LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP thiết kế nhà máy nước giải khát lên men và nước giải khát pha chế

Hiện nay ngành công nghệ thực phẩm là một ngành khoa học đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó đáp ứng nhu cầu của con người về dinh dưỡng ngày càng cao. Mặt khác, nó giải quyết công ăn việc làm cho người lao động. Ở nước ta hiện nay ngành công nghệ thực phẩm là một trong những ngành đang phát triển mạnh và theo dự báo nó sẽ phát triển mạnh trong tương lai. Nó sẽ làm giàu nguồn thực phẩm cho xã hội, đồng thời làm nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp khác.Trong đó công nghiệp sản xuất nước giải khát đang phát triển mạnh tạo sự cạnh tranh lớn trong xã hội.

Trong cơ thể chúng ta nước là thành phần chủ yếu và không thể thiếu được. Chúng ta có thể nhịn đói trong thời gian dài nhưng rất khó và sẽ suy yếu nhanh khi nhịn khát trong thời gian ngắn.

Do dân số và nhu cầu của xã hội ngày càng tăng, con người dùng nước không chỉ đáp ứng nhu cầu về bổ sung nước trong cơ thể mà còn vì dinh dưỡng và giá trị cảm quan mà nước giải khát đáp ứng được tất cả các điều đó cho nên nước giải khát không thể thiếu được trong xã hội hiện nay.

Trong công nghệ sản xuất nước giải khát, bao gồm nhiều sản phẩm khác nhau như: Nước ngọt pha chế, nước khoáng, nước giải khát lên men...Trong đó nước giải khát lên men là loại nước uống mát, bổ dưỡng, có hương vị đặc trưng, là hợp chất chiết từ nguyên liệu, CO₂ và các sản phẩm lên men khác tạo nên. Đặc biệt CO₂ bão hoà trong nước giải khát có tác dụng  làm giảm cơn khát cho người sử dụng. Hiện nay nước ta đang trên đà công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, do đó cần phải có những người lao động với cường độ cao. Chính vì vậy cần phải có những loại nước uống có giá trị dinh dưỡng nhằm đảm bảo cung cấp đủ lượng nước và năng lượng đã tiêu tốn do quá trình làm việc, bên cạnh đó các sản phẩm của nước giải khát pha chế  rất được  người sử dụng ưa chuộng, do tính chất đa dạng của nó và theo nhu cầu sử dụng.

Để đáp ứng các nhu cầu trên ta cần phải xây dựng nhà máy nước giải khát lên men và nước giải khát pha chế để sản xuất ra các loại nước uống có chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu hiện nay.

Chương I

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

 

Trước tình hình nền kinh tế xã hội đang phát triển, đời sống con người ngày càng cao, do đó rất cần một chế độ dinh dưỡng hợp lý. Vì vậy việc xây dựng nhà máy chế biến nước giải khát là vấn đề tất yếu.

    Đà Nẵng nói riêng và các tỉnh khác ở khu vực Miền Trung nói chung hiện nay đang trên đà phát triển. Tại Đà Nẵng cùng với sự phát triển các nghành công nghiệp , thuỷ sản , du lịch  và đặc biệt là khu công nghiệp Hoà Khánh đang phát triển nhanh chóng trở thành một khu công nghiêp trọng điểm của Miền Trung. Thêm vào đó nguồn nhân lực rất dồi dào, do đó việc xây dựng nhà máy nước giải khát tại khu công nghiệp Hoà Khánh là hoàn toàn hợp lý để phục vụ cho người tiêu dùng trong và ngoài thành phố cùng với các tỉnh và thành phố lân cận ,và có thể xuất khẩu sang các nước khác trong khu vực Đông Nam A’ với nguồn nguyên liệu chính là malt và ngô. Năng suất thiết kế của nhà máy là: 18 triệu lít sản phẩm/1năm.(Bao gồm 15 triệu lít nước giải khát lên men và 3 triệu lít nước giải khát pha chế)

1.1. Đặc điểm tự nhiên.

Khí hậu Đà Nẵng chia ra hai mùa , mùa nắng từ tháng 1 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, nhiệt độ trung bình khoảng 28⁰C,độ ẩm tương đối trung bình 82%, hướng gió chủ yếu là Đông-Nam. Với điều kiện tự nhiên và khí hậu như vậy việc xây dựng nhà máy nước giải khát là hoàn toàn có cơ sở (không ảnh hưởng đến cuộc sống dân cư tại địa điểm này ). Hơn nữa điều kiện đất đai của các huyện lân cận như: Điện Bàn, Hoà Vang , Đại Lộc, Duy Xuyên, Quế Sơn...rất màu mở nên việc tạo vùng nguyên liệu ( trồng ngô ) rất phù hợp.

1.2. Nguồn nguyên liệu.

Nguồn nguyên liệu chủ yếu là malt và ngô. Malt được nhập về từ nước ngoài, ngô được thu mua ở các huyện và các tỉnh lân cận. Hiện nay với nhiều giống ngô lai cho năng suất cao, nguồn nguyên liệu này trước đây chưa được sử dụng triệt để nên việc xây dựng nhà máy nước giải khát để tận dụng nguồn nguyên liệu này là phù hợp.

1.3. Hợp tác hoá.

Để nhà máy thuận tiện cho việc thu mua nguyên liệu cũng như tiêu thụ sản phẩm và phế phẩm, cần phải hợp tác hoá với các nhà máy lân cận trong và ngoài Thành Phố để sử dụng chung những công trình điện, nước, giao thông, thu mua nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm... nhằm giảm bớt vốn đầu tư xây dựng, rút ngắn thời gian hoàn vốn đồng thời sử dụng tuần hoàn các chất thải chống ô nhiểm môi trường. Mặt khác, nhà máy đặt tại khu công nghiệp Hoà Khánh có cơ sở hạ tầng đảm  bảo là điều kiện thuận lợi để nhà máy phát triển.

1.4. Nguồn cung cấp điện.

Nguồn điện nhà máy lấy từ mạng lưới điện Quốc Gia, nhờ có trạm biến áp 110 KV có dòng điện tiêu thụ với điện áp 220/380V. Để đề phòng mất điện,  nhà máy cần có máy phát điện dự phòng.

1.5. Nguồn cung cấp nhiệt.

Nhiên liệu chủ yếu là dầu FO dùng đốt nóng lò hơi riêng của nhà máy, NH₃ làm tác nhân lạnh, dầu bôi trơn ... Nhập từ các nơi vào để đảm bảo cho nhà máy hoạt động.

1.6. Giao thông.

Nhà máy cần có một lượng phương tiện vận chuyển lớn để vận chuyển nguyên liệu và thành phẩm. Việc nhà máy xây dựng ở một thành phố lớn như Đà Nẵng có hệ thống giao thông phát triển cộng với việc nhà máy nằm trong khu công nghiệp ở gần quốc lộ , đường sắt và cảng Biển  nên  rất thuận tiện cho việc tập trung nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm.

1.7. Nguồn nước.

Nước là nhu cầu không  thể thiếu được, nước được sử dụng do công ty cấp nước Đà Nẵng cung cấp. Ngoài ra cần đào thêm giếng để ổn định nguồn nước và phải qua xử lý trước khi đưa vào sử dụng. Lượng nước dùng trong sinh hoạt nhà máy rất lớn tuỳ theo từng công đoạn sản xuất mà sử dụng lượng nước và chất lượng nước khác nhau, cần đảm bảo được các chỉ tiêu nhất định: Hoá học, hoá lý và tiêu chuẩn vi sinh.

1.8.Thoát nước của nhà máy.

 Nước thải ảnh hưởng đến môi trường bên ngoài và bên trong nhà máy .Vì vậy nước thải phải qua hệ thống xử lý đến tiêu chuẩn cho phép trước khi thoát theo mạng lưới thoát nước của thành phố để tránh ô nhiễm môi trường nước.

1.9. Nguồn nhân lực .

Đà Nẵng là một trong những thành phố lớn cho nên nguồn nhân lực rất dồi dào, có nhiều nhân tài được đào tạo nhiều nơi trên đất nước,bên cạnh đó nhà máy còn cộng tác với cán bộ khoa học kỹ thuật của trường Đại Học Kỹ Thuật Đà Nẵng có thể giải quyết được các vấn đề xảy ra khi nhà máy hoạt động.

* Tóm lại:

Việc xây dựng nhà máy nước giải khát tại địa bàn Khu công nghiệp Hoà Khánh là rất hợp lý đáp ứng nhu cầu của nhân dân, giải quyết một lượng công ăn việc làm cho con em địa phương và các tỉnh lân cận ,nâng cao trình độ văn hoá kỹ thuật cho nhiều người. Những vấn đề kinh tế kỹ thụât, nguyên liệu, tiêu thụ sản phẩm luôn đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục (với năng suất thiết kế là 18 triệu lít sản phẩm / 1 năm).

Chương II

                 GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU

Để sản xuất nước giải khát, nhà máy sử dụng nguyên liệu: Ngô, malt, đường, nước và một số chất phụ gia khác.

2.1. Malt.

Malt là những hạt hoà thảo nẩy mầm trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhân tạo thích hợp.Trong malt rất giàu chất dinh dưỡng, khoảng 18% chất dễ hoà tan, các chất dễ hoà tan gồm đường đơn giản, dextrin, vitamin. Đặc biệt malt chứa hệ enzim thuỷ phân phong phú: amylaza, proteaza, xitaza và nhiều enzim khác.

Malt dùng chế biến các loại nước uống có độ cồn thấp và có chất lượng cao như bia, các loại nước uống tổng hợp cho người gìà, trẻ em, và phụ nữ mang thai.

Malt dùng để sản xuất nước giải khát lên men là malt đại mạch (malt vàng ). Độ ẩm của malt sau khi sấy và trong thời kỳ bảo quản không vượt quá 6%, đảm bảo sạch,  không có mùi vị lạ, không mốc, không hôi khói ,có mùi đặc trưng của malt, yêu cầu kích thước đồng đều (khoảng 2,5 ¸ 2,8 mm) để dễ dàng cho quá trình nghiền. Khối lượng dao động trong khoảng 520 ¸ 600 g/l, độ chiết khoảng 75% ¸ 82%. Thành phần hoá học trung bình của malt tính theo phần trăm chất khô: tinh bột 58%, đường khử 4%, sacaroza 5%, pentozan hoà tan 1 %, pentozan không hoà tan và hexozan: 9%, xenluloza 6%, chất chứa nitơ 10%, chất béo 2,5%, chất khoáng 2,5%. Ngoài ra còn chứa chất màu , các tanin và chất đắng.

Trong malt chứa hệ enzim thuỷ phân: a amylaza, b amylaza, proteaza , peptidaza, fitaza, xitaza, amylophotphataza. Trong đó enzim peptidaza, xitaza và fitaza nhạy với nhiệt độ hơn cả. Do đó các enzim này chỉ tồn tại ở các malt sấy nhẹ.

Enzim a amylaza, b amylaza và proteaza thực hiện việc chuyển các chất trong nguyên liệu thành các loại đường và các axit amin.

Enzim a amylaza tác dụng lên liên kết a 1-4 glucozit của mạch amyloza và amylopectin nhờ đó tinh bột nhanh chóng phân cắt thành những dextrin có phân tử lượng thấp và một lượng rất ít disacarit và glucoza, khi đó có sự giảm nhanh chóng độ nhớt của dịch tinh bột.

Enzim b amylaza tác dụng lên amyloza và amylopectin bắt đầu từ các đầu tận cùng không có tính khử của các chuỗi và giải phóng lần lượt các gốc maltoza nên b amylaza phân cắt hoàn toàn mạch amyloza thành maltoza, còn mạch amylopectin chỉ cắt được 60% để chuyển thành maltoza và một phần nhỏ dextrin.

Proteaza: Enzim này có tác dụng làm cho protein thủy phân thành các polypeptit phức tạp và không đông tụ. Tiếp theo dưới tác dụng của enzim polypeptidaza các polypeptit chuyển thành các axit amin chuyển vào dịch lên men.

Protein có trong dịch lên men ít so với các chất chiết được nhưng ảnh hưởng rất lớn đến sự tạo bọt và độ bền của sản phẩm. Các sản phẩm thuỷ phân của protein:

( albumoza, polypeptit, và các axitamin ) không tách khỏi dung dịch khi đun sôi

 ( không đông tụ ), nhưng nó có tính keo, albumoza, pepton và các polypeptit tham gia vào việc tạo bọt và tăng vị cho sản phẩm, còn axitamin cần thiết cho dinh dưỡng nấm men.

* Bảo quản malt:

Nhà máy nhập malt từ nước ngoài và được dự trữ trong kho để bảo đảm sản xuất liên tục, thời gian dự trữ là một tháng.

2.2. Ngô.

Ngô là cây lương thực trồng rất nhiều trên thế giới và phát triển tốt ở vùng nhiệt đới.

Ơ nước ta ngô trồng rất nhiều ở các miền trung du và miền núi với năng suất cao. Ngô có nhiều giống, khác nhau về kích thước, hình dạng và thành phần hoá học. Dựa vào sự khác nhau đó người ta phân ngô thành nhiều loại: Ngô bột, ngô răng ngựa, ngô đá, ngô sáp, ngô đường, ngô nổ. Thành phần hoá học chủ yếu của ngô là tinh bột, protit, ngoài ra còn có chất béo, đường, tro, xenlulo...

Bảng 1 . Thành phần hoá học trung bình của các loại ngô:(%).

Theo bảng 27[ III - 32].

Loại ngô	Protit	Tinh bột	Chất béo	Tro
Ngô	11,3	64,2	7,2	1,05
Ngô răng ngựa	12,2	61,5	7,7	1,16
Ngô đá	12,3	60,0	7,9	1,28
Ngô sáp	12,9	61,6	7,8	1,10
Ngô đường	13,8	31,2	14,4	1,37
Ngô nổ	14,3	59,9	6,3	1,33

Protit:

Nitơ trong thành phần của ngô gồm gồm nitơ thuộc protit là chủ yếu, nitơ phi protit chỉ chiếm khoảng 1,5¸3,7% lượng nitơ chung.

Protit của ngô gồm cả 4 nhóm:albumin, globunin, glutelin, prolamin, trong đó prolamin là nhiều nhất.Về giá trị sinh hoá của protit ngô đối với cơ thể người và động vật được đánh giá bởi hàm lượng axit amin không thay thế được trong thành phần protit.

Qua nghiên cứu người ta đã xác định được hàm lượng amino axit trong ngô như sau: Acginin 4%,histidin 2,4%, lizin 2,5%, tirozin 6,1%, triptophan 0,6%, phenylalanin 4,5%, xistin 1,1%, lơxin 21,5%, izolơxin 3,6%, valin 4,6%.

Gluxit:

     Hàm lượng gluxit trong thành phần của ngô vào khoảng 85¸93%, trong đó tinh bột vào khoảng 60 ¸ 70%,đường 1,5 ¸ 5% và dextrin 1¸6%.

Hạt tinh bột ngô có cấu tạo đơn giản, hình dạng khác nhau, kích thước hạt tinh bột dao động trong khoảng 20¸40mm. Khối lượng riêng cuả tinh bột ngô khoảng 1,5765 -1,6398, trung bình:1,16.

Nhiệt độ hồ hoá tinh bột:80 -100^oC, tỉ số chiết suất:1,522 và hệ số quay cực riêng của dung dịch tinh bột thuỷ phân: 201,5.

Thành phần tinh bột ngô gồm 2 phần: amyloza và amylopectin.

*Bảo quản ngô:

Ngô mua về được cho vào bao tải và xếp vào kho theo khối hẹp, chạy dài chiều rộng 3-4 bao, chiều cao không quá 10 bao. Để đảm bảo sản xuất liên tục nhà máy xây dựng kho đủ chứa lượng ngô trong một tháng.

2.3. Nước.

Trong quá trình sản xuất nước giải khát nước có tầm quan trọng rất lớn. Chủ yếu đảm bảo các chí tiêu chất lượng : Lý, hoá, sinh học để không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Nước dùng để sản xuất nước giải khát trước hết phải trong suốt, không màu có vị dễ chịu, không có mùi vị lạ và không có vi sinh vật gây bệnh. Nước cần có độ cứng trung bình 5 -6 mg đương lượng / l, có pH = 6,8 -7,3 ; Độ oxi hoá không vượt quá 1-2 mg/l, hàm lượng cặn không vượt quá 600mg/l; Các chỉ tiêu sinh học: Chuẩn độ côli không quá 300ml, chỉ số côli không lớn hơn 3. Hàm lượng kim loại:

Sắt                                                 không quá                               0,3    mg/l

Mangan                                        không quá                               0,05  mg/l

Magiê                                           không quá                               125   mg/l

Chì                                                không quá                               0,1    mg/l

Đồng                                             không quá                               3       mg/l

Kẽm                                              không quá                               5       mg/l

Flo                                                không quá                               1       mg/l

Selen                                            không quá                               0,05  mg/l

Asen                                             không quá                               0,05  mg/l

Nitrat                                            không quá                               35     mg/l

Sunfat 60-80 mg/l                      không quá                               250   mg/l

Trong nước không được có xianit, thuỷ ngân, bari, crom, amoniac, photphat, sunfuahydro, nitric.

* Sự ảnh hưởng của nước đến chất lượng sản phẩm:

Nước làm thay đôi pH của dịch lên men và do đó ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân, kết quả sẽ làm thay đổi đến tính chất của sản phẩm.

Theo nghiên cứu của một số tác giả các cation và anion ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm.

Ion Ca²⁺ hàm lượng dao động rất rộng từ 5- 6 mg/l đến 200-250 mg/l, canxi tồn tại nhiều nhât ở các dạng muối Ca(HCO3 )₂ và CaSO₄. Muối Ca(HCO₃ )₂  gây ảnh hưởng bất lợi vì làm giảm độ chua định phân của dịch lên men khi chúng tác dụng với muối photphat của malt:

2KH₂PO₄ +  2NaHCO₃   =   K₂HPO₄ + Na₂HPO₄ +2H₂O + 2CO_2.

Nếu pH của khối cháo tăng thì khả năng hoạt động của enzym thuỷ phân sẽ giảm.

Muối CaSO₄ lại làm tăng độ chua định phân của dịch cháo. Tác động này rất có lợi cho quá trình đường hoá:

4K₂HPO₄  +  3CaSO₄  =  Ca₃ (PO₄)₂  +  2KH₂PO₄ +K₂SO₄ .

Tương tự  Ion Mg²⁺ cũng giống như Ion Ca²⁺.

Ion Na⁺ tồn tại trong nước chủ yếu ở các dạng muối Na₂CO₃, NaHCO₃ , Na₂SO₄ và NaCl. Na₂SO₄ nếu hàm lượng cao sẽ làm cho sản phẩm có vị đắng khó chịu. Muối NaCl nếu hàm lượng lớn thì không tốt nhưng trong phạm vi đến 200 mg/l làm cho sản phẩm có vị đậm đà thích thú.

2.4. Đường.

Nhà máy sử dụng đường RE.

Đa số các loại nước giải khát đều chưá khoảng 8 I 10% đường .

Đường được sản xuất ở các nhà máy đường ở các tỉnh lân cận (Quãng Nam,Quãng Ngãi...). Nhà máy dùng đường để nấu xirô bổ sung vào dịch lên men, chất lượng của đường dùng để sản xuất được ghi trong bảng 2.

Bảng 2: Chất lượng của đường dùng trong nhà máy.

Theo bảng 1 - [VI-15]

Chỉ tiêu	Đường kính loại 1(%)	Đường kính loại 2 (%)
Hàm lượng sacaroza	99,65	99,45
Độ ẩm	< 0,07	< 0,12
Hàm lượng chất khử	< 0,15	< 0,17
Hàm lượng tro	< 0,1	< 0,15

*Bảo quản đường:

Đường được chứa trong bao PE dán kín, được bảo quản trong kho có bệ cách nền 0,2m.

2.5. Khí CO₂ :

Khí cacbonic có thể bảo hoà trong nước nhằm tạo cảm giác và giải khát khi uống. Khí cacbonic rất phổ biến trong tự nhiên ở trạng thái tự do lẫn kết hợp. Tuỳ theo áp suất và nhiệt độ, khí CO₂ có thể tồn tại ở 3 dạng: Rắn, lỏng, khí.

Để bảo hoà khí CO₂ nhà máy phải sử dụng khí cacbonic ở dạng lỏng, đựng trong bình thép dưới áp suất cao khoảng 70at.

       Ơ điều kiện bình thường CO₂ là một chất khí không cháy và cũng không duy trì sự cháy, không màu, hầu như không mùi, khi hoà tan trong nước CO₂ trở thành axit cacbonic có vị chua dễ chịu. Do đó cacbonic được sử dụng rộng rãi trong san xuất nhiều loại nước giải khát. Sau khi uống nước giải khát CO₂ vào cơ thể sẽ thu nhiệt và bay hơi do đó ta có cảm giác mát và dễ chịu hơn.

CO₂ được nhận từ nhiều nguồn khác nhau, nhà máy sử dụng khí cacbonic từ quá trình lên men dịch đường ở các nhà máy bia, rượu và của nhà máy, sau đó được nén trong một cái bình thép ở áp suất 70at để làm lỏng CO₂ .

2.6. Axitcitric.(C₆H₈O₇).

Người ta thường chiết axit citric từ quả chanh, là 1 tinh thể không màu ngậm 1 phân tử nước. Hàm lượng axit citric trong chanh chiết được thường lên đến 99%, các tạp chất cho phép: Độ tro không quá 0,5%, lượng axit tự do không quá 0,05%, hàm lượng asen không quá 0,00015%, khi hoà tan axit citric trong nước cất dung dịch phải trong suốt, có vị chua tinh khiết và không có mùi vị lạ.

Nhà máy thường sử dụng axit citric để chuyển hoá sacaroza trong quá trình nấu xirô thành đường nghịch đảo nhằm tăng độ ngọt chung cho dịch xirô. Đồng thời axit citric cũng dùng trong sản xuất nước ngọt pha chế nhằm tạo vị cho sản phẩm.

 

Chương III.

         DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất nước giải khát lên men từ tinh bột:

3.2 . Sơ đồ công nghệ sản xuất nước ngọt pha chế.

3.3.Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất nước giải khát lên men:

3.3.1. Nghiền:

3.3.1.1. Mục đích:

Phá vỡ cấu trúc của tế bào malt và ngô tạo điều kiện thuận lợi và thúc đẩy các quá trình: Sinh, lý, hoá xảy ra trong nguyên liệu khi nấu nhằm thu được dịnh đường có nồng độ cao các chất có trong nguyên liệu ban đầu.

3.3.1.2. Nghiền Malt:

Thành phần cấu tạo chủ yếu malt là vỏ và nội nhủ, hai hợp phần này khác nhau về thành phần, tính chất vật lý, cơ lý, hoá học và cũng khác nhau về vai trò và chức năng trong sản xuất dịch đường.

Mức độ nghiền đóng vai trò quan trọng trong quá trình nấu cho nên khi nghiền malt cần đảm bảo các quá trình sau:

+ Vỏ malt được giữ càng nguyên càng tốt.

Trong vỏ malt được cấu tạo chủ yếu từ xenluloza, ngoài ra còn có một số chất khác như licnin, tanin và các chất khoáng. Xenluloza không tan trong nước và khi nấu nó không biến đổi, còn các chất tanin, chất đắng và các chất hoà tan trong nước, trong khi nấu chúng chuyển thành các dịch đường làm thay đổi vị và màu của các thành phẩm, kết quả làm giảm chất lượng của các sản phẩm.

+ Trong nội nhủ chứa chủ yếu là tinh bột, một số hiđratcacbon khác và protein, chính những chất này đã được chiết vào dung dịch khi nấu, do đó để chiết được những chất có trong nội nhủ ta phải nghiền nhỏ. Tuy nhiên nếu nghiền quá mịn thì lọc dịch đường sẽ khó khăn và làm giảm hiệu suất thu hồi do các chất hoà tan còn sót lại trong bã nghiền.

*  Tiến hành nghiền malt.

Nhà máy tiến hành nghiền malt bằng máy nghiền khô, bốn trục, một sàng. Hai cặp trục phân bố phía trên sàng và hai cặp trục phân bố phía dưới sàng. Lọt qua lỗ sàng là bột và tấm bé, hai pha này được thu gom vào thùng chứa tạm, còn vỏ và tấm lớn nằm trên sàng được đưa qua cặp rulô thứ hai để nghiền một lần nửa.

3.3.1.3. Nghiền ngô.

Cấu trúc của tinh bột ngô rất cứng nên khó bị thuỷ phân, để chiết ly được nhiều nhất chất hoà tan ta phải tiến hành nghiền mịn ngô, sau đó qua khâu xử lý và hồ hoá ở nhiệt độ cao để làm yếu các liên kết trong mạch tinh bột.

*Tiến hành nghiền ngô:

Ngô cũng được ngiền bằng thiết bị nghiền khô, bốn trục, một sàng. Tiến hành nghiền ngô như nghiền malt, song trong quá trình nghiền có thể điều chỉnh khoảng cách giữa hai rulô trong một cặp trục để có được độ nhỏ mong muốn.

3.3.2. Hồ hoá:

   *  Mục đích: Làm yếu các liên kết trong mạch tinh bột để tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình tiếp theo, nhiệt độ hồ hoá: 80⁰C

3.3.3. Thơm hoá:

3.3.3.1. Mục đích:

Tạo màu, tạo mùi cho nước giải khát nhờ các sản phẩm của phản ứng melanoidin và caramen.

3.3.3.2. Các quá trình xảy ra:

Quá trình thơm hoá được thực hiện ở áp suất và nhiệt độ cao, ngoài melanoidin một lượng caramen cũng được hình thành, hai sản phẩm này góp phần quan trọng cho việc tạo màu nhưng quá nhiều ảnh hưởng đến hoạt động của nấm men.

3.3.3.2.1 . Tạo màu do phản ứng melanoidin:  

Phản ứng melanoidin hay phản ứng ozamin, cacbonylamin-amiloza là phản ứng có vai trò quan trọng trong chế biến thực phẩm. Các hợp phần tham gia phản ứng là protein ( hoặc các sản phẩm phân giải của chúng ) và gluxit.

Điều kiện tham gia phản ứng: Phải có nhóm cacbonyl và nhóm amin, phản ứng melanoidin đòi hỏi năng lượng hoạt hoá lớn.

Theo Hodge phản ứng melanoidin gồm 3 giai đoạn:

* Giai đoạn 1: Giai đoạn này ngưng tụ đường với axit amin.

 

         C      O                    H     COOH                 C    O      COOH

               H                                                                H        

H       C     OH   +     H     N     C     R’’         H    C     N     C     R’’  + H₂O

            

        R’                                    H                         R’     H     H

        Đường                   Hợp chất amin             Phức đường amin

Phức đường amin tạo thành không màu và không hấp thụ ánh sáng cực tím.

        Phản ứng chuyển vị amadori:

Khi ở nhiệt độ cao thì phức đường amin bị đồng phân hoá hay gọi là chuyển vị nội phân amadori.

  

        C     O        H     COOH                  O                         COOH   

               H

H      C     H     N       C     R’’          R’   C      CH₂   NH    CH     R’’                               

                                                                          OH                       O 

        R’                      H

                                                                 R’    C     CH     NH     C      R’’

                                            Dạng enol của 1amin - 1dezoxy-2xetoza

 

* Giai đoạn 2:        

Ơ  giai đoạn này xảy ra sự khử nước của 1 amin - 1- dezoxy -  2 xetoza tạo thành các sản phẩm phân ly khác nhau.

             N     R

 

             C     H                           HOHC          CHOH 

          

      H    C    OH       -H₂O  HOH₂C    C           C    CH     NH   R  -H₂O

                                                    H          O

  HO     C     H

 

     H     C    OH                               HC          CH   

 

            CH₂OH                   HOH₂C   C           C    CH   NR

                                                                  O

                                              Bazơ schiff  của hidroximetyl furfurol

Ngoài ra còn cóa sự phân huỷ các hợp chất amin để tạo ra các aldehyt hình thành hương cho sản phẩm .

* Giai đoạn 3: Tạo màu đậm cho sản phẩm.

Ơ giai đoạn này phản ứng melanoidin sẽ tạo nên đầu tiên là các polyme không no hoà tan được trong nước, sau đó là các polyme không no và không hoà tan được trong nước nhưng đều có màu đậm và có tên gọi chung là melanoidin.

Khi nhiệt độ cao thì quá trình xảy ra mảnh liệt hơn nhưng melanoidin tạo thành có hương thơm kém hơn.

3.3.3.2.2. Tạo màu mới do phản ứng caramen:

Giai đoạn đầu của phản ứng tạo nên các andehydrit của glucoza, fructoza, sacaroza như glucozan và fructozan.

Sacaroza là hợp chất không màu, sau đó bên cạnh sự dehydrat hoá còn xảy ra sự trùng hợp hoá các đường đã được dehydrat hoá để tạo thành sản phẩm có màu vàng nâu.

Chẳng hạn với sacaroza, sơ đồ phản ứng caramen hoá như sau:

        C₁₂H₂₂O₁₁ -  H₂O               C₆H₁₀O₅  +  C₆H₁₀O₅

          Sacaroza                      glucozan       levulozan

Đến 185⁰C ¸ 190⁰ sẽ tạo thành  izo sacarozan

         C₆H₁₀O₅  +  C₆H₁₀O₅               C₁₂H₂₀O₁₀

        Glucozan     levulozan          izo sacarozan

Ơ nhiệt độ cao hơn sẽ mất 10% nước và tạo thành caramelan(C₁₂H₁₈O₉ hoặc C₂₄H₃₆O₁₈) có màu vàng:

2C₁₂H₂₀O₁₀ - 2H₂O              2C₁₂H₁₈O₉  hoặc (C₂₄H₃₆O₁₈)

          izo sacarozan                   caramelan

Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen:

      C₁₂H₂₀O₁₀ +  C₂₄H₃₆O₁₈ - 3 H₂O                 C₃₆H₄₈O₂₄.H₂O

Khi mất 25% H₂O sẽ tạo thành caramelin màu nâu đen.

3.3.4. Đường hoá.

Mục đích của quá trình đường hoá là chuyển toàn bộ các chất có khả năng hoà tan vào dung dịch dưới tác dụng của Enzim.

Trong môi trường nước các hợp chất có sẵn trong nguyên liệu sẽ hoà tan vào nước và trở thành chất chiết của dung dịch đường sau này. Các hợp phần cao phân tử của các chất như tinh bột, protein, các hợp chất chứa photpho... sẽ được tác dụng bởi các enzim tương ứng: Amylaza, proteaza, photphataza khi các loại enzim này hoạt động. Dưới sự xúc tác của enzim thuỷ phân, các hợp chất cao phân tử sẽ bị phân cắt thành sản phẩm thấp phân tử hoà tan vào nước để trở thành chất chiết dịch đường.

Trong thành phần của các sản phẩm thuỷ phân chiếm nhiều nhất về khối lượng là đường, dextrin. Vì lý do này nên gọi quá trình thuỷ phân là quá trình đường hoá.

3.3.5.Tiến hành nấu:

3.3.5.1. Nấu nồi ngô:

+ Hồ hoá:

Tiến hành vệ sinh thiết bị và cho nước lạnh vào đun đến 50⁰C theo tỷ lệ  nước /bột bằng 5lit/1kg bột, cho cánh khuấy hoạt động và đổ ngô vào hoà trộn trong thời gian 10 phút, sau đó tiến hành nâng nhiệt độ đến 80⁰C trong thời gian 20 phút và giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút.

+ Đạm hoá và đường hoá:

Sau khi ngô được hồ hoá xong thì bổ sung  thêm nước và 40% lượng malt của một mẽ nấu (lượng nước tính theo lượng malt :  nước/malt = 4lit/1kg ) và điều chỉnh nhiệt độ của toàn hỗn hợp khoảng 52 ¸ 55⁰C. Giữ ở nhiệt độ này trong 20 phút để enzym proteaza thuỷ phân protein thành axit amin và các sản phẩm trung gian. Tiếp đó nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 63⁰C trong thời gian 10 phút, duy trì nhiệt độ này trong 30 phút để enzym amylaza chuyển tinh bột thành đường khử và dextrin.

+ Thơm hoá:

Sau khi đã có một lượng đường khử và axit amin nhất định ta nâng nhiệt độ lên đến khoảng 130⁰C trong thời gian 30 phút và giữ nhiệt độ này trong 60 phút, ứng với áp suất (2 ¸ 2,5 at) để tạo melanoidin.

3.3.5.2. Nấu nồi malt:

Lấy phần malt còn lại trong một mẽ (60%) đem hoà với nước theo tỷ lệ nước/malt:4lít/1kg, sau đó tiến hành nâng nhiệt độ lên 52⁰C để đạm hoá sơ bộ trong thời gian 10 phút.

3.3.5.3. Hội cháo:

Trong thời gian này ta chuyển toàn bộ khối dịch đã thơm hoá ( ở nồi ngô ) vào nồi đường hoá (ở nồi malt) trong 10 phút và điều chỉnh nhiệt độ khối cháo 52⁰C, giữ nhiệt độ này trong 30 phút để enzim b amylaza thuỷ phân tinh bột thành maltoza và một ít dextrin. Sau đó tiếp tục nâng khối cháo lên 75⁰C trong thời gian 10 phút và giữ nhiệt độ trong 40 phút để enzim a amilaza thuỷ phân tinh bột thành dextrin và một ít đường maltoza.  Cuối cùng khối dịch được nâng lên 78⁰C rồi đem đi lọc.

     Thời gian của quá trình nấu :

     Nồi ngô:                                              Nồi malt:

     Hoà bột ở 50⁰C                  10 phút      Hoà malt                          10 phút

     Nâng nhiệt lên 80⁰            20 phút      và nâng lên 52⁰C

     Giữ nhiệt độ lở 80⁰C         20phút       Hội cháo và giử 52⁰C     30 phút

     Hoà malt vào dịch hồ       20 phút      Nâng nhiệt lên 63⁰C       10 phút

     Giữ nhiệt ở 52⁰C                20 phút      Giữ nhiệt ở 63⁰C             30 phút

     Nâng nhiệt lên 63⁰C          10 phút      Nâng nhiệt độ lên 75⁰C 10 phút

     Giữ nhiệt ở 63⁰C                20 phút      Giữ nhiệt ở 75⁰C             40 phút

     Nâng nhiệt lên 130⁰C       30 phút      Nâng nhiệt lên 78⁰C       5  phút

     Giữ nhiệt ở 130⁰C             60phút                                                

                       Tổng thời gian của quá trình nấu : 315 phút.

Sơ đồ biểu diễn thời gian nâng nhiệt và giữ nhiệt của quá trình nấu:

                                                  : Biểu diễn quá trình nấu ở nồi ngô

                                                  nhiệt độ(⁰C): Biểu diễn quá trình nấu ở nồi malt

                           3.3.6. Lọc dịch đường và rửa bã:

Sau khi đường hoá dung dịch có chất tan và chất không hoà tan, cần phải lọc để bỏ chất không hoà tan.Quá trình lọc chia làm 2 giai đoạn: Lọc dịch đường và rửa bã để thu lượng chất hoà tan còn sót trong bã.

Nhiệt độ lọc khống chế ở 75 ÷ 78⁰C, nhiệt độ lọc không được thấp quá vì độ nhớt của dịch đường giảm khi nhiệt độ tăng, do đó lọc ở nhiệt độ thấp các chất có trong bã khó khuếch tán vào dịch đường. Còn nếu lọc ở nhiệt độ cao hơn 78⁰C sẽ làm vô hoạt hệ enzym amylaza và các tinh bột sót được hồ hoá nhưng không được đường hoá, kết quả làm dịch lên men bị đục và sản phẩm cũng bị đục theo.

Lọc có thể tiến hành trong các thiết bị khác nhau, nhà máy tiến hành lọc bằng lọc ép khung bản.

* Cách tiến hành lọc: Trước khi lọc tiến hành bơm nước nóng 78⁰C vào các khung để hâm nóng 20÷30 phút, mở các van tháo nước nóng sau đó khối dịch cháo được bơm vào máy ngay . Khi dịch cháo vào đầy trong các khung thì áp lực lọc được nâng dần lên đến 20 ÷ 30 KN/m² (0,2 ÷ 0,3 at ), mở van của các tấm bản để dịch đường chảy ra. Khi lọc xong quá trình rửa bã được tiến hành ngay bằng nước nóng 78⁰C . Rửa cho đến khi nồng độ chất khô trong nước rửa còn 0,3% khối lượng là được. Quá trình rửa bã được kết thúc bã được tháo ra, các tấm vải lọc được đưa đi giặt, sấy khô để chuẩn bị cho mẽ sau. Thời gian rửa bã kéo dài 1 giờ,  toàn bộ quá trình lọc là 4 giờ.

Nồng độ chung của dung dịch sau khi lọc và rửa bã: 6% khối lượng.

3.3.7. Chuẩn bị xirô:

3.3.7.1. Nấu xirô:

Đường là một trong những thành phần chủ yếu nhất của nước giải khát, điều chỉnh và hài hoà vị cho sản phẩm. Đường trước khi pha chế vào nước giải khát cần nấu thành xirô có nồng độ 60%. Xirô nhất thiết phải được đun sôi, lọc và làm lạnh.

Xirô đường có thể chuẩn bị theo 2 phương pháp: Phương pháp nóng và phương pháp lạnh. Phương pháp nóng bằng cách hoà đường với lượng nước xác định rồi đun tới sôi, sau đó đem lọc và làm lạnh. Phương pháp lạnh là hoà tan đường ở nhiệt độ phòng rồi đem đi lọc.

Trong công nghiệp thường sử dụng phương pháp nóng vì đun sôi sẽ tiêu diệt được các vi sinh vật có trong đường và có trong nước, mặt khác tạo điều kiện để đường sacaroza chuyển thành glucoza và fructoza.

Muốn nhận được xirô có chất lượng cao và bảo quản được lâu ta chuyển sacaroza thành đường chuyển hoá gluco và fructoza. Sau khi nấu làm nguội xuống nhiệt độ 80 ÷ 90⁰C ta cho axit citric vào với số lượng 120 ÷ 130g  axit citric /100kg đường để cho phản ứng tạo glucoza và fructoza xảy ra hoàn toàn.

Quá trình nấu xirô gồm 2 giai đoạn: Hoà tan đường trong nước sôi và chuyển hoá đường thành xirô.

Để hoà tan cho đường vào nồi nấu 2 vỏ, chứa nước 50 ÷ 60⁰C đun tới sôi, khuấy liên tục bằng cánh khuấy. Sau khi hòa tan hết đường, ngừng khuấy và tách bọt cùng các tạp chất trên bề mặt dung dịch.Tiếp đó đun sôi khoảng 20 ÷ 30 phút để diệt hết các tạp khuẩn. Không nên đun lâu vì làm cho đường bị caramen hoá.

Giai đoạn chuyển hoá đường được thực hiện bằng cách làm nguội đến 80 ÷ 90⁰C sau đó cho axit thực phẩm vào, khuấy điều và giữ ở nhiệt độ này 1,5 ÷  2 giờ.

3.3.7.2. Lọc xirô đường:

Lọc xirô phải thực hiện ở trạng thái nóng. Lọc nhằm mục đích tách hết các tạp chất cơ học như: Rác, đất, cát lẫn vào đường trong quá trình vận chuyển và bảo quản.

3.3.8.  Pha chế dịch lên men:

Dịch lên men có nồng độ 9% được pha chế từ dịch đường hoá có nồng độ 6% và xirô đường có nồng độ 60%.

Khi pha chế xong dịch đường được thanh trùng ở nhiệt độ 60⁰C trong thời gian 10 phút và làm nguội ở nhiệt độ 28 ÷ 30⁰C cho phù hợp với hoạt động của vi khuẩn nấm men, sau đó đưa sang phân xưởng lên men.

3.3.9. Lên men:

3.3.9.1. Mục đích:

Lên men nhằm biến một phần đường thành rượu và CO₂, đồng thời tạo hương vị cho nước giải khát.

Khi lên men đường glucoza và fructoza được lên men trước, sacaroza không lên men trực tiếp mà dưới tác dụng của enzim b fructofuranozidaza có trong nguyên sinh chất của tế bào nấm men chuyển thành glucoza và fructoza mới được sử dụng, dưới tác dụng của enzim a glucozidaza chuyển maltoza thành glucoza để lên men.

3.3.9.2. Chủng nấm men và vi khuẩn trong nước giải khát:

Để lên men nước giải khát ta có thể dùng các chủng nấm men khác nhau. Yêu cầu chung là nấm men phải tạo cho sản phẩm hương vị dễ chịu. Nhà máy chọn chủng M thuộc sacharomyces minor để tiến hành lên men. Chủng M có khả năng sống cộng sinh với vi khuẩn lactic tạo ra 0,04% axetat etyl và dietyl, nhờ đó làm tăng mui vị của sản phẩm. Điều kiện tối ưu của chủng M là ở nhiệt độ 25 ¸ 30⁰C và pH bằng 5 ¸ 5,5.

Một trong những yêu cầu của nước giải khát lên men là phải có độ chua xác định nên phải có vi khuẩn lactic, thường dùng là chủng vi khuẩn 11, 13. Hai chủng này thuộc loại lên men không điển hình.

Khi sử dụng vi khuẩn lactic chủng 13 lên men dịch đường 8% trong thời gian 4 ngày sẽ tạo được 1% axit lactit, 0,1% axit dễ bay hơi và 0,28% rượu . Lên men phối hợp giữa vi khuẩn và nấm men ta nhận được độ chua ổn định và hương thơm của nước giải khát.

3.3.9.3. Nuôi cấy nấm men giống:

Men giống dùng cho sản phẩm chiếm 3 ¸ 5% so với thể tích dịch lên men. Số tế bào trong 1ml men giống phải đạt khoảng 100 ¸ 120 tr.

Môi trường gây men giống cũng tương tự môi trường sản xuất, phải có nồng độ chất khô từ 8 ¸ 10%, nhiệt độ nuôi cấy khoảng 30⁰C. Thời gian thay đổi tuỳ thuộc tỷ lệ men đưa vào. Thường người ta nuôi men giống theo tỷ lệ 10% thì thời gian lên men là  khoảng 15 giờ. Sau khoảng thời gian này nồng độ dịch đường gây men giống giảm 50% so với ban đầu.

Quá trình nuôi men được thực hiện: Chuẩn bị dịch đường 9% chất khô, hàm lượng đạm hoà tan 30 ¸ 40 % cho vào bình với số lượng như sau:

Bảng 3:

Các giai đoạn	Số ml dd	Nồng độ (%)	Thời gian (h)	Nhiệt độ (0C)
Ông nghiệm 10ml	10	9	20 ¸ 24	30
Bình cầu     200ml	90	9	12 ¸ 15	30
Bình cầu   2000ml	900	9	12 ¸ 15	30
Bình cầu       12l	9000	9	12 ¸ 15	30

 

Đậy nút bông kín lại rồi đem tiệt trùng ở áp suất 0,5 at trong thời gian 30 phút hay có thể tiệt trùng theo phương pháp Pasteur .Đậy ống và bình chứa môi trường gây men vào nồi cách thủy đun 1 giờ . Bình 12l phải đun 2 giờ sau đó đặt ống và bình vào phòng có nhiệt độ 30⁰C trong thời gian 24 ¸ 30 giờ, có thể đun thêm 1 lần nữa để được môi trường vô trùng.

Để chuẩn bị men giống cho sản xuất, ta cấy vào ống nghiệm 10ml một ít men giống từ ống thạch nghiêng rồi đặt vào tủ ấm có nhiệt 30⁰C, sau 24h chuyển sang bình cầu 90ml và tiếp tục nhân giống cho đến khi đủ sản xuất.

              3.3.9.4. Tiến hành lên men:

Dịch lên men sau khi chuẩn bị có nồng độ 9% được làm lạnh đến 30⁰C  rồi bơm vào thùng lên men, sau đó cho cả nấm men và vi khuẩn vào, tỷ lệ vi sinh vật giống 3%. Trong đó tỷ lệ vi khuẩn chiếm 25% tổng lượng vi sinh vật. Tiến hành sục CO₂ vào và cho lên men ở 30⁰C trong 11 giơ . Do lên men kín nên áp suất lên khoảng 1 ¸ 1,2 at. Sau thời gian này nồng độ chất khô giảm 1,2 ¸ 1,5%, lên men xong tiến hành làm lạnh nhanh đến nhiệt độ 10 ¸ 12⁰C để nấm men lắng xuống, áp suất lúc đó còn 0,4 ¸ 0,5 at.

Để tăng năng suất lên men và tiết kiệm thời gian gây men giống ta lấy 3/4 sản phẩm ra và còn lại 1/4 sản phẩm trong thiết bị, tiếp tục cho dịch lên men vào và lên men cho mẽ sau. Phương pháp này không được lặp lại quá 3 lần vì tránh làm giảm chất lượng sản phẩm.

      3.3.10. Làm lạnh và lọc trong: Lên men xong sản phẩm được đưa qua thiết bị lọc trong. Trong qúa trình bơm sản phẩm sang thiết bị lọc, CO₂ trong dịch bị tổn thất. Để giữ CO₂, trong quá trình lên men cần phải bão hoà và ổn định CO₂ trong dịch trước khi chiết rót.

Theo định luật Henry thì khả năng hoà tan của các chất khí vào chất lỏng càng tăng khi nhiệt độ càng giảm và áp suất càng tăng. Vậy trước khi lọc dịch được bơm qua thiết bị làm lạnh nhanh xuống 1⁰C sau đó tiến hành lọc bằng lọc khung bản có chất trợ lọc diatomit.

Thiết bị lọc bao gồm bơm định lượng, thùng phối liệu và máy lọc ép. Bộ lọc khung bản bao gồm các khung và bản bằng thép không gỉ, kẹp giữa là vải lọc.

Dịch đường được bơm theo một đường ống phân bố vào các khung rồi xuyên qua vải lọc vào các bản và được các bản này gom vào một đường ra chung. Để tránh sự cố vải lọc nhanh bị tắc người ta thường tráng lên nó một lớp bột trợ lọc diatomit.

Bột trợ lọc thường dùng là diatomit là chất có tính xốp và trên đó có những lổnhỏ có thể giữ các tạp chất và tránh sự tắc nhanh vải lọc. Bột trợ lọc được hoà với nước rồi bơm luân chuyển hỗn hợp tạo thành vòng kín, do đó bột trợ lọc được giữ lại thành một lớp trên vải lọc. tiếp theo dịch lên men được bơm vào khung và lọc qua lớp lọc diatomit, sản phẩm ban đầu còn đục nên đưa trở lại thùng phối liệu khi nào sản phẩm trong thì cho vào thùng chứa. Nếu định lượng đúng lượng diatomit thì áp suất trong khi lọc tăng khoảng 1,2 ¸ 1,3 at /giờ. Nếu độ chênh lệch áp suất trong thiết bị lọc quá 3 at thì phải ngừng lọc vì lúc đó lớp lọc có thể bị nứt.

Sản phẩm lọc bằng chất trợ lọc diatomit có độ trong cao. Năng suất của thiết bị 300 ¸ 500 l/m² bề mặt lọc trong một giờ.

.3.11. Ôn  định nước giải khát sau khi lọc:

Nước giải khát sau khi lọc là một chất lỏng bão hoà CO₂, khi lọc xong nước giải khát được chuyển vào thùng chứa thì khả năng giữ CO₂ của nước bị giảm. Để khôi phục lại sự bão hoà CO₂ ban đầu cho nước giải khát. phải giữ một thời gian nhất định 4 ¸ 12h dưới áp suất của CO₂.

Trong quá trình đưa nước giải khát vào hoặc giải phóng ra khỏi thùng chứa thường dùng CO₂ đẩy để tránh sự xâm nhập của không khí.

3.3.12. Chiết rót và hoàn thiện sản phẩm:

Chiết rót và hoàn thiện sản phẩm là giai đoạn cuối cùng của sản xuất nước giải khát, giúp cho việc giữ gìn và bảo quản tốt các tính chất của nước giải khát.

Nhà máy chiết rót sản phẩm vào chai thuỷ tinh có màu xanh tối, dung tích 330ml cho nước giải khát lên men và 330ml cho nước ngọt pha chế, đậy nút chai bằng nút sắt tây lót cao su có khả năng chịu được áp suất thuỷ tỉnh 10 ¸ 12 at và chịu được chênh lệch nhiệt độ 33⁰C.

Chai được rửa bằng thiết bị rửa bán tự động, chai được rửa bằng nước nóng chứa NaOH 2% ở nhiệt độ 65⁰C trong thời gian 10 phút rồi đưa qua vòi phun nước lạnh để rửa sạch NaOH. Sau đó chai được kiểm tra độ sạch và độ nguyên vẹn rồi được băng chuyền chuyển đến máy rót và máy đóng nắp .

Chiết vào chai được tiến hành bằng máy rót đẳng áp để giảm tổn thất CO₂ trong nước giải khát. Thùng chứa nước giải khát phải đặt cao hơn so với máy chiết rót, phải kín và chiu được áp lực 1 at, có áo lạnh để đảm bảo cho nước giải khát trong thùng ở 1⁰C để không tổn thất CO₂ và không nhiễm khuẩn.

Máy đóng nắp được đặt gần máy chiết rót để thuận tiện cho công việc và giảm thời gian tiếp xúc với không khí và tổn thất CO₂.

Sau khi đóng nắp xong chai chạy trên băng chuyền vào bộ phận thanh trùng, tiếp đó đưa vào maý dán nhãn và cho vào két để phân phối vào mạng lưới tiêu dùng.

3.4. Thuyết minh dây chuyền sản xuất nước ngọt pha chế:

3.4.1. Nước và xử lý nước:

Nước nhà máy sử dụng được lấy từ công ty cấp thoát nước Đà Nẵng và có thể bơm từ giếng lên, sau đó được đưa qua khâu xử lý.

Đầu tiên cho vào thiết bị lọc cơ học có nhiều tầng nhằm mục đích tách các tạp chất cơ học lơ lửng trong nước. Quá trình tiệt trùng nước và oxy hoá các vết hữu cơ, các Ion sắt có trong nước được thực hiện trên đường vào thiết bị và ngay trong thiết bị. Tại đây các nấm mốc , các vết hữu cơ bị oxy hoá , Fe và các kim loại khác bị oxy hoá và giữ lại.

Sau đó đưa qua thiết bị lọc hấp thụ bằng than hoạt tính để loại bỏ các tạp chất nhỏ hơn và khử mùi, sau đó được đưa qua thiết bị lọc 1mm để lọc tinh, rồi qua thiết bị tiệt trùng lần 2 bằng tia cực tím trước khi cho vào thiết bị lọc 0,2mm , rồi cho vào thùng chứa.

3.4.2. Làm lạnh nước:

Nước sau khi xử lý được đưa qua thiết bị làm lạnh với môi chất NH₃, để làm lạnh đến khoảng 1¸ 2⁰C  thuận tiện cho việc bão hoà CO₂ sau này.

3.4.3. Nấu xirô đường:

Nhà máy sử dựng xirô có nồng độ 60% để pha chế nước ngọt, ( phần nấu xirô được giới thiệu trong phần thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất nước giải khát lên men).

3.4.4. Lọc xirô đường:

Nhà máy tiến hành lọc xirô bằng lọc khung bản cùng với bột trợ lọc diatomit (bộ lọc khung bản và quá trình lọc giống như lọc dịch đường trong sản xuất nước giải khát lên men), ở đây xirô đường được bơm theo vòng kín:

Nồi nâu đường      bơm lọc xirô       bộ lọc khung bã      nồi nấu đường. Quá trình lọc kết thúc khi xirô đường trở nên trong vắt, cuối cùng xirô đường được gom vào thùng chứa, thùng chứa là nồi 2 vỏ để hạ nhiệt độ xirô xuống nhiệt độ môi trường.

3.4.5. Làm lạnh xirô đường: Để hạn chế việc tổn thất hương liệu cũng như việc bão hoà CO₂ đạt kết quả cao thì xirô đường cần phải được làm lạnh bằng hệ thống làm lạnh với môi chất là NH₃, nhằm hạ nhiệt độ môi trường xuống nhiệt độ 15 ¸ 20⁰C.

3.4.6. Phối hương:Hương liệu được mua dưới dạng chế biến sẵn từ các nhà máy chế biến hương liệu. Nhà máy sử dụng chất màu, chất bảo quản (natri benzoat), axit citric.

Nhà máy pha chê xirô bán thành phẩm với axit citric có nồng độ 400g/l ; Hương liệu ở dạng dung dịch nguyên. Sau khi pha hương xong xirô đường được đưa đi lọc để chuẩn bị pha chế nước giải khát.

3.4.7. Phối trộn (pha chế nước giải khát):

Nước sau khi xử lý cho đi làm lạnh đến 1¸ 2⁰C rồi bão hoà CO₂ . CO₂ đóng vai trò quan trọng trong nước ngọt pha chế, giúp cho nước uống có cảm giác giải khát.

+ Các yếu tố ảnh hưởng đến bão hoà CO₂:

Yếu tố quan trọng nhất đến sự bão hoà CO₂ vào nước là áp suất và nhiệt độ. Ngoài ra độ hoà tan của khí CO₂ còn chiu ảnh hưởng của nồng độ và tính chất của chất hoà tan trong dung dịch , mức độ khuếch tán và kích thước của chất keo , bề mặt tiếp xúc của dung dịch với CO₂ .

Theo định luật Henry nhiệt độ càng thấp thì hệ số hấp phụ của chất khí và chất lỏng càng cao , nhưng khi sản xuất không nên hạ nhiệt độ xuống 0⁰C vì nước bắt đầu đong băng .

+ Ap suất CO₂  trên bề mặt chất lỏng có ảnh hưởng lớn đến mức độ bão hoà CO₂. Mặc dù ở áp suất cao, độ hoà tan của CO₂ lớn, nhưng thực tế nhà máy chỉ bão hoà CO₂ ở áp suất < 2 at. Vì áp suất cao có thể làm vở chai trong quá trình chiết rót.

+ Sự có mặt của không khí trong nước sẽ làm giảm rất nhiều lượng CO₂ hoà tan, đồng thời làm yếu liên kết CO₂ trong nước.

*Quá trình bão hoà CO₂ được tiến hành trong thiết bị bão hoà CO₂ . Nước được chuyển từ trên xuống bằng vòi phun thành những tia nhỏ chảy xuống dưới qua các lổ đệm nhằm tăng bề mặt tiếp xúc của nước với CO₂ từ dưới lên, từ đó nước bão hoà CO₂ được bơm vào thùng pha chế nước giải khát với xirô bán thành phẩm.

Thùng pha chế nước giải khát thường là hình trụ kín bên trên có cửa vệ sinh. Ngoài ra còn có ống dẫn dịch xirô bán thành phẩm và nước bão hoà CO₂. Thùng phải làm bằng thép không gỉ.

Đầu tiên cho lượng xirô bán thành phẩm vào, sau đó cho nước bão hoà CO₂ từ dưới lên nhằm đuổi bớt không khí, áp suất trong thùng được điều chỉnh bằng van xả. Để yên một giờ để ổn định nước giải khát rồi mở van dùng CO₂ đẩy nước giải khát vào bộ phận chiết rót.

3.4.8. Chiết rót, đóng nắp và dán nhãn: Nhà máy chiết rót nước ngọt pha chế vào chai có dung tích 330ml, quá trình chiết rót, đóng nắp, dán nhãn, vệ sinh được thực hiện trên một dây chuyền tự  động, từ công đoạn rửa chai đến giai đoạn cuối cùng giống như đã nêu trong nước giải khát lên men.

 

Chương IV:

                           TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM

A . Tính cân bằng sản phẩm cho nước giải khát lên men:

      4.1. Tiêu hao qua các công đoạn:

     - Nghiền   1% so với nồng độ chất khô

     - Thơm hoá và đường hoá                          3% so với nồng độ chất khô

     - Lọc và rữa bã                                            2% so với nồng độ chất khô

     - Nấu và lọc xirô đường ( cả tạp chất)     2% so với nồng độ chất khô              - Thanh trùng và làm nguội dịch đường  1% so với thể tích

   - Lên men                                                      1% so với thể tích

   - Làm sạch và lọc trong                               1% so với thể tích

   - Chiết rót và đóng nắp                                3% so với thể tích

   - Thanh trùng                                                2% so với thể tích

      4.2. Chọn số liệu ban đầu:

                              Nguyên liệu               Độ ẩm,%             Độ chiết,%

                                 Malt                            4                          80

                                 Ngô                             10                        75

                                 Độ ẩm đường             0,06

- Năng suất: 17 x 10⁶ lít /năm. 

- Nồng độ dịch lên men 9%

- Tỉ lệ nguyên liệu malt / ngô: 1:1.

- Thành phần dịch lên men:

                   + Dịch thuỷ phân tinh bột:6%.

                   + Nồng độ xirô đường: 60%.

     4.3. Tính cân bằng cho 100 kg nguyên liệu malt và ngô:

              4.3.1. Lượng chất khô có trong nguyên liệu: X₁

Malt: X’₁ =  = 48,00 (kg)

Ngô: X”₁ = = 45,00

              4.3.2. Lượng chất khô còn lại sau khi nghiền: X₂

Malt: X’₂ == 47,52

 

Ngô: X”₂ == 44,55                                

Þ X₂ = X’₂ + X”₂ = 47,52 + 44,55= 92,07

4.3.3. Công đoạn nấu:

4.3.3.1. Lượng chất khô chuyển vào dịch: X₃

Malt: X’₃ = 47,52 x 0,8 = 38,02 (kg)

Ngô: X’’₃ = 44,55 x 0,75 = 33,41 (kg)

Þ X₃ = X’₃ + X”₃ = 38,02 + 33,41 = 71,43 (kg)

4.3.3.2. Lượng chất khô còn lại sau khi thơm hoá và đường hoá: X₄

X₄ = = 69,29 (kg)

4.3.4. Qua công đoạn lọc:

Lượng chất khô còn lại sau khi qua thiết bị lọc: X₅

X₅ =  = 67,90 (kg)

4.3.5 . Khối lượng dung dịch đường sau khi lọc: X₆

Dung dịch đường sau khi lọc có nồng độ 6%:

Trong 100 kg dung dịch có 6 kg chất khô

             X₆                              67,90 (kg)

X₆ = = 1131,67 (kg)

+ Thể tích của dung dịch đường sau khi lọc:

V₁ =  ;    Trong đó : khối lượng riêng của dung dịch có nồng độ chất khô 6%, (6%) = 1,0237(kg/l)  [VIII-64].

V₁ =  = 1105,47 (lit).         

4.3.6. Lượng bã thải:

Lượng chất khô tổng cộng sau khi nghiền: 92,07(kg).

Sau khi lọc lượng chất khô còn lại: 67,90 (kg).

+ Lượng bã khô tách ra:

92,07 - 67,90 = 24,17 (kg)

Chọn độ ẩm của bã là 80% nên khối lượng bã ướt:

 = 120,85(kg)

4.3.7. Lượng xirô đường 60% bổ sung vào dịch lên men:

Để có dịch lên men nồng độ chất khô 9% ta cần phối chế dịch đường hoá nồng độ chất khô 6% với xirô đường 60% để phối chế:

Gọi X₇ là khối lượng xirô 60% để phối chế

       X₆ là khối lượng dịch đường 6% để phối chế

Ta có tỷ lệ :    =  =

Vậy tỷ lệ phối chế : xirô đường : dịch đường hoá = 3: 51

+Lượng xirô đường 60% cần bổ sung :

 = 66,57 (kg)

+Lượng chất khô của xirô đường: X₈

X₈ =  = 39,94 (kg)

4.3.8. Tính lượng đường dùng nấu xirô:

      4.3.8.1. Lượng chất khô của xirô đường trước khi nấu và lọc (kể cả tạp chất):

X₉ =  = 40,75 (kg)

4.3.8.2. Lượng xirô khi nấu có nồng độ 60%:

X₁₀ = = 67,92 (kg)

4.3.8.3. Lượng đường nguyên liệu cần để nấu xirô :

X₁₁ =  = 40,77(kg)

 4.3.8.4. Lượng nước cần bổ sung để nấu xirô:

X₁₂ = 67,92 - 40,75 = 27,17 (kg)

Thể tích của nước chiếm:  V_n =  ; : Khối lượng riêng của nước

  = 1 kg/l  V_n =   = 27,22 (lit)

4.3.8.5. Lượng dịch trước khi nấu xirô:

V_{dịch đường}  =  +V_n

     là khối lượng riêng của đường , = 1,54719 (kg/l) [VIII-70]

V_{dịch  đường}  =  + 27,22 = 53,57 (lit)

4.3.8.6. Lượng axit citric bổ sung vào xirô đường:

               (Chọn 125g/100kg đường , tại nhiệt độ xirô đường 88⁰C )

X₁₃ = = 0,051 (kg)

4.3.9. Lượng dịch lên men:

4.3.9.1. Lượng dịch khi phối chế:

Theo (4.3.5) lượng dịch đường 6% thu được: 1131,67 (kg)

Theo (4.3.7) lượng xirô đường 60% cần bổ sung: 66,57 (kg)

Khối lượng dịch còn lại sau phối chế:

X₁₄ = 1131,67 + 66,57 = 1198,24 (kg)

      Thể tích dịch phối chế:

V₂ =  ; : Khối lượng riêng của dịch đường nồng độ 9%

                    = 1,035(kg/l) , [VIII-64]

V₂ == 1157,72 (lit)

4.3.9.2.Lượng dịch lên men:

Qua thanh trùng và làm nguội dịch đường hao hụt:1% nên thể tích dịch lên men:

V₃===1146,14 (lit)

4.3.9.3. Lượng vi sinh vật giống:

Lượng vi sinh vật giống bổ sung 3% so với thể tích dịch lên men:

V₄ === 34,38 (lit)

4.3.9.3.1.Vi khuẩn

Lượng vi khuẩn lactic chiếm của lượng vi sinh vật giống

V₅= = = 6,88 (lit)

4.3.9.3.2. Lượng nấm men.

V₆  =V₄-V₅=34,38 - 6,88=27,5 (lit)

4.3.9.4. Lượng dịch sau khi lên men:

V₇===1134,67 (lit)

4.3.10. Qua công đoạn làm lạnh và lọc trong:

V₈===1123,32(lit)

4.3.11. Qua công đoạn chiết rót và  đóng nắp :         V₉===1089,62(lit)

4.3.12. Thành phẩm sau thanh trùng:

V₁₀===1067,83 (lit)

4.4. Biểu đồ sản xuất của nhà máy:

Nhà máy có 3 phân xưởng chính: phân xưởng nấu, phân xưởng lên men và phân xưởng chiết rót. Nhà máy làm việc mổi ngày 2 ca, riêng phân xưởng lên men làm việc ngày 3 ca, nhà máy nghỉ các ngày lễ và chủ nhật.

Theo qui trình công nghệ, tổng thời gian nấu của một mẻ là 345 phút, quá trình đường hoá và thơm hoá được thực hiện trong 2 nồi riêng biệt, tiến hành nấu một ngày 3 mẻ.

 

	Tháng	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
	Ngày	24	20	24	24	24	24	24	24	24	26	26	24
Phân xưởng nấu	Ca/tháng	48	40	48	48	48	48	48	48	48	52	52	48
	Mẻ/tháng	72	60	72	72	72	72	72	72	72	78	78	72
Phân xưởng lên men	Ca/tháng	72	60	72	72	72	72	72	72	72	78	78	72
Phân xưởng chiết rót	Ca/tháng	48	40	48	48	48	48	48	48	48	52	52	48

Bảng 4:Biểu đồ sản xuất của nhà máy:

Tổng số ngày sản xuất trong một năm là 288 ngày

4.5. Tính lượng nguyên liệu nấu trong một ngày:

4.5.1. Năng suất:

= 52083,33 (lit/ngày)

4.5.2. Lượng nguyên liệu:

Malt:   =2438,75(kg)

Ngô:    =2438,75(kg)

Đường:  = 1988,55(kg)

4.6. Tính lượng nguyên liệu nấu cho 1 mẻ:

4.6.1. Lượng nguyên liệu:

Malt:      = 812,92 (kg)

Ngô:       = 812,92(kg)

Đường:   = 662,85(kg)

Tổng lượng malt và ngô:

            812,92 + 812,92 = 1625,84 (kg)

4.6.2. Lượng dịch đường sau khi lọc:

           =17973,17(lit)

4.6.3. Lượng xirô đường cần bổ sung:

            = 1082,32(kg)

4.6.4. Lượng xirô khi nấu có nồng độ 60%

 

 = 1104,27(kg)

4.6.5. Lượng nước cần bổ sung để nấu xirô:

               = 442,55(kg)

4.6.6. Lượng dịch đường trước khi nấu xirô:

             = 870,96(lit)

4.6.7. Lượng  axit citric cho vaò dịch xirô đường:

              = 0,33 (kg)

4.6.8. Lượng dịch lên men khi phối chế:

                  = 18822,67(lit)

4.6.9. Lượng vi sinh vật giống:

               = 558,96 (lit)

4.6.9.1. Lượng vi khuẩn:

               = 111,86(lit)

4.6.9.2. Lượng nấm men:

               = 447,1(lit)

4.6.10. Lượng dịch lên men:

               =18634,38(lit)

 4.6.11. Lượng dịch sau khi lên men:

               =18447,92(lit)

4.6.12. Lượng dich sau khi làm sạch và lọc trong:

               = 16263,38(lit)

4.6.13. Lượng nước giải khát bán thành phẩm qua công đoạn chiết rót và đóng nắp:

               = 17715,48(lit)

4.6.14. Nước giải khác thành phẩm sau khi thanh trùng:

               = 17361,21(lit)

4.6.15. Lượng bã thải:

               + Lượng bã thải khô:

               = 392,96(kg)

               + Lượng bã thải ướt:

               = 1964,83(kg)

4.7. Tính bao bì:

4.7.1. Lượng vỏ chai:

       Thời gian làm việc một năm là 288 ngày, chế độ làm việc 3mẻ/ngày. Do đó lương nước giải khát lên men thành phẩm cho 1 ngày là 52083,33 (lit)

               - Nhà máy dùng chai 0,33 lit nên số chai dùng trong một ngày:

               = 157828,27(Chai)

           - Dự kiến trong một tháng(30 ngày)chai quay về:

               Vậy số chai cần:

               157828,27  30= 4734848,18 (Chai)

           - Lượng chai hao phí cho một vòng quay: 5%

               4734848,27  = 236742,40 (Chai)

              Vậy số chai cần cho cả năm:

               4734848,27 + (236742,40 12)= 7575757,07(Chai)

4.7.2. Nhãn:

           - Dùng 1 nhãn cho 1 chai, vậy số nhãn dùng cho 1 năm:

               = 45454545 (nhãn)

           - Lượng nhãn hao hụt 2%,vậy lượng nhãn cần dùng cho 1 năm:

               45454545  1,02 = 46363636(nhãn)

4.7.3. Nắp:

           - Số nắp dùng cho 1 năm:45454545 (nắp)

- Số nắp hao hụt: 2%, vậy số nắp dùng cho 1 năm:

-       45454545  1,02 = 46363636 (nắp)

4.7.4. Két đựng chai:

           - Một két đựng 20 chai,vậy lượng két cho 1 vòng quay:

                =236742,4 (két)

           - Lượng két hao hụt cho một vòng quay: 2%

               236742,4   0,02= 4734,85 (Két)

           - Vậy lượng két cần dùng cho cả năm:

               236742,4 + (4734,85   12)= 293560,6(két)

 

         

Bảng tổng kết cân bằng nguyên liệu cho nước GK lên men:

Bảng 5:

Stt	Công đoạn	Khối lượng (kg), thể tích (lit), số lượng (cái)
1	Nguyên liệu ban đầu	100kg	1 mẻ	1 ca	1 ngày	1 năm
	Malt	50	812,92(kg)	1219,38	2438,75	702358,99
	Ngô	50	812,92(kg)	1219,38	2438,75	702358,99
	Đường	40,77	662,85	992,28	1988,55	527703,52
2	Lượng     xirô khi nấu	67,92 (kg)	1104,27 (kg)	1656,404 (kg)	3312,81 (kg)	954084,45 (kg)
3	Sau khi lọc
	Dịch đường 6%	1105,47 (lit)	17973,17 (lit)	26959,75 (lit)	53919,22 (lit)	15528735,85 (lit)
	Xirô 60% cần bổ sung	66,57 (kg)	1082,32 (kg)	1623,48 (kg)	3246,95 (kg)	935120,76 (kg)
4	Phối chế
	Lượng dịch sau phối chế	1157,72 (lit)	18822,67 (lit)	28234,01 (lit)	56467,71 (lit)	16262700,99 (lit)
	Axit citric bổ sung vào xirô	0,05(kg)	0,33(kg)	0,5(kg)	1(kg)	288(kg)
5	Lên men
	Lượng dịch trước lên men	1146,14 (lit)	18634,4 (lit)	27951,6 (lit)	55903,2 (lit)	16100121 (lit)
	Lượng dịch sau lên men	1134,14 (lit)	18447,92 (lit)	27671,88 (lit)	55343,44 (lit)	15939002 (lit)
6	Lượng dịch sau làm lạnh và lọc trong	1123,32   (lit)	18263,39   (lit)	27395,09   (lit)	54789,85   (lit)	15779478,01   (lit)
7	Nước giải khát sau chiết rót và đóng nắp	1089,62     (lit)	17715,4     (lit)	26573,22     (lit)	53146,13     (lit)	15306088,05     (lit)
8	Thanh trùng thành phẩm	1067,83 (lit)	17361,21 (lit)	26041,22 (lit)	52083,33 (lit)	15000000 (lit)
9	Vi sinh vật giống	34,38 (lit)	558,96 (lit)		1676,88 (lit)	482942,04 (lit)
	Nấm men	27,5	447,11		1341,3	386295
	Vi khuẩn	6,88	111,86		335,58	96647
10	Thải bã ướt	120,85(kg)	1964,83		5084,5	1697613,1
11	Tính bao bì
	Lượng chai					7575757(chai)
	Lượng nhãn					46363636(cái)
	Lượng nắp					46363636(cái)
	Lượng két					293560(két)

 

B . Tính cân bằng sản phẩm cho nước ngọt pha chế:

4.8 . Tiêu hao qua các công đoạn:

- Nấu và lọc xirô đường        : 2% so với nồng độ chất khô

- Làm lạnh                               : 1% so với nồng độ chất khô

- Lọc sau khi làm lạnh          : 1% so với nồng độ chất khô 

     - Pha chế                                  : 1% so với thể tích

- Chiết rót và đóng nắp         : 2% so với thể tích

4.9. Chọn số liệu ban đầu: (Tính theo 1 lit nước giải khát).

      Đường                : 100g/l

      Axit citric          : 1,2 g/l

      Tinh dầu            : 50 ml

      Chất màu          : 0,025 g/l

      Chất bảo quản   : 3 ml

4.10. Tính cân bằng sản phẩm theo 1000l xiro 60%:

      4.10.1.  Lượng đường có trong 1000l xirô 60%:

+ Khối lượng riêng của dung dịch xirô 60%: 1,2891 kg/l [VI-33]

+ Khối lượng của 1000l xirô 60%: 1000 1,2891 = 1289,1(kg)

+ Lượng đường có trong 1000l xirô 60%:

             1289,1   = 773,46 (kg)

+ Lượng đường thực tế để nấu 1000l xirô 60%:

                       M₁ =  = 789,24(kg)

      4.10.2. Lượng nước có trong 1000l xirô 60%:

                       1289,1  = 515,64(kg)

Thực tế quá trình nấu nước bốc hơi 10%, vậy lượng nước cần:

                       V_n’ =  = 571,93(kg)

      4.10.3 . Qua công đoạn lọc:

+ Xirô đường còn lại sau khi lọc : = 1276,20(kg)

+ Lượng đường trong xirô còn lại sau khi lọc:

                       M₂== 765,72 (kg)

      4.10.4 . Qua công đoạn làm lạnh :

+ Khối lượng xirô sau khi làm lạnh : = 1263,43

+Thể tích xirô sau khi làm lạnh       : = 980,09 (lit)

+Lượng đường còn lại trong xirô sau khi làm lạnh:

                       M₃ = = 758,06 (kg)

      4.10.5. Qua công đoạn phối chế:

+ Lượng axit citric cần pha chế:

      Cứ 1000kg đường thì pha chế 12kg axit citric

             758,06                                x

      x = =9,09 (kg)

Khi pha chế axit citric được chuẩn bị thành dung dịch có nồng độ 400g/l:

      V₂’ =  = 22,7 (lit)

+ Lượng tinh dầu cần pha chế :

      Cứ 1000kg đường thì pha chế 5lit hương chanh

            758,06                               V₃’

      V₃’ =  =3,79 (lit)

+Lượng chất màu cần pha chế:

      Cứ 1000kg đường thì pha chế 0,25 kg chất màu

             758,06                               y

      y =  = 0,18 (kg)

Khi pha chế 100g chất màu hoà thành 1 lit dung dịch chất màu

                     0,18                                  V₄’

      V₄’ =  = 1,8 (lit)  

+ Lượng chất bảo quản (C₆H₅COONa)

Tỉ lệ phối chế Natribenzoat chiếm 0,3⁰/₀ trong sản phẩm

   trong 1000lit xirô cần cho thêm:

V₅’== 0,43(lit)

Thể tích xirô sau pha chế:

V₆’ = V₁’ + V₂’ + V₃’ + V₄’ + V₅’

      = 980,09 + 22,70 + 3,79 + 1,80 + 0,43= 1008,81(lit)

Trong quá trình pha chế hao hụt 1%. Vậy thể tích xirô sau pha chế:

    V₇’ = = = 998,72 (lit)

      4.10.6 . Lượng nước bão hoà CO₂:

Theo tiêu chuẩn số liệu ban đầu: 1 lit nước giải khát chứa 100g đường như vậy trong 998,72 lit xirô thành phẩm chiếm 758,06kg đường nên lượng nước giải khát có được:

                       Z =  = 7580,60 (lit)

   Lượng nước bão hoà CO₂ cần pha chế:

         = 6581,88 (lit)

      4.10.7. Qua công đoạn chiết rót và đóng nắp:

Lượng nước giải khát còn lại:

                       = 7428,98 (lit)

Vậy từ 1000 lit xirô 60% ta sản xuất được 7428,98 lit nước giải khát hương chanh thành phẩm.

4.11. Biểu đồ sản xuất cho dây chuyền nước ngọt pha chế:

Dây chuyền này làm việc 1 ngày 1 ca , 1 ca 2 mẻ

  Bảng 6

 

Tháng	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Ngày	24	20	24	24	24	24	24	24	24	26	26	24
Ca	24	20	24	24	24	24	24	24	24	26	26	24
Mẻ	48	40	48	48	48	48	48	48	48	52	52	48

     

4.11.1. Lượng xirô cần dùng:

      + Tính cho 1 năm :

Cứ 1000 lit xirô 60% tạo được 7428,98 lit sản phẩm

Vậy để có 310⁶ lit sản phẩm thì cần:

      1000= 403823,94 (lit) xirô

      + Tính cho 1 ngày:= 1402,16 (lit) xirô

      + Tính cho 1 mẻ   : =  701,08 (lit) xirô

4.11.4. Lượng đường cần dùng:

      + Tính cho 1 năm : = 318714(kg)

      +Tính cho 1 ngày : = 1106,645 (kg)

      Tính cho 1 mẻ      : = 553,32(kg)

4.11.5. Lượng axit citric cần dùng:

      + Tính cho 1 năm : = 9166,80 (lit)

      + Tính cho 1 ngày: = 31,83 (lit)

      + Tính cho 1 mẻ   : = 15,915 (lit)

4.11.6. Lượng tinh dầu cần pha chế:

      +Tính cho 1 năm  : = 1530,49 (lit)

      +Tính cho 1 ngày : = 5,314 (lit)

      +Tính cho 1 mẻ    : =2,657 (lit)

4.11.7. Lượng chất màu cần dùng:

      +Tính cho 1 năm  : = 726,88 (lit)

      +Tính cho 1 ngày : = 2,52 (lit)

      +Tính cho 1 mẻ    : =1,26 (lit)

4.11.8. Lượng nước bão hoà CO₂:

      + Tính cho 1 năm  : = 2657920,7 (lit)

      + Tính cho 1 ngày : = 9228,89 (lit)

      +Tính cho 1 mẻ    : = 4614,45 (lit)

4.11.9 . Lượng nước để nấu xirô :

      +Lượng nước có trong 1000 lit xirô: 515,64 (kg)

         Lượng nước cần để nấu 1000 lít xirô:571,93 (do lượng nước bốc hơi 10%)

      +Lượng nước cần cung cấp cho 1 năm:

      = 230959,02 (kg)                

Khối lượng riêng của nước ở 25^oC là 997,08kg/m³

Vậy lượng nước cần dùng cho 1 năm:

              1000= 231635,40 (lit)

      + Lượng nước cần cung cấp để nấu xirô trong 1 ngày:

              = 804,29 (lit)

      + Lượng nước cần cho 1 mẻ:

              = 402,145 (lit)

4.11.10. Lượng nước ngọt thành phẩm:

      + Tính cho 1 năm:= 3000000 (lit)

      + Tính cho 1 ngày: = 10416,67 (lit)

      + Tính cho 1 mẻ   :  = 5208,33 (lit)

4.12. Tính bao bì:

Nhà máy làm việc 1ngày 1 ca ở khâu chiết rót nên lượng thành phẩm trong 1 ca: 10416,67 (lit).

Sản phẩm được chứa trong chai 330ml. Vậy số chai cần dùng trong 1 ngày:

4.12.1. Số chai trong 1 ngày:

      =  31565,67 (chai)

Dự kiến trong 1 tháng (30 ngày) chai sẽ quay về, vậy số chai cần dùng:

     31565,67   30 = 946970 (chai)

Lượng chai hao phí trong 1 vòng quay: 5%

              =  47348,5 (chai)

4.12.2. Số chai dùng cho 1 năm:

              946970 + 47348,5  12= 1515152(chai) 

4.12.3 . Nắp:

Số nắp cần dùng cho 1 năm = số chai trong 1 năm:

              = 9090909,09 (nắp)

Lượng nắp hao hụt: 2%, vậy lượng nắp cần dùng:

      9090909,09 + 9090909,09  0,02= 9272727,27,chọn 9272727(nắp) .

4.12.4. Két đựng chai:

Một két đựng 20 chai, vậy két đựng cho 1 vòng quay:

               = 47348,5(két)

Lượng két hao hụt cho 1 vòng quay là 2%, vậy lượng két cần cho cả năm:

      47348,5 + 47348,5  0,02  12=58712,14(két); Chọn 58713(két)

Bảng 7: Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho nước ngọt pha chế:

Hạng mục	Đơn vị	1000lit xi rô	1 mẻ	1 ngày	1 năm
Lượng đường ban đầu	Kg	789,24	553,32	1106,645	318714
Lượng nước nấu xirô	Kg	571,93	402,145	804,29	230959,02
Lượng xirô nấu	Lit	1000	701,08	1402,16	403823,94
Lượng axit citric	Lit	22,7	15,915	31,83	9166,80
Lượng hương liệu	Lit	3,79	2,657	5,314	1530,49
Lượng chất màu	Lit	1,8	1,26	2,52	726,88
Lượng nước bão hoà CO2	Lit	6581,88	4614,45	9228,89	2657920,7
Lượng nước chanh thành phẩm	Lit	7428,98	5208,33	10416,67	3000000
Chai	Cái				1515152
Nắp	Cái				9272727

 

Bảng 8: Bảng tổng kết cân bằng vật liệu của nhà máy:

Hạng mục	Đv	1 mẻ		1 ngày		1 năm
Nguyên liệu ban đầu	Kg	Nước GK Lên men	Nước ngọt pha chế	Nước GK lên men	Nước ngọt pha chế	Nước GK lên men	Nước ngọt pha chế
Malt	Kg	812,92		2438,75		702359
Ngô	Kg	812,92		2438,75		702359
Đường	Kg	662,85	553,32	1988,55	1041,54	527703,5	318714
Xirô 60% cần nấu	Lit	1082,32	701,08	3246,95	1319,64
Axit citric bổ sung	Lit	0,33	15,915	1	31,83	288	9164,7
Lượng hương liệu	Lit		2,657		5,314		1530,49
Lượng chất màu	Lit		1,26		2,52		726,88
Lượng đường 6 % bổ sung	Lit	17973,17		53919,22		15528735,85
Lượng dịch lên men đã phối chế	Lit	18822,67		56467,71		16262701
Lượng dịch lên men trước khi lọc và làm lạnh	Lit	18447,92		55343,44		15938913,5
Lượng dịch lên men sau lọc và làm lạnh	Lit	18263,39		54789,85		15779478
Lượng nước bổ sung để nấu xiro	Lit	442,55	402,14	1327,65	804,29	382364,23	230959,02
Lượng nước trong nồi thơm hoá	Lit	5690,44		15208,32		4379996,1
Lượng nước bão hoà CO2	Lit		4614,45		9228,89		2657920,7
Lượng bã thải	kg	1964,3		5084,5		1697613,1
Lượng nước giải khát thành phẩm	Lit	17361,2	5208,33	52083,3	10416,67	15000000	3000000
Chai						7575757	1515152
Nắp						46363636	9272727
Nhãn						46363636	9272727
Két đựng chai						293560	58713

Chương V

                         TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

A.       Tính và chọn thiết bị cho nước giải khát lên men:

5.1. Máy nghiền:

Khối lượng nguyên liệu dùng cho 1 ngày:

Malt                   :2438,75 (kg)

Ngô                    :2438,75 (kg) [Bảng 8 ]

Tổng lượng ngô và malt: 2438,75 + 2438,75 = 4877,5 (kg)

Chọn máy nghiền 4 trục có đặt tính kỹ thuật: [I-119]

        Năng suất                                                       :2000 kg/h

        Đường kính                                                    :250mm

        Chiều dài trục                                                :500mm

        Cặp trục có khe hở cách nhau 1mm

        Tốc độ quay vòng của trục                            :220v/phút

        Công suất động cơ                                         :25KW

Máy nghiền gồm 2 trục trên sàng và 2 trục dưới sàng

Lưới sàng:

        Kích thước lổ sàng                                        :1  1 mm

        Góc nghiêng                                                 :17⁰

        Kích thước máy                                            : (1700  1500  1600)

Chọn 2 máy nghiền, tiến hành nghiền ngô 2 lần và malt 1 lần

Thời gian nghiền malt:  = 1,22(h)

Thời gian nghiền ngô :=2,44(h)

5.2. Bunke chứa:

5.2.1. Bunke chứa malt:

Chọn bunke chứa dạng hình trụ, đáy hình nón, góc đáy =45⁰, hệ số chứa đầy =  0,9 , được làm bằng thép không gỉ.

Kích thước bunke được tính chứa đủ lượng nguyên liệu sản xuất trong 1 ngày:

Khối lượng riêng của malt:=550 kg/m³

Vậy thể tích của malt trong 1 ngày:

        V== 4,4341(m³)

        V_bunke== 4,93(m³)

        Chọn D = 2m ; d= 0,2(m)

        Ta có h= tg45⁰= = 0,9(m)

Thể tích hình chóp cụt được tính theo công thức:

        V_ccụt = 1/4/3h(D² + d² + D h)= 1/43,14/30,9(2²+0,2²+2.0,2)

                                                            = 1,05 (m³)

        V_bunke = V_tru + V_ccut  V_{tru =} V_bunke - V_ccut

          V_tru = D²/4H₁

        H₁ = = =1,23(m)

        Chiều cao thiết bị: (chọn h₁= 0,1m)

        H = H₁+ h+h₁=1,23 + 0,9 + 0,1=2,23(m)

Nhà máy dùng 2 bunke chứa malt, 1 bunke chứa malt trước khi nghiền , 1 bunke chứa malt sau khi nghiền.

Kích thước: D = 2m ; H₁=1,23m ; d= 0,2m ; h= 0,9m ; h₁= 0,1m.

5.2.2. Bunke chứa ngô:

Lượng ngô dùng trong 1 ngày:   2438,75(kg)

Khối lượng riêng của ngô: 700kg/m³ [CSKTTP - 3]

        V_malt= = 3,48(m³)

Chọn hệ số chứa đầy: =0,9

        V_bunke = = 3,867 m³

Chọn D= 1,8 ; d= 0,2

Ta co: h= tg45⁰ = 0,8 (m)

Cấu tạo tương tự như bunke chứa malt:

        V_ccut = 1/4/3h(D² + d² + D  d) = 0,76m³

        H₁ =  = =1,22 (m)

        H= H₁ + h + h₁  (chọn  h₁ = 0,1m)

        H = 1,22 + 0,8 + 0,1 = 2,12 (m)

Nhà máy dùng 2 bunke chứa ngô, 1 bunke chứa ngô trước khi nghiền và 1 bunke chứa ngô sau khi nghiền.

Kích thước: D= 1,8m ; H= 2,12m ; H₁= 1,22m ; d= 0,2m ;

 h= 0,8m ; h₁= 0,1m.

5.2.3 . Bunke chứa đường:

Chọn bunke có dạng như trên, hệ số chứa đầy : 0,9

Khối lượng riêng của đường : 1547,19 kg/m³

Thể tích đường cần dùng trong 1 ngày (cho cả nhà máy)

.......................................

9.1.14. Tổng tiền khấu hao cho vốn cố định:

                        A  =  A_X  +  A_T

                           = 108,93710⁶  +  181,71310⁶  = 290,6510⁶ (đồng)

9.2. Vốn lưu động:

9.2.1. Các chi phí chính:

9.2.1.1. Chi phí nguyên liệu chính và phụ:

 

Nguyên liệu	Số lượng / năm	Đơn giá / kg	Thành tiền  106
Đường	846417,5kg	3500 đ/kg	3375,36
Malt đại mạch	702359 kg	6000 đ/kg	4751,11
Ngô	702359 kg	2000 đ/kg	1583,70
Nước	101315m3	1500đ/m3	151,97
Hương liệu	1530,49 kg	20000 đ/kg	30,61
Chai	4738523chai	1000đ/chai	4738,523
Két	249008két	3000đ/két	747,024
Nhãn	54727272 cái	30đ/cái	1641,1818
Nắp	54727272 cái	30đ/cái	1641,1818

                        Tổng chi phí cho nguyên liệu chính và phụ:

                                    C₁ =18660,6610⁶ (đồng)

9.2.1.2. Chi phí cho các nguyên liệu khác:

                        C₂ = 0,1 %  C₁

  =  0,001 18660,6610⁶  = 18,6610⁶ đồng

 

 

 

9.2.1.3. chi phí nhiên liệu phục vụ sản xuất:

 

Nhiên liệu	Số lượng/năm	Đơn giá	Thành tiền  106
Điện	976331,33 kw	1000	976,33
Dầu FO	423865   kg	1800	762,957
Xăng	28800      lít	5300	152,64
Dầu DO	2880         kg	3700	10,656
Dầu nhờn	3456         kg	9000	31,104
Mỡ	2880         kg	9000	25,92

                        Tổng chi phí cho nhiên liệu trong 1 năm:

                                    C₃ = 1959,610⁶ (đồng)

9.2.1.4. Tiền lương cho công nhân viên nhà máy:

      Tính trung bình cho mỗi người: 1000000đồng/tháng

-                 Lương cho toàn bộ nhân viên nhà máy:

C’₄=    11710⁶ 12 = 140410⁶ (đồng/năm)

-                 Tiền bảo hiểm:

C’’₄ = 0,2  C’₄ =280,810⁶ (đồng / năm)

-                 Tiền lương tổng cộng:

C₄ = C’₄ +  C’’₄ = 1684,810⁶ (đồng / năm)

9.2.1.5.  Chi phí khác:

-                 Chi phí phân xưởng : 1% C_tb

-                 Chi phí quản lý phân xưởng : 3% C_tb

-                 Chi phí ngoài sản xuất : 2% C_tb

-                 Chi phí bảo hiểm xã hội: 1% C_tb

-                 Chi phí cho sản xuất hỏng và ngừng sản xuất: 1% C_tb

-                 Tổng các chi phí khác: 8% C_tb

9.2.1.6. Chi phí toàn bộ:

C_tb = 10⁶ (đồng / năm)

9.3. Tiền lãi vốn ngân hàng:

9.3.1. Lãi vốn vay lưu động:

Theo lãi xuất ngân hàng Công thương hiện nay:

Thời hạn 3 tháng : 0,85 % / tháng

Thời hạn 12 tháng: 0,80 % / tháng

L_lđ = 0,00812C_tb =2359,7610⁶ (đồng / năm)

9.3.2. Lãi vay cố định:

            L_cđ = 0,008 12T  = 0,008  123634,2610⁶ = 348,8910⁶ (đồng / năm)

9.3.3.3. Tổng vốn lưu động trong năm:

            Do lãi xuất ngân hàng phải trả hàng năm nên tiền lãi này cũng thuộc vốn lưu động (chi phí hàng năm) của nhà máy:

            V_lđ = C_tb  + L_Lđ + L_Cđ = 24580,836  10⁶ + 2359,7610⁶ + 348,89 10⁶

                                               = 27289,48510⁶ (đồng / năm)

9.3.3.4. Giá thành sản phẩm:

Q: Năng suất nhà máy

Giá thành chung: 

Z =  .

Trong đó: V_lđ: Tổng vốn lưu động/năm

      A: Tổng tiền khấu hao cho vốn cố định

                  Q: Năng suất

Z =  đồng/lít      

9.3.4.   Lợi nhuận và thời gian hoàn vốn:

9.3.4.1. Lợi nhuận hàng năm của nhà máy:

            L_n = Q (b - Z - T_i)

b: Giá thành buôn bán của 1 lít sản phẩm

            Z: Giá thành sản xuất

+ Đối với dây chuyền sản xuất nước giải khát lên men

b = 2700  (đồng / lít)

            T₁ = 40 % b =0,42700 = 1080 đồng

       L_n = 1510⁶ (2700 - 1532,23 - 1080) = 1316,5510⁶ đồng

+ Đối với nhà máy sản xuất nước pha chế:

b = 3000 (đồng / lít)

T₂ = 40 % b =0,43000 = 1200 (đồng)

            L_n = 310⁶ (3000 -1532,23 - 1200) = 803,3110⁶ (đồng)

9.3.4.2.  Tổng lãi suất:

           T_l = L_n / V_Lđ  = 100% = 7,768 %               

9.3.4.3.  Thời gian hoàn vốn:

            = (T + X) / L_n =  = 2,934 (năm)

                        Vậy thời gian hoàn vốn là 2 năm 11 tháng 7 ngày.

 

 

 

 

Chương  X

KIỂM TRA SẢN XUẤT

 

10.1. Kiểm tra nguyên liệu:

        Nguyên liệu là yếu tố quan trọng nhất quyết định đến chất lượng sản phẩm. Trước khi đưa vào sản xuất cần kiểm tra kỹ lưỡng về độ lớn của hạt, độ đồng đều của hạt, hương thơm, mùi vị phải đạt đúng của nguyên liệu, không được có mùi vị lạ, mùi mốc hoặc mùi khói...

10.1.1. Xác định độ lớn của hạt:

      Hạt có độ lớn càng cao thì càng có giá trị lớn cho công nghiệp do tỷ lệ nội nhủ cao. Khi đánh giá độ lớn của hạt cần phải dựa vào các chỉ tiêu liên quan.

            - Khối lượng 1000 hạt: Hay còn gọi là trọng lượng tuyệt đối của hạt. Nó cũng đặt trưng cho độ lớn của hạt. Trọng lượng 1000 hạt càng lớn chứng tỏ hạt càng to, trấu càng ít. Để xác định 1000 hạt phương pháp phổ biến nhất là trộn hạt thật nhiều lần rồi dàn đều trên khay thành hình vuông vạch 2 đường chéo. Đối với hạt đại mạch chiếm 20 ¸ 36 gam,  ngô chiếm 36 ¸ 40 g.

            - Dung trọng là trọng lượng riêng 1 lít hạt. Dung trọng phụ thuộc vào mật độ khối hạt. Khi đổ hạt nếu xóc mạnh, khối hạt chặt lại, dung trọng sẽ tăng. Do đó muốn xác định dung trọng chính xác phải thống nhất cách đổ hạt.

     Hình dáng, kích thước, trạng thái bề mặt hạt, hạt có vỏ hay không có vỏ, có râu hay không râu đều ảnh hưởng tới dung trọng. Hạt tròn dung trọng lớn hơn hạt dài. Bề mặt hạt càng xù xì thì dụng trọng càng nhỏ. Khối hạt chứa nhiều hạt lép, hạt xanh bề mặt hạt nhăn nheo thì dung trọng thấp. Hạt mất vỏ, không râu thì dung trọng lớn.

    Tỷ trọng hạt luôn luôn lớn hơn1 nhưng dung trọng luôn luôn nhỏ hơn 1 chứng tỏ trong khối hạt bao giờ cũng có khoảng trống. Khối hạt có độ ẩm cao thì dung trọng nhỏ.

    Dụng cụ để xác định dung trọng là lít Purka.

    Sau khi xác định xong lấy khối lượng cân được trừ cho khối lượng của bình khi chưa cho hạt vào ta có dung trọng.

            Dung trọng của malt đại mạch 530 ¸ 700 kg/m³.

            Dung trọng của ngô  600  kg/m³.

10.1.2. Độ ẩm hạt:

     Để xác định độ ẩm của hạt nước ta thực tế thường dùng 2 phương pháp:

            - Phương pháp cảm quan: Ở nước ta sau mỗi vụ thu hoạch nguyên liệu nhập kho hàng triệu tấn nên việc xác định độ ẩm thật nhanh chóng, không đòi hỏi dụng cụ phức tạp mà vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết, được áp dụng phổ biến là phương pháp cảm quan thử “ nhấm và nghe “ độ vỡ hạt.

- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm -  phương pháp sấy nhanh: Cơ sở của phương pháp này là sấy khô một lượng cân hạt cần thiết của mẫu phân tích (đã được nghiền nhỏ) trong tủ sấy, có nhiệt độ thích hợp ở 80¸130 ⁰C trong 40 phút. Độ ẩm chính là hiệu số giữa trọng lượng hạt trước và sau khi sấy, biểu thị % từ 2 lần xác định song song lấy kết quả trung bình đó là độ ẩm.

10.1.3. Xác định trọng lượng riêng:

         Trọng lượng riêng của hạt là trọng lượng của một đơn vị thể tích hạt. Trọng lượng riêng đặc trưng cho độ chắc, độ mẩy và mức độ chín của hạt.

         Cách tiến hành: Lấy 1 ống đong khô và sạch. Đổ vào ống đong đúng 100ml Toluen. Cân 100g hạt cho vào ống đong. Đọc thể tích Toluen dâng lên trong ống đong. Trọng lượng riêng tính bằng công thức:

                         g/ml

Trong đó:

            P: Trọng lượng mẫu (gam).

            V: Thể tích Toluen dâng lên trong ống đong (ml).

10.1.4. Xác định năng lượng hoạt hóa của malt:

         Đây chính là hoạt động của enzym amylaza trong malt, thể hiện khả năng thủy phân dịch tinh bột 2% tạo nên các loại đường có tính khử tại pH = 4.74.8 và nhiệt độ 52 ¸ 55 ⁰C, thời gian 30 phút.

        Cách tiến hành: Cân sẵn vào  cốc khô sạch 2 gam bột malt nghiền. Lấy 40 ml dung dịch tinh bột 2% vào bình nón 250ml, đem đun cách thủy, nâng nhiệt độ lên 56⁰C, duy trì 10 phút rồi cho bột malt vào bình lắc nhẹ, đậy kỹ đun giữ ở 55⁰C trong thời gian 30phút. Sau đó nhúng bình vào nước sôi để diệt men, rồi lấy ra làm nguội đến nhiệt độ thường. Chuyển dịch đường vào bình định mức 100 ml. Thêm vào bình 2ml Pb(CH₃COO)₂ bão hòa để kết tủa prôtêin, lọc. Thêm vào bình dịch trong 5 ml Na₂HPO₄ 10% và 5 ml NaHSO₃ 5% đến kết tủa hết muối chì dư. Lọc lấy dịch đường trong, rửa kết tủa, thêm nước lọc vào bình 100ml đến ngấn bình. Dùng dịch đường này để chuẩn độ 20ml dung dịch K₃[Fe(CN)₆] 1,2%  trong 5 ml KOH 2,5 N và 4 giọt chỉ thị metylen xanh trên bếp điện. Đồng thời làm thí nghiệm kiểm chứng để trừ bớt lượng chất khử chứa trong dịch thủy phân sinh ra bởi 2 gam bột malt, bằng cách thủy phân 2 gam bột malt trong 36ml nước cất và 40ml dung dịch đệm pH 4,6 ¸ 4,7 ở nhiệt độ 55⁰C trong 30 phút rồi tiếp tục thao tác như đối với dịch thủy phân tinh bột.

         *Năng lượng đường hóa của malt được xác định theo công thức:

                         

            Trong đó:

+ x: Số ml dung dịch thủy phân tinh bột tiêu hao để chuẩn độ 20ml K₃[Fe(CN)₆] 1,2% .

+ y: Số ml dung dịch thủy phân malt nghiền tiêu hao để chuẩn độ 20 ml K₃[Fe(CN)₆] 1,2% .

            + 2,5 : Hệ số pha loãng

            Sau đó nhân với hệ số  để qui về lượng chất khô tuyệt đối của malt.

            + w : Độ ẩm của malt .

10.1.5. Kiểm tra men giống:

10.1.5.1. Làm trên tiêu bản giọt ép:

            Thường dùng để quan sát tế bào nấm men dùng trên bản giọt ép. Để làm tiêu bản giọt ép, ta nhỏ một giọt nước máy lên phiến kính khô, rồi dùng que cấy một ít tế bào nấm men cho vào giọt nước. Rồi đi nhiều lần cho tế bào nấm men trải dày trong giọt nước. Khi tế bào nấm men phát triển trong môi trường loãng thì việc làm tiêu bản đơn giản hơn, nhất là khi dịch lên men chưa phát triển nhiều sinh khối thì không cần thêm nước để pha loãng.

10.1.5.2. Tiêu bản giọt treo:

            Dùng để quan sát quá trình sinh sản của nấm men, quá trình nẩy chồi. Giọt nước sau khi tiếp xúc với giống xong, được lấy bằng que cấy đầu trọc đã thanh trùng kỹ rồi chấm lên một lá kính mỏng vô trùng, quay ngược lá kính xuống phía dưới và úp lá kính lên phiến kính chuyên dùng đã vô trùng có một chỗ lõm hình tròn phía dưới. Giọt huyền phù này phải treo lơ lửng không được tiếp xúc với các đáy và mép của chỗ lõm hình cầu trên phiến kính. Mép của lõm được bôi một ít vazơlin để dính chặt lá kính mỏng vào đó và không cho không khí bên trong và bên ngoài chỗ lõm thông nhau.

             Như vậy giọt treo sẽ bị bịt kín trong buồng tấm nhỏ.

            Có thể quan sát sự sinh trưởng và phát triển của tế bào nấm men hàng ngày bởi kính hiển vi.

10.1.5.3. Nhuộm tế bào để đánh giá chất lượng men:

            Nhuộm tế bào để đánh giá trạng thái sinh lý và hoạt lực sinh hóa của chúng. Từ đó đưa ra quyết định đúng đắn cho sản xuất. Ống men được gọi là tốt khi có tế bào hình thái đặc trưng số tế bào trẻ và nẩy chồi nhiều, số tế bào chết ít ( < 15% ). Tốc độ sinh trưởng nhanh số tế bào chứa chất dinh dưỡng dự trữ glycogen nhiều. Để phát hiện số tế bào chết, số lượng tế bào chứa glycogen có thể sử dụng một số phản ứng vi hóa học. Ví dụ như chất dinh dưỡng dự trữ glycogen thường tồn tại ở dạng hạt ngay trong nguyên sinh chất của tế bào. Khi nhỏ một giọt dung dịch lugol vào dịch huyền phù chứa tế bào nấm men, soi kính hiển vi ta thấy những hạt glycogen bắt màu nâu đỏ trong các tế bào. Để kiểm tra tính chính xác trong việc phát hiện glycogen, sau khi soi lần đầu có thể gia nhiệt đến 60⁰C. Sau đó soi kính hiển vi lại lần nữa ta thấy màu nâu đỏ biến mất, để lạnh trở lại ta thấy màu nâu đỏ xuất hiện, phản ứng giữa lugol và glycogen chỉ xảy ra trong môi trường acid. Khi nhuộm tiêu bản bằng xanh metylen ta thấy một số tế bào sẽ bắt màu xanh đó là những tế bào chết. Còn các tế bào sống không bắt màu với xanh metylen.

10.1.5.4. Đếm số lượng tế bào trong dung dịch nuôi cấy:

            Đếm số lượng tế bào sống, tế bào trẻ có chứa glycogen ta dùng thuốc nhuộm lugol, dùng xanh metylen đếm số lượng tế bào chết. Trên cơ sở đó ta được 3 loại tế bào trên. Ngoài ra còn cần đếm số lượng tế bào nẩy chồi để đánh giá chất lượng giống. Phương pháp đếm số lượng tế bào đơn giản, nhất là dùng phòng đếm thomagosaer. Phòng đếm là phím kính dày được chia thành các phần đều nhau thành các vạch thẳng. Phần giữa các phím kính lõm xuống, mỗi cạnh thấp hơn 1/10 mm. Trên đó có vạch màng lưới . Diện tích của một ô vuông lớn dưới 1/25mm²  . Diện tích một ô vuông nhỏ là 1/1000m² . Cho dung dịch huyền phù chứa tế bào cần đếm lên lưới và phủ bằng lá kính mỏng lên trên . Sau đó sát các lá kính mỏng vào phòng đếm bằng cách miết vài lần sao cho giữa lá kính mỏng vào mạng lưới của phím kính không còn không khí, không còn khoảng trắng chứa dịch trừ các ô . khoảng không gian giữa lá kính mỏng và phần giữa các phím kính đã chia thành ô lưới sẽ tạo các ô vuông lớn của lưới. Thể tích của lớp dịch trên mỗi ô này là 1/250 mm². Ta phải  đếm số lượng tế bào ô vuông của lưới cũng như trên các cạnh phía trên và phía phải của ô. Độ chính xác của việc xác định là phụ thuộc vào lá kính mỏng có áp suất bề mặt phòng đếm hay không, cho nên tốt nhất là lặp lại 3 lần, mỗi lần đếm khoảng 150 ¸ 200 tế bào. Bắt đầu đếm tế bào sau khi đã cho tế bào phòng đếm khoảng 3 ¸ 5 phút, phải chờ cho tế bào lắng xuống. Khi soi kính ta sẽ thấy chúng nắm trên một mặt phẳng. Số lượng tế bào chứa trong 1ml huyền phù được tính theo công thức:

                        M  =  a .1000 . h . S

*Trong đó:

   M: Số lượng tế bào.

   a : Số lượng tế bào trung bình  có trong ô.

   h : Chiều sâu của phòng đếm (1/10mm)

   S : Diện tích một ô vuông (1/25 mm)

10.2. Kiểm tra bán thành phẩm:

10.2.1. Kiểm tra bột sau khi nghiền:

         Để thuận lợi cho quá trình nấu và lọc, bột sau khi nghiền phải đảm bảo:

-         Bột nghiền phải có tỷ lệ bột - tấm nhất định  , tấm có kích thước < 1mm ,  Tỷ lệ giữa bột / tấm  =  60/40

-         Nghiền malt phải vừa nghiền vừa xát sao cho vỏ malt không bị nát nhưng nội nhủ thì mịn hơn đối với ngô 9 ¸ 12 % tấm lớn , 12 ¸ 15 % tấm nhỏ, 40 ¸ 50 % bột.

 

 

10.2.2. Kiểm tra dịch nấu:

10.2.2.1. Nồi nấu xirô:

            Khi đường hóa hoàn toàn dùng Sacaromet đo nồng độ chất khô của dịch đạt 70%.

10.2.2.2. Nồi thơm hóa:

            Kiểm tra mùi thơm và màu do quá trình caramen và melanoidin ở giai đoạn cuối để kịp thời cung cấp nhiệt.

10.2.2.3. Nồi đường hóa:

            Theo thời gian dùng dung dịch lốt để xác định quá trình đường hóa kết thúc chưa ?  Nếu dung dịch lốt không thay đổi màu thì quá trình đường hóa đã kết thúc.

10.2.3. Kiểm tra dịch lọc:

            Xác định độ trong theo yêu cầu công nghệ, dịch không còn cặn bã, dịch trong suốt. Quá trình rửa bã kết thúc khi chất hòa tan trong bã còn lại trong bã < 1%.

10.2.4. Kiểm tra dịch nha trước và sau khi lên men:

            Trước khi lên men phải kiểm tra độ sạch và độ kín của thiết bị. Do nồng độ chất khô đạt 8% sacaromet, nhiệt độ dịch lên men phải đo bằng nhiệt kế sao cho dịch lên men phải luôn ở 28 ¸ 30 ⁰C. Khi kết thúc quá trình lên men nồng độ chất khô giảm 1 ¸ 1,5 %.

10.3. Kiểm tra sản phẩm:

Sau khi quá trình lên men kết thúc cần tiến hành xử lý thành phẩm cần làm trong và nâng cao độ bền của thành phẩm.

 Để làm trong dùng máy lọc khung bản kết hợp với diatomit là chất trợ lọc không gây ảnh hưởng đến màu sắc, mùi vị của sản phẩm. Khi lớp bã trên vải lọc quá dày áp suất bơm lọc tăng cao mà dung dịch lọc không thoát ra nhưng thoát ra bị đục phải ngừng lọc để làm sạch vải để lọc tiếp.

            Độ bền nước thành phẩm được biểu thị bằng đơn vị thời gian từ lúc đóng chai cho đến lúc bị vẫn đục.

            Bao gồm độ bền sinh học và độ bền hóa lý.

            Độ bền sinh học giảm là do đông tụ prôtêin, tinh bột chưa đường hóa hết hoặc dùng nước quá nóng để rửa bã làm cho lượng chất tan không cần thiết hòa tan nhiều, sau đó là kết tủa khi làm lạnh...Vì vậy cần kiểm tra lại khâu liên quan đến chất lượng và độ bền.

     * Xác định độ khô:

            Lấy 10 ml nước giải khát đã loại trừ hết CO₂ cho vào cốc sấy 50ml, đặt vào nồi cách thủy để cô cạn. Sau đó cho vào tủ sấy tiến hành sấy đến trọng lượng không đổi ở nhiệt độ 90 ¸ 95⁰C. Lúc này độ khô của nước giải khát được xác định:

              ( g/l )

            Trong  đó:

                        M₂: Khối lượng cốc đựng nước giải khát khi sấy đến trọng lượng

                          không đổi.

                                    M₁: Khối lượng cốc ban đầu.

                                    10 : Số ml nước giải khát ban đầu.

• Xác định độ chua:

Trong quá trình lên men, các acid hữu cơ sinh ra nhiều như acid axêtic, lactic, xitric...các acid cacbonic trung tính có độ chua của thực phẩm.

            Cách tiến hành:

                        Lấy chính xác 25ml mẫu thử và 5 giọt phenolftalein. Nhỏ NaOH 0,1M từ buret xuống đến khi dung dịch có màu hồng nhạt bền vững kết thúc quá trình chuẩn độ , độ acid toàn phần được xác định theo phần trăm.

                       

                        Trong đó:

                                    N: Số mg NaOH 0,1 M sử dụng để chuẩn độ 25ml màu.

                                    P : Trọng lượng mẫu.

                                    K : Hệ số của loại acid ( K  =  0,007 )

• Các chỉ tiêu chất lượng thành phẩm:

Khi đánh giá chất lượng thành phẩm thường dùng phương pháp cảm quan tức là dùng các  giác quan để đánh giá. Từ đánh giá ta có thể phân loại và cho điểm hoặc rút ra kết luận.  Phương pháp này nhằm xác định các yếu tố chất lượng, hương vị, độ trong, màu sắc, độ bọt, mức bão hòa CO₂. Chất lượng của sản phẩm được đánh giá theo thang điểm , tùy theo thang điểm của mỗi quốc gia.

            Hiện nay, nước ta thường đánh giá chất lượng sản phẩm theo sự khoái cảm để cho điểm.

            Cực kỳ thích                                      9 điểm           

            Rất thích                                            8 điểm

            Thích vừa                                          7 điểm

            Ít thích                                               6 điểm

            Không thích, không chê                 5 điểm

            Chê ít                                                  4 điểm

            Chê vừa                                              3 điểm

            Rất chê                                               2 điểm

            Cực kỳ chê                                        1 điểm

            Nước giải khát có chất lượng tuyệt hảo điểm > 95 điểm, loại khá 90¸95 điểm, loại trung bình  85 ¸ 99 điểm , loại kém < 85 điểm.

            Tuy nhiên, nước giải khát lên men là sản phẩm lên men chưa hoàn toàn nên các chỉ số chất lượng không ổn định, màu sắc, độ trong, hương vị, mức bão hòa CO₂ thay đổi theo thời gian bảo quản. Vì vậy có thể đánh giá một cách tổng hợp các yếu tố rồi cho điểm.

•     Chỉ tiêu của nước giải khát lên men:

Hàm lượng các chất hòa tan ban đầu: 8 ¸ 10 %.

            Hàm lượng cồn (độ cồn): 1 ¸ 2 %.

            Độ chua (tính bằng số ml dung dịch NaOH cho 100ml nước giải khát lên men) 1,2 ¸ 1,7 %.

            Hàm lượng CO₂ : 2,8 ¸ 4 %.

            Độ bền sinh học : 7 ¸ 20 ngày.

 

 

 

Chương  XI

AN TOÀN VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP

11.1.An toàn lao động:

            An toàn lao động trong nhà máy sản xuất đóng vai trò rất quan trọng. Nó ảnh hưởng nhiều đến tiến trình sản xuất, đến sức khỏe công nhân cũng như tình trạng máy móc. Do đó cần quan tâm đúng mức, phổ biến rộng rãi cho công nhân hiểu được tầm quan trọng của nó và nhà máy cần đề ra nội dung, biện pháp để phòng ngừa.

11.1.1. Những nguyên nhân gây ra tai nạn:

-            Tổ chức lao động không chặt chẽ.

-            Thiết bị bảo hộ không an toàn.

-            Ý thức chấp hành kỹ luật của công nhân chưa cao.

-            Trình độ vận hành và nắm vững kỹ thuật của công nhân chưa cao.

-            Các thiết bị được trang bị không được tốt hoặc chưa hợp lý.

11.1.2. Các biện pháp hạn chế tai nạn lao động:

+ Trong nhà máy phải có các biển báo về các qui trình vận hành cho từng phân xưởng.

+ Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp cho sản xuất. Các thiết bị chuyển động có động cơ, băng tải...phải có che chắn cẩn thận.

+ Các thiết bị có áp lực phải có đầy đủ phương tiện an toàn như van an toàn, đồng hồ đo áp lực và phải đặt xa nơi đông người như:

Các ống nhiệt phải có bọc cách nhiệt, có đồng hồ theo dõi áp lực. Phải kiểm tra các bộ phận của máy trước khi vận hành.

Các kho chứa nguyên liệu, nhiên liệu thành phẩm phải có sẵn bình chứa. Ngăn chặn người vô phận sự vào các khu vực sản xuất. Không được hút thuốc trong kho.

+ Mọi người trong phân xưởng phải thực hiện đúng chức năng của mình.

+ Kỷ luật nhà máy phải nghiêm. Phải xử lý đúng mức các vi phạm của người lao động.

11.1.3. Các yêu cầu cụ thể:

11.1.3.1. Chiếu sáng và đảm bảo ánh sáng khi làm việc:

Chiếu sáng không đạt yêu cầu, thừa hay thiếu đều ảnh hưởng xấu cho người lao động. Các phân xưởng chính như nấu, chiết rót phải được chiếu sáng đầy đủ. Cần bố trí cửa chính để tận dụng ánh sáng tự nhiên. Chiếu sáng hợp lý sẽ giúp cho công nhân làm việc có độ chính xác cao và đảm bảo an toàn khi vận hành máy móc.

11.1.3.2. An toàn về điện để sản xuất:

-                 Các phụ tải phải có dây nối đất, cầu chì để tránh hiện tượng chập mạch.

-                 Cần cách điện cho các phần mang điện.

-                 Cần che chắn và bảo hiểm.

-                 Trạn biến thế đặt xa nơi đông người.

-         Ap dụng các biện pháp kỹ thuật để giảm nhẹ sự nguy hiểm trong trường hợp điện bị rò rỉ ra ngoài.

11.1.3.3. Thông gió:

            Cần thông gió cho thoáng mát nơi làm việc của công nhân viên trong nhà máy. Những phân xưởng có chế độ làm việc nóng như nấu cần phải bố trí thêm quạt máy để giảm bớt môi trường nóng cho công nhân làm việc.

11.1.3.4. An toàn sử dụng thiết bị:

-         Máy móc thiết bị phải được sử dụng đúng chức năng và phù hợp với công suất của nó.

-         Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng. Sau mỗi ca làm việc phải bàn giao máy móc. Nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý.

-         Phải có chế độ vệ sinh, sát trùng, vô dầu mỡ để cho thiết bị đúng qui định.

-         Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc của máy và thiết bị.

11.1.3.5. Phòng chống cháy nổ:

            Sự cháy nổ xảy ra là do tiếp xúc với lửa, do tác dụng của hai tia lửa điện, do cạn nước nồi hơi, do các ống hơi bị  co giãn nhiệt lại gây nổ.

            Để phòng cháy phải tuân theo các qui định về thao tác của các thể chế gây cháy. Những bộ phận dễ gây cháy phải đặt cuối hướng gió, đồng thời có phương tiện chống cháy tổ chức đội cứu hỏa của nhà máy để kịp thời và có trách nhiệm trong việc an toàn phòng cháy chữa cháy.

11.2. Vệ sinh xí nghiệp:

            Yêu cầu vệ sinh công nghiệp là không thể thiếu được trong nhà máy thực phẩm. Chế độ vệ sinh ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng thực phẩm. Nếu vệ sinh không tốt sẽ làm nhiễm tạp khuẩn và làm hỏng sản phẩm sau này.

11.2.1. Vệ sinh cá nhân cho công nhân:

-         Phải xử dụng quần áo sạch sẽ, sát trùng định kỳ.

-         Thực hiện tốt chế độ khám sức khỏe cho công nhân theo chu kỳ nhất định.

-         Không ăn uống trong khi sản xuất.

11.2.2. Vệ sinh máy móc thiết bị:

-         Thiết bị  trong thời gian ngừng làm việc cần được vệ sinh sát trùng.

-         Riêng đối với thùng lên men sau mỗi mẻ lên men phải vệ sinh kỹ để phục vụ cho chu kỳ sau.

11.2.3. Vệ sinh xí nghiệp:

            Thường xuyên kiểm tra việc thực hiện vệ sinh trong và ngoài phân xưởng, sau mỗi ca làm việc phải làm vệ sinh nền nhà. Nhà máy phải có hệ thông cấp nước, thoát nước tốt.

11.2.4. Xử lý nguyên liệu:  Nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm nên việc xử lý nước trước khi sử dụng là quan trọng. Nước phải xư lý về độ cứng tẩy mùi vị và yêu cầu đảm bảo vệ sinh.

11.2.5. Xử lý phế liệu:

            Trong quá trình sản xuất nước giải khát lên men, một lượng lớn bã, hèm, bã men được thải ra...là các phế liệu dễ gây nhiễm bẩn. Do đó cần phải chứa trong các thùng đúng nơi qui định và dễ đưa ra ngoài phân xưởng.

            * Tóm lại an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng, đảm bảo năng suất uy tín của nhà máy. Do đó cần phải chú ý đúng mức và tuyệt đối thực hiện đúng yêu cầu đề ra.

            Đây là vấn đề hàng đầu của ngành công nghệ thực phẩm nói riêng và các ngành công nghiệp khác nói chung. Nó quyết định đến sự sống còn của nhà máy. Kiểm tra quá trình công nghệ một cách chặt chẽ và đúng mức. Để đánh giá chất lượng sản phẩm cần phân tích thành phần hóa học, các chỉ tiêu sinh học cũng như các chỉ số cảm quan của sản phẩm như mùi vị, màu, sự tạo và giữ bọt...