Công nghệ sản xuất sạch hơn LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam là một trong những quốc gia có sản lượng xoài lớn trên thế giới, tuy nhiên xoài chủ yếu được dùng để ăn tươi và một ít xuất khẩu nên thường bị ứ đọng vào lúc chính vụ. Với sản lượng lớn do thu hoạch đồng loạt nên vấn đề đặt ra là cần phải xử lý như thế nào để giải quyết tình trạng ứ đọng trên, đồng thời đảm bảo giá trị kinh tế, chất lượng dinh dưỡng, cung cấp thường xuyên cho người tiêu dùng và giải quyết tình trạng giá cả bấp bênh cho người trồng xoài. Do điều kiện công nghệ bảo quản còn nhiều hạn chế nên để giữ được sản phẩm tươi trong thời gian dài rất khó khăn. Chính vì vậy xoài cần được chế biến, biến đổi thành các dạng sản phẩm khác nhau để phục vụ nhu cầu người tiêu dùng đang ngày càng cấp thiết. Và nectar là một dạng sản phẩm độc đáo làm từ nguyên liệu xoài, Ngày nay, đời sống kinh tế có nhiều cải thiện nên xu hướng sử dụng các sản phẩm trái cây ngày càng tăng. Ngoài mục đích tạo ra nhiều sản phẩm phục vụ thị trường, sản phẩm còn cung cấp chất dinh dưỡng và Vitamin. Bên cạnh đó với tiêu chí thân thiện với môi trường và luôn giữ giá sản phẩm ỡ một mức hợp lý cần phải có một biện pháp hiệu quả và sản xuất sạch hơn chính là biện pháp cần thiết đó. Sản xuất sạch hơn được biết đến như một tiếp cận giảm thiểu ô nhiễm tại nguồn thông qua việc sử dụng nguyên nhiên liệu có hiệu quả hơn. Việc áp dụng sản xuất sạch hơn không chỉ giúp các doanh nghiệp cắt giảm chi phí sản xuất, mà còn đóng góp vào việc cải thiện hiện trạng môi trường, qua đó giảm bớt chi phí xử lý môi trường. -1- Công nghệ sản xuất sạch hơn CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất: 1.1.1. Xoài: Nguồn gốc: - Xoài thuộc họ đào lộn hột Anacardiaceae có tên khoa học là Mangifera indica. Đây là loại quả nhiệt đới rất thơm ngon, có hương vị tổng hợp của đu đủ, dứa, cam. Xoài xuất xứ từ Đông Nam Á khoảng 4.000 năm lại đây. Từ thế kỷ 16, người Bồ Đào Nha đã giới thiệu xoài đến Nam Phi và Brazil và ngày nay xoài đã có mặt rộng rãi trên khắp thế giới. Mặc dù vẫn còn tập trung ở Châu Á, nhưng nó đã mở rộng ở một số quốc gia. Trong tất cả các lục địa, nó đã trở nên phổ biến ở Châu Phi, Châu Mỹ và có mặt ít hơn ở Châu Âu. Việt Nam hiện có khoảng gần 70.000ha xoài, ngoài ĐBSCL, Khánh Hòa là vựa xoài thứ hai của cả nước. Đặc điểm một số loại xoài. - Đặc điểm cấu tạo của quả xoài : Hình 1.1 Cấu tạo quả xoài Hình 1.2 Cấu tạo hạt xoài -2- Công nghệ sản xuất sạch hơn - Sự chuyển màu khi xoài bắt đầu chín : theo thứ tự từ 1 đến 6 Hình 1.3 Sự chuyển màu khi xoài bắt đầu chín Sử dụng phế phẩm trong chế biến xoài. - Trong khi chế biến quả xoài, vỏ và hạt là phế phẩm. Chúng giàu các chất dinh dưỡng và có thể làm được một số sản phẩm có giá trị. - Có thể chiết xuất từ vỏ xoài chín ra péctin là một loại thạch chất lượng tốt (6,1%) và xơ ăn được (5,4%). Giấm ăn có thể làm từ vỏ xoài thông qua quá trình lên men vi sinh. Chất lượng giấm ăn chấp nhận (5,2% axít axêtíc) và axít xitríc (20g/kg vỏ). - Vỏ xoài có protein thấp (3.9%) là nguồn thức ăn chất lượng kém cho gia súc. Tuy nhiên vỏ xoài có thể làm giàu prôtêin lên gấp trên 5 lần (20%) bằng sự lên men ở thể rắn dùng chủng Aspergillusniger. - Hột xoài chứa chất béo và tinh bột hàm lượng cao. Dầu chiết từ hạt xoài là loại chất lượng tốt có thể dùng trong mỹ phẩm và trong công nghiệp làm xà phòng. Bột hạt xoài (tinh bột) sau khi trộn với bột lúa mì hoặc bột bắp được dùng trong bánh phồng chapatty. -3- Công nghệ sản xuất sạch hơn - Có thể lấy ra khoảng 10% cồn từ hạt xoài bằng sự lên men cùng cấy vi khuẩn. Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, nhiều enzim khác nhau được dùng để hóa lỏng thịt quả xoài, làm trắng xirô,…. Có thể sản xuất ra các enzim như xenlula và pectina từ vỏ xoài và amila từ hạt xoài bằng sự lên men vi sinh. 1.1.2. Nước: Bảng 1.1 Các chỉ tiêu yêu cầu của nước Chỉ tiêu Yêu cầu Hàm lượng muối canxi Hàm lượng muối Magie Hàm lượng muối Clorua Hàm lượng Fe +2 Hàm lượng permanganate pH NO 2 , NH 3 NO 3 Tổng số vi khuẩn hiếu khí E.coli Cảm quan 130-200mg/l ≤ 100mg/l 75- 150 mg/l ≤ 0,3 mg/l ≤ 20 mg/l 5.5-8.5 nhưng tốt nhất là 6.2-6.5 Không được phép có Không lớn hơn 50mg/l Không lớn hơn 100 tế bào/cm 3 nước Không được phép có Nước trong, không mùi vị lạ Thực tế nước dùng trong sản xuất hiện nay ở nước ta phổ biến nhất có hai nguồn : nước cấp từ các nhà máy cấp nước sinh hoạt và nước giếng - Nếu là nước sinh hoạt, phải xử lý sơ bộ làm giảm pH và hàm lượng chlorine dư - Nếu là nước giếng thì phải xử lý tồn bộ để đạt đến tiêu chuẩn nước kỹ thuật . Vì trong nước giếng có nhiều hàm lượng các muối hoà tan trong nước ở dạng ion : HCO 3 - , CO 3 2- , SO 4 2- , NO 2- , NO 3 - , SiO 3 2- , Fe 2+ , Mn 2+ , ảnh hưởng xấu đến quá trình sản xuất. 1.1.3. Đường: Đường là hỗn hợp hydro,oxy và cacbon các phân tử đường glucose và fructoso kết hợp với nhau tạo thành đường 68% đường lấy từ mía còn lại từ củ cải đường. Đường -4- Công nghệ sản xuất sạch hơn saccharose là một loại dissaccaride cấu tạo từ glucose và fructose liên kết với nhau nhờ 2 nhóm OH glucozit của chúng, không có tính khử Mùi vị :ngọt, không có mùi vị lạ Màu sắc: tinh thể đường có màu óng ánh, và khi pha trong nước cất cho dung dịch có màu trong suốt Vì đường có vị ngọt nên làm dịu vị mặn của muối tinh Công dụng: - Tăng khả năng khử mùi của môi trường, cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khẩn có khả năng khử nitraat thành nitrit - Bảo vệ chất khô chống việc gia tăng hàm lượng nước cảu sản phẩm - Ngoài ra đường còn có khả năng làm dịu vị mặn của muối Bảng 1.2 Tiêu chuẩn dùng đường Các chỉ tiêu Yêu cầu Hình dạng Dạng tinh thể tương đối đều, không vón Mùi vị Tinh thể cũng như dung dịch đương trong nước cất có vị ngọt, không có mùi vị lạ Màu sắc Tất cả tinh thể đều trắng óng ánh. Khi pha trong nước thì thu được dịch trong suốt Bảng 1.3 Tiêu chuẩn Việt Nam về các loại đường Tiêu chuẩn Đường Tinh Luyện Đường hảo hạng Loại 1 Loại 2 % đường 99.8 99.75 99.62 99.48 W % < 0.05 < 0.05 < 0.07 < 0.1 RS % < 0.03 < 0.05 < 0.1 < 0.1 Tro < 0.03 < 0.05 < 0.07 < 0.1 Độ màu ( IU) < 124 < 145 < 260 < 520 -5- Công nghệ sản xuất sạch hơn 1.1.4. Axit ascorbic: Axit ascorbic còn được gọi là vitamin C được tìm thấy nhiều nhất trong trái cây là chất dinh dưỡng rất cần thiết cho sự sống của sinh vật. Ở lĩnh vực hóa sinh, nó là chất chống oxi hóa, tham gia vào các quá trình tổng hợp enzyme, tăng sức đề kháng, phục hồi sức khỏe, đặc biệt ngăn ngừa bệnh scurvy ở người. Axit ascorbic còn được dùng làm chất bảo quản thực phẩm, hương vị cho một số nước uống làm tăng giá trị dinh dưỡng. Lượng vitamin C hiện nay được tìm thấy nhiều nhất là trong quả Billy Goat plum (3150mg/100g). Trong 100g ớt đỏ có 1900mg, trong đu đủ, dâu, cam, chanh có từ 40- 60mg. Hình 1.4 Công thức cấu tạo axit ascorbic Thông tin tổng quát: - Tên theo IUPAC: 2-oxo-L-threo-hexono-1,4- lactone-2,3-enediol - Tên thông thường: axit ascorbic, vitamin C - Công thức phân tử: C 6 H 8 O 6 - Khối lượng phân tử: 176,13 g/mol - Có dạng: bột màu trắng đến vàng nhạt (khan) - Nhiệt độ nóng chảy: 193 o C (phân hủy) - Khả năng hòa tan trong nước: Cao Tính chất: - Dù trong công thức cấu tạo không có nhóm –COOH nhưng vitamin C vẫn có tính axit. Đó là do trong phân tử có hệ liên hợp p- π, π- π từ O của nhóm –OH đến O của C=O làm cho H của nhóm –OH gắn trên C có nối đôi trở nên rất linh động, có khả năng tách -6- Công nghệ sản xuất sạch hơn ra, vì thế có tính axit. Mặt khác, khi hòa tan vào nước, 1 lượng nhỏ sẽ bị thủy phân tạo thành axit. - Ở nhiệt độ phòng, axit ascorbic ở dạng khan có màu trắng cho đến vàng nhạt. Nó có tính chất hóa học chung của các axit thông thường, có khả năng bị oxi hóa và bị phân hủy thành CO 2 và nước ở 193 o C. 1.1.5. Axit citric: Axit citric là một axit hữu cơ thuộc loại yếu và nó thường được tìm thấy trong các loại trái cây thuộc họ cam quít. Nó là chất bảo quản thực phẩm tự nhiên và thường được thêm vào thức ăn và đồ uống để làm vị chua. Ở lĩnh vực hóa sinh thì axit citric đóng một vai trò trung gian vô cùng quan trọng trong chu trình axit citric của quá trình trao đổi chất xảy ra trong tất cả các vật thể sống. Ngoài ra axit citric còn đóng vai trò như là một chất tẩy rửa, an toàn đối với môi trường và đồng thời là tác nhân chống oxy hóa. Axit citric có mặt trong nhiều loại trái cây và rau quả nhưng trong trái chanh thì hàm lượng của nó được tìm thấy nhiều nhất, theo ước tính axit citric chiếm khoảng 8% khối lượng khô của trái chanh. Hình 1.5 Công thức cấu tạo axit citric Thông tin tổng quát - Tên theo IUPAC: 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid - Tên thông thường: Axit chanh - Công thức phân tử: C 6 H 8 O 7 - Khối lượng phân tử: 192.13 g/mol - Tinh thể màu trắng -7- Công nghệ sản xuất sạch hơn - Khối lượng riêng: 1665 kg/m 3 - Nhiệt độ nóng chảy: 153 o C - Nhiệt độ sôi: phân hủy ở 175 o C Tính chất: - Một vài tính chất vật lý của axít citric được liệt kê ở bảng trên, tính axít của nó là do ảnh hưởng của nhóm carboxyl -COOH, mà mỗi nhóm carboxyl có thể cho đi một proton để tạo thành ion citrat. Các muối citrat dùng làm dung dịch đệm rất tốt để hạn chế sự thay đổi pH của các dung dịch axít. - Các ion citrat kết hợp với các ion kim loại để tạo thành muối, phổ biến nhất là muối Canxi Citrat dùng làm chất bảo quản và giữ vị cho thực phẩm. Bên cạnh đó ion citrat có thể kết hợp với các ion kim loại tạo thành các phức dùng làm chất bảo quản và làm mềm nước. - Ở nhiệt độ phòng thì axít citric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng dạng bột hoặc ở dạng khan hay là dạng monohydrat có chứa một phân tử nước trong mỗi phân tử của axít citric. Dạng khan thu được khi axít citric kết tinh trong nước nóng, trái lại dạng monohydrat lại kết tinh trong nước lạnh. Ở nhiệt độ trên 74ºC dạng monohydrat sẽ chuyển sang dạng khan. - Về mặt hóa học thì axít citric cũng có tính chất tương tự như các axít carboxylic khác. Khi nhiệt độ trên 175ºC thì nó phân hủy tạo thành CO 2 và nước. 1.1.6. CMC (Carboxy Methyl Cellulose): Chỉ số Ds (Degree of substitution: mức độ thay thế nhóm chức) Thông thường, Ds: 0 – 3 (max) - CMC dạng thương phẩm có Ds: 0.4 - 1.4 - CMC dng cho thực phẩm cĩ Ds:0.65-0.95 - CMC có Ds<0.4 không hoà tan trong nước Tính chất của CMC - Có thể sử dụng CMC ở dạng nóng và lạnh - Ở pH 5-9 dung dịch ít thay đổi tính chất, nhưng ở pH <3 độ nhớt gia tăng hoặc kết tủa. Do đó, không sử dụng CMC cho sản phẩm có độ pH <3 -8- Công nghệ sản xuất sạch hơn Sử dụng CMC và các dẫn xuất: - Góp phần cải tạo tính chất sản phẩm (làm chậm quá trình kết tinh làm mịn tinh thể, cải thiện độ bóng, ngăn cản kem chảy, ổn định pha rắn, ngăn cản sự phân ly tinh dầu- nước, giữ ẩm, chống dính, …) - Phát triển sản phẩm mới - Dựa vào khả năng giữ nước, tạo đặc, ổn định, trợ phân tán - Liều lượng sử dụng thông thường 0.1-0.5% 1.2. Quy trình sản xuất nectar xoài: 1.2.1. Quy trình công nghệ: -9- Xoài Cắt, gọt Chà Phối chế Chần Đồng hóa Rót hộp Làm nguội Thanh trùng Nectarxoà i Rửa Bài khí Công nghệ sản xuất sạch hơn 1.2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ: 1.2.2.1 Rửa: Nhằm loại bỏ các loại tạp chất còn dính trên quả xoài như: lá cây, cát , giảm lương vi sinh vật ở ngoài quả. Thiết bị rửa xối: lưu lượng 30 m3/h và có gắn quạt cao áp sụt khí Bơm nước tuần hoàn để tiết kiệm nước, có hệ thống phân phối nước và khí nén từ quạt để tang hiệu quả rửa. Cuối buồng rửa còn có hệ thống sàng rung - tách nước và vận chuyển nguyên liệu ra khỏi máy. Có 2 động cơ rung 0.3Kw/cái. Sàng được nâng bằng 4 ống cao su lên xuống bằng khí nén. Có 3 cửa để vệ sinh, có 1 cửa sổ mica để theo dõi. Tất cả được chế tạo bằng Inox không rỉ. Hoạt động: xoài được qua máy rửa tại đây nhờ quạt cao áp sụt khí nên mọi tạp chất còn dính trên nguyên liệu sẽ được loại bỏ, qua hệ thống sàn rung- tách nước ra băng chuyền đến bộ phận cắt gọt. 1.2.2.2. Cắt Gọt: Mục đích: loại bỏ vỏ cuống và hạt xoài. Công đoạn này được người công nhân làm bằng thủ công dùng dao gọt vỏ xoài. Giữ lại phần thịt quả. 1.2.2.3. Chần: Mục đích: đình chỉ các quá trình sinh hóa trong nguyên liệu xoài, tăng độ thẩm thấu, làm mềm thịt xoài trước khi đem qua quá trình xay nghiền. Thông số kĩ thuật: to nước = 75- 85oC, Vnước = 4000- 4500 lít, lượng muối = 6 kg Thiết bị chần: nồi 2 vỏ, hình trụ đáy côn, làm bằng thép không rỉ, có bộ gia nhiệt nước nằm bên hông. Dung dịch chần: nước: muối có tỉ lệ 2: 0,3 Hoạt động: khi nước đã được gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp, xoài được cho qua dung dịch chần trong 8- 10 phút. -10- [...]... vào từng + + - - Trung bình loại xoài Thay đồi bao bì sản + - - - Thấp xoài trong sản xuất tùy 6 7 vào thời điểm Thay đổi công thức -3 3- Công nghệ sản xuất sạch hơn 8 phẩm Tăng năng suất hoạt 9 động của thiết bị Bổ sung các hóa chất hỗ trợ các quy trình + + - - Trung bình + + + + Cao công nghệ Bảng 2.18 Phiếu công tác 10: Phân tích tính khả thi về kinh tế TT Biện Pháp Sản Xuất Đầu Tư Sạch Hơn cần phân... 110V, 50/60 Hz - Áp suất khí: 0, 5- 0,7 Mpa - Công suất: 500 W - Giới hạn dung tích chiết: 2 5- 60 ml 5 0- 125 ml, 10 0- 250 ml, 20 0- 500 ml, 4001000 ml, 90 0- 2500 ml, 220 0- 5000 ml -1 5- Công nghệ sản xuất sạch hơn Khi cho sản phẩm vô bao bì, phải đạt các yêu cầu sau : - Đảm bảo khối lượng tịnh và thành phần của hộp theo tỉ lệ quy định - Có hình thức trình bày đẹp - Đảm bảo hệ số truyền nhiệt - Không lẫn... quan: - BOD Mất mát nhiều thit quả - -2 9- Chi phí xử lý cao Công nghệ sản xuất sạch hơn Bảng2.15 Phiếu công tác số 7: Tóm tắt các dòng thải và khả năng sản xuất sạch hơn Kiểm Khả năng Giảm nguồn thải Thay Kiểm Cải Thay Tuần hoàn Tải sử Tạo soát mặt Dòng thải đổi vật soát tiến đổi dụng, sản bằng liệu quy thiết bị công tuần phẩm nghệ hoàn phụ sản xuất trình tốt tại chỗ Không Không hơn Không Võ, hạt xoài. .. nguyên liệu - Làm máng nước thu hồi, tái sử dụng - Vệ sinh nhà xưởng - Kiểm tra bảo dưỡng máy móc, thiết bị - Kiểm soát chặt chẻ các công đoạn vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, chống lãng phí - Kiểm soát vận tốc băng chuyền -3 2- Công nghệ sản xuất sạch hơn - Kiểm soát hệ thống gia nhiệt - Kiểm soát đầu ra sản phẩm và chất lượng sản phẩm - Nước rửa nguyên liệu đầu vào - Nước ở công đoạn chần cho công đoạn... (8h) - Vậy điện cho hệ thống lạnh là: Aml = 6,5 KWh x 8h = 52 KWh Điện năng tiêu thụ cho phân xưởng trong 1 ca sản xuất là A = Acs + Ađl + Aml = 64 + 51,145 + 52 = 167,145 KWh Điện năng tiêu thụ hàng năm: A1năm = A x 300 ngày = 50143,5 KWh CHƯƠNG 2 -1 9- Công nghệ sản xuất sạch hơn THỰC HIỆN SẢN XUẤT SẠCH HƠN 2.1 Khởi động: Thành lập nhóm thực hiện sản xuất sạch hơn Bảng 2.1 Nhóm thực hiện sản xuất sạch. .. 4 5-5 5oC - Nhiệt độ nước làm lạnh đầu vào:20oC - Áp lực hơi: 0. 5-0 .6Mpa - Nhiệt độ thanh trùng: 137oC - Thời gian bảo ôn: 4 giây - Nhiệt độ nguyên liệu đầu ra: 8 5-8 8oC 1.4 Cân bằng năng lượng 1.4.1 Lượng nước sử dụng cho sản xuất Chọn nguồn nước: - Nước dùng cho sản xuất và nước dùng cho sinh hoạt là nước sạch do nhà máy nước cung cấp -1 7- Công nghệ sản xuất sạch hơn Bảng 1.4 Bảng chỉ tiêu chất lượng của... lít) Xoài Nước Đường Axit Citric Vitamin C Bột năng Tinh bột photphate Tổng nguyên liệu Tổng sản phẩm Chọn năng suất cho phân xưởng: -2 4- Công nghệ sản xuất sạch hơn Nectar xoài là sản phẩm giải khát thông thường, đồng thời cũng là món quà trong những dịp lễ Tết Các nhà máy thông thường không chỉ sản xuất mỗi một loại thức uống mà còn sản xuất nhiều mặt hàng thức uống khác Vì vậy, chọn thời gian sản xuất: ... Có Không Có Có Có Có Có Không Xoài không đạt Không Không Không Có tiêu chuẩn nguyên liệu Nước vệ sinh thiết bị Nước trong quá Có trình chần Nước trong quá Có trình thanh trùng Bao bì hư hỏng Không Bảng 2.16 Phiếu công tác số 8: Lựa chọn các phương án sản xuất sạch hơn có khả năng thực hiện STT Khả năng sản xuất sạch Vị trí sản -3 0- Phân loại Công nghệ sản xuất sạch hơn hơn 2 phân loại, rửa nguyên liệu... Trung bình 7 loại xoài Thay đồi bao bì sản 30 3 Trung bình 8 phẩm Tăng năng suất hoạt - - Cao 9 động của thiết bị Bổ sung các hóa chất 50 4 Trung bình trung các loại phế liệu 2 riêng biệt Bố trí dây chuyền thiết bị máy móc liên xoài trong sản xuất 6 tùy vào thời điểm Thay đổi công thức phối chế tùy vào từng hỗ trợ các quy trình -3 4- Công nghệ sản xuất sạch hơn công nghệ Bảng 2.19 Phiếu công tác 11: Phân... mí -1 6- Công nghệ sản xuất sạch hơn Thông số kỹ thuật: - Công suất (W): 5000 - Sản lượng: 12000 lon/giờ - Tính năng: Chất lượng dán miệng tốt, Thể tích nhỏ, Nhiếu loại hộp có kích cỡ khác nhau 1.3.7 Thiết bị thanh trùng Hình 1.13 Thiết bị thanh trùng Thông số kỹ thuật: - Kích thước ngoài máy: 4500L*2000W*1800H - Lượng xử lý: 3000Kg/h (đối với nguyên liệu) - Nhiệt độ nguyên liệu đầu vào: 4 5-5 5oC - Nhiệt . 50143,5 KWh CHƯƠNG 2 -1 9- Công nghệ sản xuất sạch hơn THỰC HIỆN SẢN XUẤT SẠCH HƠN 2.1. Khởi động: Thành lập nhóm thực hiện sản xuất sạch hơn Bảng 2.1 Nhóm thực hiện sản xuất sạch hơn Họ và tên Chức. Hz - Áp suất khí: 0, 5- 0,7 Mpa - Công suất: 500 W - Giới hạn dung tích chiết: 2 5- 60 ml 5 0- 125 ml, 10 0- 250 ml, 20 0- 500 ml, 40 0- 1000 ml, 90 0- 2500 ml, 220 0- 5000 ml. -1 5- Công nghệ sản xuất. từ 4 0- 60mg. Hình 1.4 Công thức cấu tạo axit ascorbic Thông tin tổng quát: - Tên theo IUPAC: 2-oxo-L-threo-hexono-1, 4- lactone-2,3-enediol - Tên thông thường: axit ascorbic, vitamin C - Công