TÊN

MSV

LỚP

ĐÁNH GIÁ


Giới thiệu

Dứa là trái cây nhiệt đới, có nguồn gốc từ các quốc qia brazil ở trung và nam mỹ.
Nước ta là nước nhiệt đới với rất nhiều trái cây chủ đạo được trồng cho năng suất
lớn và đem lại thu nhập cho quốc gia. Trong đó, dứa là một loại trái cây được trồng
khá dễ dàng và được xuất khẩu khá nhiều, đặc biệt là ở các nước công nghiệp phát
triển.
Tiếng việt còn gọi trái dứa là trái thơm, có lẽ vì hương thơm dìu dịu thoát ra từ trái
dứa vừa chín tới. Tại việt nam dứa được trồng khá phổ biến, phân bố từ Phú Thọ
đến Kiên Giang. Tiền Giang là nơi có sản lượng dứa đứng đầu cả nước. Năm 2007,
sản lượng Tiền Giang là 161 300 tấn. Kiên giang 85 000 tấn. Ninh bình 47 400 tấn.
Nghệ an 30 600 tấn. Long an 27000 tấn.
Đặc tính sinh học
Dứa có các lá gai mọc thành cụm hình hoa thị. Các lá dài và có hình dạng mũi mác
và có mép lá với răng cưa hay gai.
Hình dạng quả: hình trụ hay tháp


Màu sắc thịt quả : tùy thuộc vào loại giống, các sắc tố carotenoit quyết định màu
vàng của thịt quă dứa.
Hương vị: vị chua hay ngọt tùy thuộc vào lượng đường. Chủ yếu là đường sacarose
và lượng acid hữu cơ acid citric và maleic. Hương thơm phụ thuộc vào etyl butyrat
và amyl butyrat. Quả dứa ngọt nhất khi lượng đường tỏng số khoảng 12% và
lượng acid 0.6-0.7 %

Bảng 1
Thành phần hóa học
Tỉ lệ
Nước
72 – 88%
Chất khô
12 – 28%
Đường
8 -19%
Acid
0.3 -0.8%
Khoáng
0.25%
Vitamin C
40mg%
Trong đó chất khô hòa tan 15-24%. Dường saccharose chiếm 70% (đường) . acid
chue yếu là acid citric.
Nước dứa cô đặc.
Nguyên liệu:
Dứa: thường là loại dứa hoàng hậu. Thịt trái vàng đậm, giòn, vị chua ngọt đậm đà.
Nước: là thành phần nguyên liệu không thể thiếu trong nước ép dứa.
Chất tạo vị ngọt: đường là chất phụ gia tạo vị. (đường saccharose )
Phụ gia ( acid citric, acid sorbic, kali sorbate, vitaminC ): dùng để điều vị và điều
chỉnh độ pH
Một số sản phẩm nước dứa hiện nay:


Nội dung

1.

Thuyết minh quy trình


1.1 Lựa chọn - phân loại

-

Mục đích:
Chuẩn bị: lựa chọn những quả có độ chin kỹ thuật, loại bỏ những quả
hư hỏng, sâu bệnh, hư thối, men mốc
Hoàn thiện: phân loại nhằm phân chia thành nguyên liệu đồng đều về
kích thước, hình dáng, màu sắc hoặc độ chin.

- Sử dụng phương pháp thủ công: để nguyên liệu trên băng truyền rồi
công nhân đưng ở hai bên băng truyền và chọn ra những quả không đạt
yêu cầu để loại bỏ.
1.2 Rửa
- Trải qua hai công đoạn là ngâm và rửa tuyến nổi. Quả dứa sau khi đã
được phân loại thì được đưa vào thùng ngâm trong nước rồi đưa đi rửa.
Thời gian ngâm tùy thuộc vào mức độ bám bẩn của nguyên liệu.
Mục đích: Loại bỏ đi những tạp chất, đất cát và một số vi sinh vật
bám vào các kẽ, mắt của quả dứa. Chuẩn bị cho quá trình nghiền xé
- Sau khi rưa thì để ráo quả rồi đưa đi làm công đoạn tiếp theo
- Yêu cầu:nguyên liệu sau khi rửa sạch không bị dập nát, các chất dinh
dưỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nước.
Cắt cuống
- Các quả dứa sau khi được làm sạch và để ráo nước sẽ được băng tải
chuyển động chậm để công nhân đứng ở bên băng tải cắt bỏ đi những

phần không sử dụng đến
- Mục đích: làm gọn và loại bỏ đi những phần không sử dụng được của
quả dứa để chuẩn bị cho quá trình tiếp theo
- Các biến đổi của nguyên liệu:
• Nguyên liệu thay đổi về hình dạng và kích thước
• Mất lớp vỏ bảo vệ nên tốc độ hô hấp của trái tăng nhanh, trái sẽ
nhanh bị nhũn.
• Dịch bào tiết ra trên bề mặt là nguyên nhân chính gây ra phản
ứng oxy hóa làm thâm bề mặt trái và cũng là môi trường tốt
cho vi sinh vật hoạt động.
• Vì vậy sau khi cắt gọt nguyên liệu phải được nhanh chóng đưa
qua quá trình xử lý tiếp theo nhằm tránh hư hỏng sản phẩm.
Gọt vỏ và lõi
-

1.3

1.4


Tiếp đến quả dứa được gọt vỏ và tách lõi nhờ vào thiết bị tách vỏ và
lõi
- Mục đích: để chuẩn bị cho quá trình nghiền xé
- Các biến đổi: nguyên liệu thay đổi hình dạng, kích thước, khối lượng
đáng kể. Lớp vỏ bảo vệ đã bị gọt bỏ, nên tốc độ hô hấp của quả tăng
nhanh, quả sẽ mau bị nhũn. Dịch bào tiết ra trên bề mặt là môi trường
tốt cho vi sinh vật hoạt động. Nên quá trình này phải được tiến hành
trong thời gian ngắn và mau chóng đưa qua quá trình xử lý tiếp theo.
Nghiền và xé
- Quả dứa được đưa đến thiết bị nghiền xé

- Mục đích: Làm nhỏ kích thước nguyên liệu, phá vỡ các tế bào tạo
điều kiện cho dịch bào chảy ra, chuẩn bị cho quá trình ép dịch quả đạt
hiệu suất cao nhất
- Các biến đổi:
• Vật lý: kích thước nguyên liệu sẽ giảm, diện tích bề mặt tăng
• Hóa học: cấu trúc bị phá vỡ làm phản ứng oxy hóa xảy ra nên
cần phải bảo quản nghiêm ngặt sau khi nghiền
• Hóa lý: tăng tốc độ bay hơi của các chất dễ bay hơi
• Hóa sinh: các phản ứng oxy hóa dưới xúc tác enzyme xảy ra
mạnh
• Sinh học: thành phần dinh dưỡng thoát ra ngoài làm cho mật độ
vi sinh vật tăng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Ép dịch quả
- Sử dụng thiết bị ép trục vis để ép dịch quả
- Mục đích: Thu hồi một cách tối đa dịch quả có trong quả
- Các biến đổi: một số kiêb kết trong quả bị phá vỡ do tác động của lực
cơ học, cấu trúc tế bào bị phá vỡ, dịch bào thoát ra ngoài.
Lọc
- Sử dụng thiết bị lọc
- Giúp loại bỏ đi phần cặn của quả dứa sau quá trình ép và đảm bảo
được độ trong của nước ép
Cô đặc
- Sử dụng thiết bị cô đặc lien tục trong hệ thống nhiều nồi
- Mục đích: làm bay hơi những chất không cần thiết trong dịch quả,
thu về dịch quả nguyên chất.
-

1.5

1.6

1.7

1.8


2.9. Rót lon, Ghép mí
-

Mục đích: hoàn thiện, hạn chế sự nhiễm của vi sinh vật.
Các biến đổi:
• Vật lý: có sựu thay đổi thể tích, khối lượng, tỷ trọng và xuất
hiện gradientnhiệt độ
• Hóa học: thay đổi tốc độ các phản ứng hóa học
• Hóa lý: sự bốc hơi nước và đông tụ protein
• Sinh học: vi sinh vật bị ức chế, tiêu diệt
• Hóa sinh: enzyme bị vô hoạt
• Màu sắc: hơi đậm
• Độ trong tăng, mùi vị có thể bị giảm do bị phân hủy và bay
hơi.

2.10. Thanh trùng
-

Mục đích: tiêu diệt hầu hết vi sinh vật gây bệnh và gây hư hỏng sản
phẩm giúp bảo quảnsản phẩm lâu hơn.
Sử dụng nồi autoclave nằm ngang

2.11. Bảo ôn
2.

Mục đích: hoàn thiện sản phẩm sau khi thanh trùng
Các biến đổi: không đáng kể.

Quy trình cô đặc nước dứa
Tác dụng của quá trình cô đặc:
Làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong dung dịch
Tách các chất hòa tan ở dang rắn ( kết tinh )
Tách dung môi ở dạng nguyên chất ( nước cất)
Nguyên lý:
Trong công nghiệp thực phẩm thường làm đậm đặc dung dịch nhờ đun sôi
gọi là quá trình cô đặc.
Là quá trình là tăng nồng độ chất hòa tan bằng phương pháp làm sôi dung
môi (nước)
Quá trình kết thúc trước khi chất tan kết tủa.
Hệ thống cô đặc gồm:
+ bộ phận trao đổi nhiệt để cung cấp nhiệt cảm ứng và nhiệt ẩn cho nguyên
liệu.
+buồng đốt để tách hơi nước ra khỏi sản phẩm


+ bộ phận ngưng tụ để ngưng tụ hơi
Trong quá trình bay hơi, nhiệt được truyền cho nguyên liệu để tăng nhiệt độ
đến nhiệt độ sôi.
Áp suấ hơi trăng lên và nhiệt ẩn hóa hơi được cung cấp để hóa hơi nước
trong dung dịch.
Hơi nước được tách ra khỏi bề mặt dung dịch sôi
Tốc độ cô đặc được xác định bởi tốc độ truyền nhiệt và truyền khối của hơi
nước từ thực phẩm
Động lực của quá trình là sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường truyền

nhiệt và dung môi cần cô đặc
Cô đặc thường được thực hiện dưới chân không để bảo toàn đặc tính của sản
phẩm
Dòng nguyên liệu đi vào cô đặc được chia thành dòng hơi và dòng sản
phẩm.



Phương pháp thực hiện:
Có nhiều phương pháp cô đặc:
Phương pháp cô đặc gián đoạn
Dung dịch cho vào thiết bị một lần rồi cô đặc đến nồng độ yêu cầu, hoặc cho
vào liên tục trong qua trình bốc hơi để giữ mức dung dịch không đổi đến khi
nồng độ dung dich trông thiết bị đẫ đạt yêu cầu sẽ lấy ra một lần sau đó lai
chô vào dung dịch mới để cô.
Phương pháp cô đặc liên tục:
Khi cô đặc liên tục trong hệ thống một nồi hoặc nhiều nồi dung dịch và hơi
đốt cho vào liên tục, sản phẩm cũng được lấy ra liên tục. Quá trình cô đặc có
thể thực hiện ở các áp suất khác nhau tùy theo yêu cầu kĩ thuật, khi làm việc
ở áp suất thường thì có thể dùng thiết bị hở, còn làm việc ở áp suất khác thì
dùng thiết bị kín cô đặc chân không. Cô đặc chân không có thể dùng hơi đốt
ở áp suất thấp, điều đố rất có lợi khi ta dùng hơi thải ở các quá trình khác.
Cô đặc chân không cho phép ta cô đặc nhưng dung dich ở nhiệt độ sôi cao
( ở áp suất thường ) có thể sinh ra những phản ứng không cần thiết ( oxy
hóa, nhựa hóa, đường hóa...)

3.

Thiết bị cô đặc nước dứa trong công nghệ thực phẩm:
Dứa là một nguyên liệu nhạy cảm với nhiệt.

Một số thiết bị cô đặc chân không phù hợp cô đặc nước dứa


Thiết bị cô đặc một nồi làm việc gián đoạn
-cấu tạo:


Nguyên lý:
-Dung dịch cho vào một lần rồi bốc hơi, mức dung dịch trong thiết bị giảm
dần cho đến khi nồng độ đạt yêu cầu.
-dụng dịch được liên tục cho vào đến khi nồng độ dung dịch trong thiết bị
đạt yêu cầu thì dừng lại, lấy dung dịch ra và lại tiết tục một quá trình mới
Trong thực tế cô đặc một nồi thường được ứng dụng khi năng suất nhỏ và
nhiệt năng không có giá trị kinh tế.


Thiết bị cô đặc một nồi liên tục
Cấu tạo:

Dung dịch cho vào ở mức nhất định, cho bôc hơi đồng thời bổ xung dung
dich mới liên tục vào để giữ mức chất lỏng không đổi cho đến khi nồng độ
đạt yêu cầu , sau đó tháo liên tục một phần dung dịch ra làm sản phẩm, đông
thời luôn bổ xung một lương dung dịch mới vào thiết bị
Dung dịch đầu từ thùng chứa 7 được bơm đưa lên thùng cao vị 8, sau đó
chảy qua lưu lượng kế 3 vào thiết bị đun nóng 2, ở đây dung dich được đun
nóng đến nhiệt độ sôi rồi đưa vào thiết bị cô đặc1 thực hiện quá trình bốc
hơi. Hơi thứ và khí không ngưng đi lên phía trên dỉnh thiết bị cô đặc, vào
thiết bị ngưng tụ 5 từ dưới lên.
Trong thiêt bị ngưng tụ nước lạnh chảy từ trên xuống tiếp xúc với hơi thứ và
hơi thứ sẽ được ngưng tụ lại thành lỏng cùng với nước lạnh chảy qua ống

bazomet ra ngoài. Duung dịch sau cô đặc được bơm 4 vận chuyển ra từ đáy
thiết bị đi vào thùng chứa 6.


Thiết bị cô đặc nhiều nồi
Để tiết kiệm và giảm bớt lượng hơi nước tiêu hao làm nóng thiết bị người
ta tiến hành cô đặc trong thiết bị nhiều nồi.
Hệ thống thiết bị cô đặc nhiều nồi bao gồm nhiều nồi nối tiếp nhau. Áp
suất ở nồi sau thấp hơn so với nồi trước, vì vậy nhiệt độ của dung dịch nồi
sau nhỏ hơn nồi trước. Do sự phân bố nhiệt độ sôi của dung dịch như vậy
nên có thể dùng hơi thứ của nồi trước làm hơi đốt cho nồi sau. Như vậy
chỉ có nồi đầu tiên của hệ thống sẽ đun bằng hơi mới. Hơi thứ của nồi đầu
tiên đưa đi để đun nóng nồi thứ hai, ở nồi này áp suất và nhiệt độ sôi của
dung dịch thấp hơn so với nồi đầu tiên. Nhiệt lượng chứa trong hơi thứ
nồi đầu tiên đủ để làm sôi dung dịch ở nồi thứ hai. Hơi thứ ở nồi thứ hai
lại đun nóng và làm sôi dung dịch ở nồi thứ 3 của hệ thống,...
Nếu nồi cuối cùng của hệ thống làm việc ở áp suất cao hơn áp suất khí
quyển thì hơi thứ của nó vẫn có thể sử dụng được vào các công việc khác
tuỳ theo yêu cầu của quá trình sản xuất tiếp theo. Nếu nồi cuối cùng làm
việc ở áp suất chân không thì hơi thứ của nó sẽ đi vào thiết bị chiết.
Hệ thống cô đặc nhiều có thể làm việc xuôi chiều, ngược chiều hoặc song
song,… trong đó hệ thống cô đặc xuôi chiều thường dùng phổ biến hơn cả.
Thiết bị cô đặc chân không nhiều nồi xuôi chiều.


Cấu tạo: 1, 2, 3- nồi cô đặc; 4- thiết bị gia nhiệt nguyên liệu đầu; 5- thiết bịngưng
tụ; 6- thiết bị tách bọt; 7- bơm chân không
dung dịch đi vào nồi 1 tiếp tục chuyển sang nồi 2 rồi nồi 3 nhờ chênh lệch áp suất
trong các nồi. Còn hơi đốt đi vào phòng đốt của nồi 1 để đốt nóng dung dịch ở nồi
1, hơi thứ của nồi 1 đi vào phòng đốt của nồi 2, hơi thứ của nồi 2 đi vào phòng đốt

của nồi 3 và hơi thứ của nồi 3 đi vào thiết bị ngưng tụ 5.
Nhược điểm của cô đặc xuôi chiều là nhiệt độ của dung dịch ở các nồi sau thấp
dần, nhưng nồng độ của dung dịch lại tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch
tăng nhanh, kết quả là hệ số truyền nhiệt sẽ giảm từ nồi đầu đến nồi cuối

Cô đặc chân không có thể dùng hơi đốt ở áp suất thấp, điều đó rất có lợi khi ta
sử dụng hơi thải của các quá tring sản xuất khác
Cô đặc chân không cho phép ta có thể cô đặc những dung dịch mak ở nhiệt độ
cao , áp suất thường có thể sinh ra những phản ứng phụ không cần thiết như oxy
hóa, đường hóa,.... mặt khác do nhiệt độ sai của môi trường thấp thì tổn thất
nhiệt ra môi trường xung quanh sẽ nhỏ hơn khi cô đặc ở áp suất thường.
Thiết bị được sử dụng rộng rãi với các sản phẩm: sữa, nước ép trái cây, ...
Ưu điểm:
Hiệu quả cao, tiêu thụ điện năng thấp
Tốc độ nhanh, nhiệt độ bao hơi chân không thấp, giữ nguyên hương liệu và màu
sắc dinh dưỡng.
Dễ vận hành, bảo trì.


Thiết bị cô đặc nhiều nồi ngược chiều:
Cấu tạo

Nguyên lý hoạt động:
Hơi di chuyển giống như trường hợp xuôi chiều còn dung dịch đi vào nồi 3 sản
phẩm đi ra khỏi ở nồi một. Áp suất nồi trước lớn hơn nồi sau. Do đó dung dich
không tự chẩy từ nồi nọ sang nồi kia được mà phải dùng bơm để vận chuyển. Vì
dung dich có nhiệt độ cao nhất sẽ đi vào nồi đầu nên độ nhớt không tăng là mấy
dẫn đến hệ số truyền nhiệt các nồi không giảm là mấy

Tài liệu tham khảo
Bài giảng kĩ thuật thực phẩm 2- GV.Trần Thị Định
/> /> />%E1%BB%8B%20c%C3%B4%20%C4%91%E1%BA%B7c%20nhi%E1%BB
%81u%20n%E1%BB%93i