Trang 1 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất pectin: Trang 2 Kiểm tra/ chuẩn hóa Trích ly Lựa chọn Rữa bã Nghiền Tẩy màu Lọc Cô đặc Kết tủa pectin Tách kết tủa Rửa kết tủa Bã cam chanh Bã Ép kết tủa Nghiền, rây Đóng gói Pectin bột Xay Sấy Dịch chiết Bã Nước,acid Than hoạt tính Nước,Cồn Đường, muối đệm Bao bì Trang 3 3.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ : 3.2.1. Nguyên liệu: Nguyên liệu sản xuất pectin là bã cam chanh từ quy trình sản xuất nước ép trái cây, phế phẩm của nhà máy trong quá trình ép nước quả. Bã cam chanh được chọn,phân loại rồi đưa vào quy trình sản xuất pectin. 3.2.2. Lựa chọn: Mục đích: Nhằm loại bỏ nhũng nguyên liệu không đạt yêu cầu như bã bị mốc, hư hổng, thối.loai bỏ những kim loại của thiết bị không mong muốn trong quá trình ép trước. Phương pháp thực hiện: Bằng phương pháp thủ công, công nhân sẽ tập trung lựa chọn nguyên liệu bằng tay rồi sau đó chuyển nguyên liệu qua khâu rửa. 3.2.3. Rửa bã: Mục đích: Nhằm loại bỏ những tạp chất trong bã, khử đắng và tách hạt. loại bỏ những tạp chất cơ học như cát, sỏi giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và tránh hỏng thiết bị ở các công đoạn tiếp theo. Các biến đổi xảy ra: • Vật lý: Loại bỏ tạp chất cơ học. • Hóa học: Tổn thất một phần pectin hòa tan. • Vi sinh: Loại bỏ bớt một phần vi sinh vật có trong nguyên liệu. Phương pháp thực hiện: Dùng thiết bị rửa xối tưới chuyên dụng Cấu tạo gồm các bộ phận: 1- Máng dẫn nguyên liệu vào 2- Băng tải 3-Ống thổi khí 4- Vòi phun nước áp lực cao. Trang 4 Hình 3.1. Cấu tạo thiết bị ngâm rửa xối. Nguyên tắc hoạt động: Trong giai đoạn ngâm, bã nguyên liệu ở trên phần băng nằm ngang ngập trong nước, các cặn bẩn bám trên ngoài bề mặt nguyên liệu bị bong ra. Băng tải di chuyển sẽ mang nguyên liệu đi dần về phía phần băng nghiêng. Ngoài ra còn có các ống thổi khí nhằm làm xáo trộn nước và nguyên liệu trên mặt băng, làm tăng diện tiếp xúc của nguyên liệu và nước nên thời gian ngâm được rút ngắn. Khi nguyên liệu di chuyển đến phần nghiêng của băng, các vòi phun nước với áp suất cao đến 2-3 at sẽ rửa sạch cặn bẩn. Sau đó đó được làm ráo nước. Thông số kỹ thuật: - Năng suất: 1 Tấn/h - Công suất: 3,75 Kw - Dài: 2350 mm - Cao: 1600 mm - Rộng: 1200 mm 3.2.4. Xay nghiền bã: Mục đích: Xé bã nhỏ hơn, làm phá vở cấu trúc tế bào của nguyên liệu, chuẩn bị cho quá trình trích ly( tăng hiệu quả trích ly). Tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi. Các biến đổi xảy ra: Trang 5 - Biến đổi vật lý: kích thước nguyên liệu nhỏ. - Biến đổi hóa học: thành phần cấu trúc của bã cam chanh bị phá vỡ. Hình 3.2. Dao cắt cong Cấu tạo: 1. Phễu nạp liệu 2. Trục đĩa quay 3. Lưỡi dao cong a) Cửa tháo liệu Nguyên tắc hoạt động: nguyên liệu cho vào phiễu nạp liệu 1. Nguyên liệu sẽ được chuyển đến cơ cấu xay nhờ vít tải là một trục xoắn có bước sóng nhỏ dần về phía cuối 2. Tại cơ cấu xay nguyên liệu bị các lưỡi dao hình chữ thập lắp ở cuối vít tải quay với tốc độ 200 vòng/phút. Lưới kim loại đứng yên đặt sát lưỡi dao hình chữ thập có những lỗ tròn nhỏ dần : đường kính 3mm, 2mm, 1mm.nguyên liệu xay xong theo lỗ của lưới kim loại ra ngoài. Thông số kỹ thuật:  Chiều dài: 2,3m  Chiều rộng: 1,3m  Chiều cao: 2,5m  Công suất: 1,1kW Trang 6 3.2.5. Trích ly pectin: Mục đích: Khai thác nhằm trích ly triệt để pectic có trong nguyên liệu, chuyển từ dạng không tan sang dạng pectin hòa tan. Cách tiến hành: Nguyên liệu sau khi được xay nhỏ thì cho vào nồi trích ly có bổ sung acid HCl,tiến hành đun nhiệt độ khoảng từ 90-100 0 C trong thời gian 1 giờ và độ khô của dung dịch sau khi đun còn khoảng 2%. Sử dụng thiết bị trích ly chất rắn ngược chiều. Cấu tạo: Hình 3.3. Thiết bị trích ly ngược dòng 1. cửa nhập liệu 4. Thiết bị gia nhiệt 2. Cánh khuấy 5. Thiết bị trích ly 3. Bơm CO 2 6. Bã trích ly 7. Dịch trích ly Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu được đưa vào trong các thùng chứa trích ly, nhờ có các cánh khuấy trộn đều tăng tốc độ khuếch tán pectin từ trong bã vào dung môi,phần dung môi là phần nước nóng có pha loãng thêm dung dich HCl 2% sẽ đi qua 1 Trang 7 lần lượt tất cả các thùng để lấy lượng chất tan có trong bã cam chanh. Đồng thời bơm chạy để cung cấp dung môi có chứa các chất hòa tan từ nguyên liệu cho quá trình trình lọc một cách liên tục từ thùng này sang thùng khác. Nhờ có lưới lọc mà thu được dịch tinh khiết hơn, những phần có kích thước nhỏ sẽ lọt qua còn những phần có kích thước lớn sẽ ở lại phía trên bề mặt lưới. Quá trình trích ly cứ liên tục đến khi nào chiết hết những phần cần thiết trong nguyên liệu thì tiến hành tháo bã và nhập nguyên liệu mới vào thiết bị. Thông số kỹ thuật: Dùng acid HCl, (thường người ta dùng lượng nước gấp 3 lần lượng bã), pH = 1,3 ÷ 1,4, nhiệt độ 90 ÷ 100 0 C và thời gian đun là khoảng 1 giờ. Dung môi là phần nước nóng có pha loãng thêm dung dich HCl 2% Đường kính thiết bị trích ly d=1m Chiều cao h=7 Số lượng: 4 tang trích ly Các biến đổi xảy ra: • Biến đổi hóa lý: Thành phần pectin có trong bã cam chanh sẽ khếch tán vào trong dung môi. • Biến đổi hóa học: Dưới sự xúc tác của acid HCl thì thủy phân protopectin không hòa tan thành pectin hòa tan. 3.2.6. Tẩy màu: Mục đích: Nhằm loại bỏ những chất màu có trong dịch trích ly. Các biến đổi: • Vật lý: làm trong dịch pectin • Hóa lý: các chất màu hấp tụ lên bề mặt than hoạt tính. Phương pháp thực hiện: sử dụng bồn chứa hình trụ có cánh khuấy bổ sung than hoạt tính. Trang 8 Hình 3.4. Thiết bị tẩy màu Cấu tạo: 1. Moto khuấy 2. Nắp bồn chứa 3. Trục khuấy 4. Cánh khuấy 5. Dịch pectin Nguyên tắc hoạt động: dịch được nạp vào bồn chứa, dưới tác dụng của cánh khuấy làm đảo trộn dịch. Tạo nên sự va chạm giữa than hoạt tính với dịch nhiều hơn. Thông số kỹ thuật: 3.2.7. Lọc: Mục đích: Để thu được dung dịch pectin trong suốt.Loại bỏ những phần bã của vỏ cam chanh có lẫn trong dung dịch. Cách tiến hành: Dịch sau khi chiết được đưa vào thiết bị lọc, tiến hành lọc để thu được dịch tinh khiết. Quá trình lọc được thực hiện ở áp suất 2.5at, nhiệt độ lọc là 80 0 C. Sử dụng thiết bị lọc khung bản. Trang 9 Hình3.5. Thiết bị lọc khung bản Cấu tạo: 1. Khung 2. Bản 3. Lỗ 4. Giá đỡ 5. Dịch vào 6. Dịch ra 7. Khí nén 8. Máng chứa bã Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị gồm các khung và bản nối với nhau, trên các bản có phủ hai tấm lưới, một lớp cao su và có 4 lỗ thông với nhau tạo thành đường ống . khi dịch đường đi vào sẽ đi qua các tấm lưới lọc tiến hành quá trình lọc, bã được giữ trê bề mặt các bản còn dịch trong sẽ đi ra ngoài qua đường số 6 rồi được đưa vào nồi trung gian. Tiến hành thổi khí nén vò lớp cao su ở giữa các bản, lơp cao su phồng lên thì lớp bã sẽ bị ép với nhau và dịch trong bã sẽ chảy ra. Sau quá trình lọc, trong ba ong chứa nhiều hất tan nên dùng nước nóng 75- 78 0 C để rửa bã nhằm thu hồi các chất còn sót trong bã, rửa bã cho đến khi nồng độ trong bã đạt 1% thi dừng lại. Kết thúc quá trình lọc cho các bản dịch ra xa nhau một khoảng để tháo bã. Thông số kỹ thuật: + Chiều dài:3.8 m + Chiều rộng: 1.3 m + Chiều cao: 1.2m Trang 10 + Công suất: 3kW Các biến đổi xảy ra: • Biến đổi vật lý: khối lượng giảm. • Biến đổi cảm quan : dung dịch trong suốt hơn 3.2.8. Cô đặc: Mục đích: Làm bay hơi một phần nước để tăng nồng độ dung dịch đạt 10%. Hạn chế được sự xâm nhập của vi sinh vật, tăng khả năng bảo quản. Cách tiến hành: Dung dịch có chứa pectin được đưa vào thiết bị cô đặc chân không ở nhiệt độ 55-60 0 C và độ chân không khoảng 600mmHg trở lên. Bốc hơi dạng màng rơi để cô đặc đến độ khô khoảng 10% thu được chế phẩm pectin. Sử dụng thiết bị cô đặc chân không. Hình 3.6. Thiết bị cô đặc chân không Cấu tạo 1 3 3 2 4 5 6 7 [...]... Các biến đổi: pectin chuyển từ dạng hòa tan sang dạng kết tủa 3.2.10 Tách kết tủa: Mục đích: Nhằm tách kết tủa tạo thành trong quá trình kết tủa ra khỏi dung dịch để thu được phần kết tủa pectin Cách tiến hành: Khi cho thêm ethylic vào thì pectin tạo kết tủa màu trắng, nổi thành từng mảng lên trên bề mặt góp phần thuận lợi cho công đoạn tách kết tủa ra khỏi dung dịch dễ dàng Sử dụng thiết bị lọc ly... theo ống tháo sản phẩm ra ngoài Thông số kỹ thuật:     Chiều dài: 2,2m Chiều rộng: 1,1m Chiều cao: 1,5m Công suất: 4kW 3.2.11 Rửa kết tủa: Mục đích: loại bỏ những tạp chất , thành phần không có giá trị bám xung quanh phần kết tủa pectin Cách tiến hành: Dùng dung dịch cồn ethylic 95 0 tỷ lệ khối lượng giữa cồn và kết tủa pectin là 2: 1 Sử dụng thiết bị có cánh khuấy như quá trình kết tủa pectin trên... 1:1 Sử dụng thiết bị kết tủa hình trụ có cánh khuấy Cấu tạo: hình trụ có cánh khuấy có nắp chỏm cầu, đáy hình côn, làm bằng thép không rĩ, có ống dẫn dịch, dẫn cồn vào, ống dẫn dịch ra Trang 12 Hình 3.7 Thiết bị kết tủa hình trụ Nguyên tắc làm việc: nguyên liệu được nạp vào thiết bị khấy bằng ống dẫn dịch.cồn ethylic 35% được bổ sung vào qua ống dẫn cồn Dưới tác dụng của cánh khuấy làm dịch kết tủa Thông... cửa đáy ở thiết bị Thông số kỹ thuật: Nhiệt độ 55 ÷ 600C và độ chân không từ 600 mmHg trở lên Năng suất: 5 lit/h ; 50 lít/h và 500 lít/h Các biến đổi: • Biến đổi vật lý: giảm khối lượng • Biến đổi hóa học: hơi nước bốc ra khỏi dung dịch 3.2.9 Kết tủa pectin: Mục đích: tạo kết tủa pectin Cách tiến hành: tiến hành đông tụ pectin lỏng bằng cồn ethanol 95 0 , tỷ lệ thể tích giữa cồn và dung dịch pectin là... 1 Sử dụng thiết bị có cánh khuấy như quá trình kết tủa pectin trên 3.2.12 Ép kết tủa: Trang 14 Mục đích: Nhằm tách bớt nước ra khỏi kết tủa, chuẩn bị cho quá trình sấy Cách tiến hành: Sử dụng thiết bị ép trục vít Cấu tạo: 1 2 3 4 5 Phễu nạp liệu Thanh căn Cánh vít Trục vít Lưới thoát chất lỏng 6 7 8 9 Côn điều chỉnh khe hở Bánh răng truyền động Bã Nước Hình 3.9 Máy ép trục vít Nguyên tắc hoạt động:... khi ra khỏi thiết bị Thông số kỹ thuật: • Nhiệt độ không khí:95oC Trang 16 • Thời gian gia nhiệt: 30 phút • Vận tốc dòng không khí: 0.5-1.5m/s • Vận tốc băng tải:1m/phút • Công suất:40,4 kW • Độ dài băng: 5m/băng tải • Độ rộng băng: 1.5m 3.2.14 Nghiền, rây: Mục đích: nghiền để thu pectin dạng bột, rây để thu pectin dạng đồng nhất Biến đổi: vật liệu được nghiền mịn, tạo bột mịn dạng thể đồng đều về... Lưới sàng 2 Bộ phận tháo liệu mịn 5 Mô tơ 3 Bộ phận tháo liệu thô 6 Vỏmáy Hình 3.12 Thiết bị rây rung Nguyên tắc hoạt động: Máy được vận hành cho sàng nhiều với một cấu trúc gọn nhẹ Bột pectin được đưa vào sàng từ cửa nhập liệu, do hiện tượng rung mà bột ở trên lưới sẽ nảy lên rồi rớt xuống theo trọng lực Vì vây khi rớt xuống bột pectin có kích thước Trang 18 nhỏ hơn lổ lưới sẽ lọt xuống phía dưới... + Kích thước hạt sau khi sàng là 2mm + Sản lượng: 100-800kg/h + Kích thước lỗ rây: 12-20mm + Số vòng quay trong một phút:1500 + Công suất môtơ: 0.2Kw + Biên độ: 3mm 3.2.15 Kiểm tra, chuẩn hóa: Quá trình kiểm tra: đảm bảo các chỉ tiêu sản phẩm như độ tinh khiết, độ ẩm, khối lượng phân tử, khả năng tạo gel… Quá trình chuẩn hóa: tùy theo từng yêu cầu riêng biệt, pectin được chuẩn hóa để đáp ứng các yêu... trộn với saccharose, glucose hoặc các muối đệm hay phối trộn nhiều loại bột pectin với nhau 3.2.16 Đóng gói: Mục đích: Hoàn thiện sản phẩm Pectin được đóng gói theo dạng hộp hoặc bao lớn thường thì được bao gói trong bao bì khối lượng 0.5kg và 1kg Phương pháp thực hiện: sử dụng thiết bị bao gói chân không Trang 19 Hình 3.13 Thiết bị cân đóng bao băng tải Cấu tạo: 1 Phễu nạp liệu 5 Phễu dẫn liệu vào... đứng Cấu tạo: 1 Phễu nạp liệu 2 Dao quay tròn Trang 17 3 Trục quay 4 Sản phẩm Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị nghiền bi trục đứng:tác động nghiền do cả các lực ma sát và va đập được tạo ra do các viên bi thép di chuyển tự do trong một khoảng không gian cố định.Về cơ bản máy gồm có một hình trụ thép bên trong có trục quay gắn với những cánh tay đòn để khuấy tung lên Các viên bi có đường kính 2-8mm Vật liệu . tạo: Hình 3.3. Thiết bị trích ly ngược dòng 1. cửa nhập liệu 4. Thiết bị gia nhiệt 2. Cánh khuấy 5. Thiết bị trích ly 3. Bơm CO 2 6. Bã trích ly 7. Dịch trích ly Nguyên tắc hoạt động: Nguyên. Chiều rộng: 1,3m  Chiều cao: 2,5m  Công suất: 1,1kW Trang 6 3.2.5. Trích ly pectin: Mục đích: Khai thác nhằm trích ly triệt để pectic có trong nguyên liệu, chuyển từ dạng không tan sang dạng. vào nồi trích ly có bổ sung acid HCl,tiến hành đun nhiệt độ khoảng từ 90-100 0 C trong thời gian 1 giờ và độ khô của dung dịch sau khi đun còn khoảng 2%. Sử dụng thiết bị trích ly chất rắn ngược chiều.