Đang tải... (xem toàn văn)
tìm hiều và tính toàn thiết kế thiết bị thanh trùng nho ép ống chùm nối với nhau dạng ống lồng ống Với nền kinh tế ngày càng phát triển thì con người càng có nhu cầu nhiều hơn về thực phẩm, đặc biệt về mặt thức uống có nguồn gốc gần với tự nhiên được ưa chuộng để chăm sóc sức khỏe, làm đẹp. Trong những năm gần đây ở Việt Nam, ngành trồng trọt các loại cây ăn quả ngày càng được chú trọng và phát triển, các loại cây ăn quả giá trị dinh dưỡng và năng suất cao như bưởi, xoài, nhãn, sầu riêng, mãng cầu, nho,... cũng đang được nhân rộng và phổ biến hơn. Từ đó, các nhà sản xuất ở nước ta đã không ngừng nghiên cứu để đưa ra thị trường nhiều loại thức uống đa dạng và phong phú trong đó không thể không kể đến nước trái cây.Nó là một sản phẩm nhiều lợi ích và dinh dưỡng. Nhưng bên cạnh đó sản phẩm này rất dễ hư hỏng nếu không được bảo quản cũng như có chế độ xử lý thích hợp. Vì thế chúng em chọn đề tài là “Tính toán và thiết kế hệ thống ống chùm dạng ghép để thanh trùng nước nho ép ” để hiểu hơn về công nghệ sản xuất sản phẩm này đồng thời tìm ra phương pháp thanh trùng thích hợp để bảo quản sản phẩm được lâu hơn và nâng cao độ an toàn cho người sử dụng.
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG HÓA VÀ KHOA HỌC SỰ SỐNG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - - ĐỒ ÁN I – QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CNTP Đề tài: “Tìm hiểu cơng nghệ Tính tốn thiết bị trùng dạng ghép dùng để trùng nước nho ép, suất 1500 lít/h.” LỜI NĨI ĐẦU Với kinh tế ngày phát triển người có nhu cầu nhiều thực phẩm, đặc biệt mặt thức uống có nguồn gốc gần với tự nhiên ưa chuộng để chăm sóc sức khỏe, làm đẹp Trong năm gần Việt Nam, ngành trồng trọt loại ăn ngày trọng phát triển, loại ăn giá trị dinh dưỡng suất cao bưởi, xoài, nhãn, sầu riêng, mãng cầu, nho, nhân rộng phổ biến Từ đó, nhà sản xuất nước ta không ngừng nghiên cứu để đưa thị trường nhiều loại thức uống đa dạng phong phú khơng thể khơng kể đến nước trái Nổi trội sản phẩm nước trái nước nho ép, loại có giá trị dinh dưỡng cao đường, acid hữu cơ, vitamin, tập trung dịch Chính vậy, nước nho ép có hương vị thơm ngon thu hút thị hiếu người tiêu dùng đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho người Nó sản phẩm nhiều lợi ích dinh dưỡng Nhưng bên cạnh sản phẩm dễ hư hỏng khơng bảo quản có chế độ xử lý thích hợp Vì chúng em chọn đề tài “Tính tốn thiết kế hệ thống ống chùm dạng ghép để trùng nước nho ép ” để hiểu công nghệ sản xuất sản phẩm đồng thời tìm phương pháp trùng thích hợp để bảo quản sản phẩm lâu nâng cao độ an toàn cho người sử dụng Trong q trình tìm hiểu tính tốn em khơng tránh khỏi sai sót, mong thầy thơng cảm góp ý để em hồn thiện Mục lục Nội dung PHẦN I TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM NƯỚC NHO ÉP I.1 Tổng quan nước .5 I.2 Nguyên liệu sản xuất nước nho ép PHẦN II Tổng quan công nghệ trùng, lựa chọn thiết bị, chế độ công nghệ trùng 15 II.1 Tổng quan công nghệ trùng 15 II.2 Tổng quan thiết bị trùng dùng nhiệt 16 II.3 Lựa chọn thiết bị trùng phù hợp 33 III.1 Tiếp nhận, phân loại 33 III.2 Rửa 34 III.3 Tách cuống 35 III.4 Nghiền xé 35 III.5 Gia nhiệt 36 III.6 Q trình xử lí enzym 36 III.7 Quá trình lọc ép tách cặn .37 III.8 Thanh trùng 37 III.9 Rót chai, ghép mí 38 III.10 Bảo ôn 38 III.11 Sản phẩm 39 PHẦN IV Tính tốn thiết bị 41 IV.1 Bài toán 41 IV.2 Thông số nguyên liệu 41 IV.3 Tính tốn truyền nhiệt 42 PHẦN V Tính tốn thiết bị phụ 54 V.1 Mặt bích 54 V.2 Bơm .54 V.3 Bơm cho lưu thể nước nóng 58 V.4 Van .61 V.5 Lớp bọc bảo ôn 61 PHẦN I TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM NƯỚC NHO ÉP I.1 Tổng quan nước I.1.1 Phân loại định nghĩa nước - Dựa vào quy mô chế biến: + Nước uống trái quy mô gia đình: nước uống chế biến gia đình nhằm mục đích giải khát cung cấp nguồn dinh dưỡng cần thiết cho thể vitamin, khoáng, bổ sung chất xơ ngồi cịn có tác dụng nhiệt, lợi tiểu, tiêu hóa thức ăn + Nước uống trái quy mô công nghiệp: nước trái quy mơ gia đình, sản xuất nước trái quy mơ cơng nghiệp với mục đích giải khát, dinh dưỡng chữa bệnh Tuy nhiên mặt dinh dưỡng thấp quy trình chế biến, số chất dinh dưỡng nên dùng chủ yếu với mục đích giải khát Nước trái đóng hộp tiện lợi, thích hợp cho sống ngày - Dựa vào phương pháp chế biến: + Nước tự nhiên: sản phẩm chế biến từ loại không pha thêm đường phụ gia Nước tự nhiên dùng để uống trực tiếp chế biến loại nước ngọt, rượu mùi Nước loại chua uống phải thêm đường Có hai loại nước ép dịch nghiền (puree) + Nước hỗn hợp: sản phẩm chế biến từ hay nhiều loại pha trộn với Lượng nước pha thêm khơng q 35% so với nước + Nước pha đường: sản phẩm chế biến cách phối chế nước tự nhiên với syrup + Nước cô đặc: chế biến cách cô đặc nước ép tự nhiên theo phương pháp đun nóng (bốc hơi) hay phương pháp lạnh đơng (tách nước đá) Nước đặc có lợi đỡ tốn bao bì, kho hàng, vận chuyển bị sinh vật làm hỏng - Theo phương thức bảo quản: + Nước trùng: sản phẩm đóng vào bao bì kín trùng nhiệt (có thể trùng trước sau rót vào bào bì) + Nước làm lạnh: nước dạng bảo quản lạnh lạnh đông + Nước nạp khí CO2: dạng nước nạp khí CO2 để ức chế hoạt động vi sinh vật - Theo trạng thái sản phẩm: + Nước dịch trong: loại đước chế biến cách tách dịch bào khỏi mơ phương pháp ép, sau lắng lọc triệt để để loại hết thịt quả, sản phẩm dạng suốt, khơng có lắng thịt đáy báo bì + Nước dạng đục: loại chế biến cách tách dịch bào khỏi mơ phương pháp ép, sau lắng lọc phần Sản phẩm nước ép dạng đục chứa lượng thịt định sản phẩm + Nước nghiền (nectar): dạng sản phẩm chế biến cách nghiền mịn mô dịch bào pha thêm đường, acid thực phẩm số phụ gia khác Nước khơng có thịt có hình thức hấp dẫn hơn, bị biến đổi bảo quản nước có thịt I.1.2 Tình hình nghiên cứu nước giải khát nước - Nước giải khát loại đồ uống đóng vai trị quan trọng đời sống người, việc cung cấp cho người lượng nước đáng kể để tham gia vào trình trao đổi chất tế bào, cịn bổ sung cho thể lượng lớn chất dinh dưỡng Các loại muối khoáng đủ để bù đắp cho hao hụt lượng dinh dưỡng bị tiêu hao hoạt động sống người - Ngày nay, điều kiện sống người ngày nâng cao nhu cầu sử dụng nước giải khát ngày tăng bước chuyển dần từ loại nước giải khát pha chế truyền thống sang sử dụng loại nước giải khát có chứa chất dinh dưỡng loại: Axit amin, vitamin, muối khoáng, sản xuất từ loại trái Đây coi mặt hàng chiến lược chủ yếu kỷ 21, nên nhiều quốc gia như: Mỹ, Hà lan, LB Đức, Nhật, Hàn Quốc, Úc, Thái Lan, Trung Quốc… tập trung nghiên cứu sản xuất nhiều loại nước giải khát từ loại trái cây: Ổi, cam, dứa, xoài, cherry, táo, lê, dâu, mơ, nho, vải… có chất lượng cao mau chóng chiếm lĩnh thị trường - Tuy nhiên việc lựa chọn nguyên liệu để mang lại loại nước giải khát từ trái chất lượng cao, giá lại thích hợp cho người tiêu dùng vấn đề đơn giản vấn đề cấp thiết ngành nước giải khát Việt Nam Bởi chọn nguyên liệu phải nghiên cứu nguyên liệu có thỏa mãn thành phần dinh dưỡng, giá cả, mùa vụ, trữ lượng hay khơng có phù hợp với cơng nghệ sản xuất hay không Dù chưa phổ biến năm gần tương lai nước giải khát từ trái phổ biến I.2 Nguyên liệu sản xuất nước nho ép I.2.1 Nguyên liệu nho I.2.1.1 Nguồn gốc - Nho có nguồn gốc sớm Trái Đất Cây nho dại tìm thấy có nguồn gốc vùng Châu Âu, Bắc Mỹ, Trung Mỹ Tây Bắc Nam Mỹ thuộc dãy Andes Cho đến nho trồng Châu lục, vùng ôn đới nho thu hoạch năm vụ, vùng khí hậu nhiệt đới bán nhiệt đới nho có khả sinh trưởng liên tục cho từ 2,5 – vụ năm - Tại Việt Nam, thông qua Trung tâm khảo cứu Nông nghiệp Ninh Thuận ( trước 1975), nho du nhập vào từ Thái Lan, Nam Triều Tiên, Mỹ năm 1971 70 giống có nguồn gốc nhiệt đới ôn đới Sau năm 1975, định hướng phát triển nho chưa trọng nên gần giống nho bị chặt phá Vài năm trở lại nho trọng nhiều lợi dụng điều kiện tự nhiên nước ta, vài vùng có điều kiện thuận lợi cho việc trồng nho là: Thuận Hải ( Ninh Thuận Bình Thuận ) Phú Khánh ( Phú Yên Khánh Hịa ) đặc tính nho ưa khí hậu khơ nhiều nắng, ưa đất chua - Theo chiến lược phát triển ngành nông nghiệp phát triển nông thôn Ninh Thuận, dự kiến đến năm 2015, diện tích nho tồn tỉnh đạt 3.200 ha, 1.000-1.500 trồng giống mới, với tổng sản lượng 60.000 Sở Khoa học Công nghệ Ninh Thuận vào hỗ trợ nhà vườn ứng dụng khoa học kỹ thuật, sử dụng phân bón hữu chế phẩm sinh học để canh tác nhằm nâng cao suất, chất lượng nho an toàn Mục tiêu ngày khẳng định thương hiệu Nho Ninh Thuận thị trường nước I.2.1.2 Đặc điểm nho - Nho loại mọc dạng dây leo, thân gỗ để lồi Các loài thuộc họ Vitaceae Quả nho mọc thành chùm từ đến 300 quả, chúng có màu đen, vàng, lục, đỏ-tía hay trắng Nho Ninh Thuận tiếng với vị khiết giá hợp với xu hướng người tiêu dùng Nho Ninh Thuận nhiều người ưa chuộng nhờ có tính chất, chất lượng đặc thù, khác biệt so với loại nho khác Đặc trưng nho Ninh thuận vỏ dày, vị rôn rốt (hơi chua) có hạt - Nho Ninh Thuận có nhiều loại khách nhau, có hai giống nho ăn tươi nho đỏ nho xanh Nho đỏ có dạng hình cầu, vỏ bóng, mỏng, chín có màu đỏ tươi đến đỏ đậm, có vị hài hoà với vị chua nhẹ Trọng lượng từ 4,57 - 5,92g/quả, dài từ 18,23-21,21mm, rộng từ 17,27-19,44mm, trọng lượng chùm từ 166,84-254,13g/chùm - Nho xanh có dạng hình Oval, vỏ có màu xanh vàng nhạt, thịt trong, mềm, có vị đậm đà, chua nhẹ, chát Trọng lượng từ 5,53 - 6,91g/quả, dài từ 21,64 - 27,21, rộng từ 16,22 - 19,4mm, trọng lượng chùm từ 206,86 -400,85g/chùm I.2.1.3 Cấu tạo cửa nho Hình I.1: Cấu tạo nho I.2.1.3.1 Cuống nho Cuống nho: Chiếm từ – 5% Cuống nho có dạng phân nhánh Các hợp chất hóa học quan trọng cuống nho tannin, cellulose khống Các hợp chất tannin cuống khơng có lợi cho chất lượng sản phẩm, tannin ảnh hưởng không tốt đến mùi vị sản phẩm I.2.1.3.2 Vỏ nho Vỏ nho: chiếm – % quả, phần bao bọc xung quanh nho Các thành phần hóa học vỏ nho pectin, chất chát, chất màu ( anthocyances, flavones) Vỏ nho gồm lớp: - Lớp vỏ cutin: lớp cutin thường bao phủ lớp sáp bao phủ bên ngồi có tác dụng chống thấm nước, bảo vệ nho trước chấn thương học, thời tiết, nước, nhiễm nấm mốc tia cực tím - Lớp biểu bì (epidermis): gồm lớp tế bào dài xếp chồng lên độ dày lớp tùy thuộc vào giống nho - Lớp vỏ (hypodermis): gồm hai vùng phân biệt: vùng tế bào hình chữ nhật vùng tế bào hình đa giác Các tế bào chứa lượng hợp chất phenolic tương đối cao nho chín Các hợp chất chủ yếu tanin, chất màu chất hương Hàm lượng hợp chất ảnh hưởng đến hương, vị màu sắc Do đó, hợp chất đóng vai trò quan trọng việc xác định chất lượng cảm quan sản phẩm -Thành tế bào vỏ nho (CW): cấu thành từ polysaccharide trung tính (cellulose, xyloglucan, arabinan, galactan, xylan manan), 20% chất pectin acid (62% dạng methyl ester) khoảng 15% proanthocyanidin không tan, < 5% protein cấu trúc CW xây dựng ba lớp màng chung: phiến mỏng bên ngồi, CW CW thứ cấp + Phiến mỏng bên ngồi có chức liên kết tế bào với nhau, chủ yếu cấu thành từ pectin + CW thành tế bào dày phiến mỏng bên ngồi Nó bao gồm ba thành phần Thành phần bao gồm cellulose (8 - 25%) xyloglucan (2550%) đóng vai trị lớp khung suờn thành tế bào Thành phần nằm xen vào mạng lưới thành phần thứ hai, polysaccharide pectin (10-35%) Phần thứ ba protein cấu trúc (10%) + CW thứ cấp lớp thành dày lớp thành chính, cấu thành chủ yếu từ vi sợi cellulose, tổ chức thành bó song song (40-80%) CW thứ cấp chứa hemicellulose (10-40%), pectin số lignin (5-25%) Các nghiên cứu gần cho hợp chất phenol có liên kết phức tạp với polysaccharide CW, nhốt không bào hay liên kết với nhân tế bào liên kết hóa học hay tương tác vật lý I.2.1.3.3 Thịt nho Thịt nho chiếm 80 – 85% Thịt nho thành phần quan trọng để tạo nên dịch nho Thịt nho chia làm phần: phần bên bao gồm mô nằm hypodermis phận ngoại biên, phần bên mô giới hạn phận ngoại biên phận quanh trục Hầu hết tế bào phần thịt có hình trịn hay dạng trứng chứa khơng bào lớn hợp chất phenol I.2.1.3.4 Hạt nho Hạt nho chiếm – 11 % Hạt gồm có phần chính: vỏ hạt, nội nhũ phôi Cũng hầu hết hạt khác, nội nhũ chiếm phần lớn hạt nho phục vụ để nuôi dưỡng phôi thai thời gian đầu phát triển Vỏ hạt chứa lượng tannin tương đối cao Ngồi hạt nho cịn có dầu, bị lẫn vào nước dịch giảm giá trị cảm quan sản phẩm I.2.2 Giá trị dinh dưỡng nho Từ lâu nho chứng minh loại chứa nhiều chất bổ có lợi cho sức khỏe như: Tăng cường sức đề kháng, chống lão hóa, tốt cho tim mạch, có tác dụng thải độc tố Quả nho chứa khoảng 65 - 85% nước, 10 - 33% đường (glucose fructose), phlobaphene, acid galic, acid silicic, quercetine, anin, glucosides, mono delphinidin delphinidin, acid tartaric malic, acid phosphoric, acid salicilic, acid citric, acid formic, acid oxalic, pectin, hợp chất tanin, muối kali, magiê, canxi, mangan, coban, sắt vitamin B1, B2, B6, B12, A, C, P, PP, K, acid folic enzime Bảng I.1 : Thành phần hóa học nho Hợp chất Nước Đường (fructose, glucose saccharose) Alcohols (ethanol với hàm lượng vết terpenes, glycerols rượu bậc cao) Acid hữu (tartaric, malic, lactic, succinic, oxalic, …) Khống (potassium, calcium sodium, magnesium, iron,…) Phenols (các flavonoid chất màu nonflavonoid connamic acid vanillin) Các hợp chất chứa nitơ (protein, amino acid, humin, amide, % 75.0 22.0 0.1 0.9 0.5 0.3 0.2