Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng năng suất 18 triệu lít sản phẩmnăm từ nguyên liệu sữa tươi. ĐỀ TÀI THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG NĂNG SUẤT 18 TRIỆU LÍT SẢN PHẨMNĂM TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG NĂNG SUẤT 18 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/NĂM TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực Lớp Mã sinh viên : TS NGƠ THÁI BÍCH VÂN : TRẦN THỊ TRANG : 18SH : 107180348 Đà Nẵng, tháng năm 2022 TÓM TẮT Họ tên sinh viên: Trần Thị Trang Mã số sinh viên: 107180348 Lớp: 18SH Ngành: Cơng nghệ sinh học TÊN ĐỀ TÀI: Khoa: Hóa Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU: - Nguyên liệu sữa tươi: tổng chất khơ 13 % chất béo chiếm 3%, cream chiếm 40% chất béo - Sữa tiệt trùng có tổng chất khơ 15 % có % đường NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN: - Tổng quan tài liệu - Chọn thuyết minh dây chuyền cơng nghệ - Tính cân vật chất - Tính chọn thiết bị - Kết luận - Tài liệu tham khảo - Các vẽ: vẽ mặt mặt cắt phân xưởng SX (A3) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGƠ THÁI BÍCH VÂN NGÀY GIAO ĐỀ TÀI NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI: Thông qua Bộ môn Ngày ………….Tháng ……… Năm ……… Tổ trưởng môn TS Lê Lý Thùy Trâm SVTH: Trần Thị Trang Giáo viên hướng dẫn TS Ngô Thái Bích Vân Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi Kết đánh giá: Sinh viên hoàn thành nộp toàn báo cáo cho môn Ngày ………tháng ……….năm …… LỜI CẢM ƠN Trải qua quãng thời gian ngồi ghế giảng đường trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng em nhận giúp đỡ dạy tận tình đến từ thầy Đặc biệt quan tâm dạy thầy khoa Hóa nói chung thầy mơn ngành Cơng nghệ sinh học nói riêng Nhờ thân em hoàn thiện nhiều kiến thức học tập đời sống SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi Để đến giai đoạn này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến cô TS Ngơ Thái Bích Vân, Giarng viên Bộ mơn Cơng nghệ sinh học, trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng tận tình bảo hướng dẫn em suốt thời gian làm đồ án công nghệ Em xin cảm ơn tồn thể thầy mơn Cơng nghệ sinh học khoa Hóa sát cánh em suốt toàn thời gian học tập lĩnh hội kiến thức trường Cuối em xin cảm ơn gia đình, người thân quan tâm động viên, cảm ơn bạn nhóm tận tình giúp đỡ Đà Nẵng, ngày 21, tháng 6, năm 2022 Sinh viên Trần Thị Trang MỤC LỤC SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Chỉ tiêu cảm quan……………………………………… ….….…… 19 Bảng 1.2 Chỉ tiêu hóa-lý……………………………….…………………….….… 19 Bảng 1.3 Chỉ tiêu vi sinh vật……………………………………………… …… 20 Bảng 2.1 Chỉ tiêu cảm quan sữa hoàn nguyên tiệt trùng…………………… …24 Bảng 2.2 Chỉ tiêu lý – hố sữa hồn ngun tiệt trùng……………….… … …25 Bảng 2.3 Chỉ tiêu vi sinh vật sữa hoàn nguyên tiệt trùng…………….….… …25 Bảng 3.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu……………………………….………… …….36 Bảng 3.2 Kế hoạch sản xuất …………………………………………………… …37 Bảng 3.3 Ước lượng tổn thất……………………………………………….……….38 Bảng 3.4 Tổng kết nguyên liệu tỷ trọng trước vào công đoạn… … …47 Bảng 3.5 Tổng kết nguyên liệu phụ ………………………………………….…… 48 Bảng 3.6 Tổng kết bao bì cho sản phẩm………………………………………….…48 Bảng 4.1 Bảng thiết bị dùng dây chuyền sản xuất………………………….…50 Bảng 4.2 Bảng thùng chứa dây chuyền sản xuất…………………… …….…50 Bảng 4.3 Tổng kết thùng chứa…………………………………………….… ….…53 Bảng 4.4 Thông số kỹ thuật thiết bị Housing lọc lõi inox 304 model C5-10… 53 Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật thiết bị lưu lượng kế………………………….…… …55 Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật thiết bị gia nhiệt dạng OTTA-5.…………… … 56 Bảng 4.7 Thông số kỹ thuật thiết bị ly tâm………………….……………….….59 Bảng 4.8 Thông số kỹ thuật thiết bị đồng hóa LPH APV Gaulin Homogeniser…….60 Bảng 4.9 Thông số kỹ thuật thiết bị gia nhiệt kiểu MS 10-SR Alfa Laval…61 Bảng 4.10 Thông số kỹ thuật thiết bị khí chân khơng ZTD-3……………… .62 SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi Bảng 4.11 Thông số kỹ thuật thiết bị phối trộn TPLM-3000…………… …… …64 Bảng 4.12 Thông số kỹ thuật thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống GS–UHT-4……… 65 Bảng 4.13 Thông số kỹ thuật bồn chờ rót Tetra Pak Aseptic VC…… ….……… 66 Bảng 4.14 Thơng số kỹ thuật máy chiết rót hộp giấy tiệt trùng TETRA PAK A3….69 Bảng 4.15 Bảng tổng kết thiết bị ……………………………………………… …71 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các loại sữa tiệt trùng………………………………………………… ….26 Hình 2.1 Thiết bị gia nhiệt dạng tấm……………………………………………… 29 Hình 2.2 Thiết bị ly tâm dạng đĩa ……………………………………………….….30 Hình 2.3 Thiết bị đồng hóa sữa………………………………………………… ….31 Hình 2.4 Thiết bị khí……………………………………………………….…….32 Hình 2.5 Thiết bị phối trộn……………………………………………….………….33 Hình 2.6 Thiết bị tiệt trùng UHT…………………………………………………….34 Hình 2.7 Thiết bị chiết rót sữa……………………………………………………….35 Hình 4.1 Cấu tạo thùng chứa sữa tươi……………………………………………….51 Hình 4.2 Thiết bị Housing lọc lõi inox 304 model C5 – 10 [19]………………… 54 Hình 4.3 Lưu lượng kế…………….…………………………………………… ….55 Hình 4.4 Thiết bị gia nhiệt……………………………………………………….….57 Hình 4.5 Thiết bị ly tâm…………………………………………………….……….59 Hình 4.6 Thiết bị đồng hóa………………………………………………………….60 Hình 4.7 Thiết bị truyền nhiệt mỏng……………………………………… ….62 Hình 4.8 Thiết bị khí chân khơng ZTD-3……………………………………….63 Hình 4.9 Thiết bị phối trộn………………………………………………………….64 Hình 4.10 Thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống GS-UHT-4………………………… 66 Hình 4.11 Bồn chờ rót………………………………………………… ………….67 Hình 4.12 Máy chiết rót hộp giấy tiệt trùng TETRA PAK A3………………….….69 Hình 4.13 Bơm ly tâm……………………………………………………….… ….70 SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi MỞ ĐẦU Sữa tươi loại thực phẩm sử dụng phổ biến Việt Nam toàn giới Trong sữa tươi có chứa nhiều thành phần dinh dưỡng có giá trị cao, ngày trở nên thiết yếu sức khỏe người Từ sữa tươi, ta sản xuất nhiều loại sản phẩm khác sữa chua, kem, phô mai, sữa tươi tiệt trùng, ….Với giá trị dinh dưỡng cao đa dạng sản phẩm, sữa ngày đóng vai trị quan trọng ngành công nghiệp thực phẩm Đời sống phát triển, nhu cầu sử dụng sản phẩm từ sữa tươi ngày tăng đòi hỏi nhiều tiêu chuẩn khắt khe Điều tạo môi trường tiềm cho ngành công nghiệp chế biến sữa, đặc biệt ngành chế biến sữa tiệt trùng Những lợi ích sức khỏe kinh tế ngành công nghiệp chế biến sữa tiệt trùng tạo cho em nhiều hứng thú Trong đồ án này, em thực đề tài : “ Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi” Trong q trình thực đồ án khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận góp ý thầy cô SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Tổng quan nguyên liệu Sữa tươi chất lỏng đục Độ đục sữa chất béo, protein số chất khoáng sữa tạo nên Màu sắc sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β-caroten có chất béo sữa Sữa bị thường có màu từ trắng đến vàng nhạt Sữa bị có mùi vị đặc trưng vị nhẹ [1] 1.1 Thành phần hóa học sữa tươi 1.1.1 Nước Nước tự chiếm 96 – 97% tổng lượng nước Nó tách q trình đặc, sấy khơng có liên kết hóa học với chất khơ Nước liên kết chiếm tỷ lệ nhỏ, khoảng – 4% Hàm lượng nuosc liên kết phụ thuộc vào thành phần nằm hệ keo: protein, phosphat, polysacarit Nước liên kết đóng băng nhiệt độ nhỏ 0, khơng hịa tan muối, đường [2] 1.1.2 Chất khô Trừ nước ra, chất khô sữa bao gồm tất thành phần sữa 1.1.2.1 Chất béo sữa Chất béo sữa coi thành phần quan trọng Về mặt dinh dưỡng có độ sinh lượng cao, chứa vitamin hòa tan chất béo Chất béo sữa bao gồm triglixerit, diglixerit, axit béo, sterol, carotenoit, vitamin A, D, E, K vfa số chất khác [2] [3] 1.1.2.2 Phosphattit glicolipit Các phosphatit glicolipit đóng vai trò quan trọng việc tạo thành màng cầu mỡ Hàm lượng phosphatit glicolipit khoảng 0,031 – 0, 05% Màng SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi cầu mỡ chứa xấp xỉ 60% phosphatit lượng phosphatit sữa đầu gấp – lần sữa bình thường [1] 1.1.2.3 Hệ thống protein sữa Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau: - Protein hòa tan gồm albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin,… - Protein trạng thái keo không bền: gồm phức hệ mixen hữu caseinat canxi phosphat • Casein Casein nhân tố quan trọng protid sữa, thành phần protein chủ yếu có sữa hạt hình cầu có kích thước 40 - 200µm Chúng tồn dạng micelle Mỗi micelle chứa 65% nước, phần lại loại casein khoáng (canxi, magie, photphate, citrate), casein chiếm 2,7% Là protein có tính axit phân tử chúng chứa nhiều gốc axit glutamic axit aspartic [1] - αs1 -casein: Do phân bố điện tích phần ưa béo không đồng phân tử protein nên đầu mạch αs1-casein tích điện có tính ưa nước, cịn đầu mạch có tính kị nước - αs2-casein: Có tính ưa nước cao loại casein phân tử chứa nhiều nhóm photphoryl gốc cation - β-casein: có tính ưa béo cao - κ-casein: chứa gốc phosphoryl, có tính lưỡng cực Đầu amino phân tử protein ưa béo cịn đầu cacboxyl, nơi liên kết với nhóm gluxit lại ưa nước - ɣ -casein: ɣ1, ɣ2 ɣ3-casein sản phẩm trình thuỷ phân βcasein từ máu động vật • Protein hồ tan - β -lactoglobulin: β-lactoglobulin có dạng hình cầu, tương tác kết hợp với phân tử khác, chiếm 2,5- 4g/l SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngô Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi - α -lactalbumin: có 0,8-1,5g/l, phân tử có chứa nguyên tử canxi Thành phần acid amin phân tử cân đối, điểm đẳng điện pH =5,1 không bị đông tụ men sữa - Peptone-protose: bao gồm phân đoạn protein khác (0,8-1,5g/l) - Immunoglobulin: sữa bị có ba loại IgG, IgA, IgM Trong IgG có hàm lượng cao nhất, IgA có chức chống nhiễm trùng đường ruột (0,5-0,8g/l) - Serum-albumin: protein có phân tử lượng lớn có nguồn gốc từ máu mẫn cảm với nhiệt độ Ngoài sữa cịn có protein màng, hàm lượng chúng thấp [1] • Đường lactoza Đường lactoza sữa có hàm lượng trung bình 50g/lít tồn hai dạng: - Dạng α – lactose monohydrate C12H22O11.H2O (phân tử α – lactose ngậm phân tử nước) - Dạng β – lactose anhydrous C12H22O11 (phân tử β – lactose khan nước) Tỷ lệ α – lactose monohydrate β – lactose anhydrous sữa phụ thuộc vào giá trị pH nhiệt độ 1.1.2.4 Chất khoáng Hàm lượng chất khống sữa dao động từ ÷ 10 g/l Các muối sữa dạng hòa tan dung dịch keo (kết hợp với casein) Trong đó, muối canxi có ý nghĩa lớn người đặc biệt trẻ em Hai nguyên tố Ca P sữa có tỉ lệ hài hồ Ca/P = 1/1,3 dạng thể dễ hấp thụ Muối canxi có ý nghĩa quan trọng chế biến sản phẩm sữa Khi sữa có hàm lượng canxi thấp, sữa không bị đông tụ đông tụ chậm Ngược lại, sữa có hàm lượng canxi cao bị đơng tụ renin nhanh sữa (gel đông tụ) lại không mịn Trong sữa, canxi nằm dạng hợp chất canxi caseinat, canxi phosphat, canxi limonat Muối kali natri có tác dụng giữ trạng thái cân muối sữa, giữ áp suất thẩm thấu trạng thái bình thường Các muối acid phosphoric hợp chất đệm điển hình có tác dụng giữ cân hệ muối hệ keo sữa SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi KẾT LUẬN Qua trình thực đồ án này, với kiến thức học nghiên cứu tài liệu liên quan hướng dẫn tận tình giáo viên hướng dẫn TS Ngơ Thái Bích Vân, em nắm số kiến thức thiết bị máy móc, cách bố trí sản xuất theo quy trình nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng Sau hoàn thành đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi” em rút số kết luận sau: Để thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng cần phải tính tốn thiết bị phù hợp với quy trình cơng nghệ nhằm đạt suất chất lượng tốt Bên cạnh việc tính tốn vị trí đặt phân xưởng thiết bị phân xưởng phải quy hoạch rõ ràng, đảm bảo tận dụng diện tích thuận tiện giai đoạn sản xuất nhằm nâng cao hiệu sản xuất Chúng ta cần phải hiểu rõ quy trình sản xuất chất giai đoạn quy trình nhằm cải tiến giải vấn đề gặp phải SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi Tài liệu tham khảo Tài liệu Tiếng Việt [1] Lê Văn Việt Mẫn, "Giáo trình công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống pha chế - Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa, tập 1", Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2010 [2] Lê Việt Mẫn, “Công nghệ chế biến thực phẩm”, Nhà xuất đại học quốc gia Hồ Chí Minh, 2011 [3] TS Lâm Xn Thanh "Giáo trình cơng nghệ chế biến sữa & sản phẩm từ sữa", Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hà Nội [4] Trần Thế Truyền, “Giáo trình Cơ sở thiết kế nhà máy”, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2006 Tài liệu internet [5] http://kctechmart.vn/images/thiet-bi-san-xuat-nganh-hoachat/may-ly-tam-loai-dia/cau-tao.png [6] https://congnghevotrung.com/wp-content/uploads/2016/04/bonkhuay-sua-jimei-vn-1.png [7] https://hctechco.com/wp-content/uploads/2021/12/cau-tao-thiet-bibai-khi-chan-khong-2.jpg [8] https://cndhtp12.files.wordpress.com/2012/06/d.png [9] http://www.tetrapakprocessing.com SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngô Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi [10] TCVN 7405:2018 sữa tươi nguyên liệu [11] TCVN 7029:2002 sữa hoàn nguyên tiệt trùng [13] https://kythuatchetao.com/thiet-bi-thuc-pham-bai-3-thiet-bi-lam-nho/ [14] https://bnews.vn/trien-vong-cho-nganh-sua-viet-nam/142632.html [15] http://tapchicongthuong.vn/thi-truong-sua-tuoi-viet-nam-tiem-nangcon-rong-mo-20151004041945678p0c12.htm [16] https://thoibaonganhang.vn/viet-nam-voi-nhu-cau-sua-tieu-dungtrong-nuoc-87932.html [17] https://bnews.vn/thi-truong-sua-the-gioi-nam-2020-nhieu-tro-ngaiphia-truoc/147702.html [18] https://athenatech.com.vn/trao-doi-nhiet-tam-gasket/ [19] https://miennamtec.com/vn/phin-loc-inox-304-binh-loc-inox-304-vo- loc-inox-304-pro590.html [20] https://ifoodvietnam.com/san-pham/thiet-bi-dong-hoa-ap-luc-cao- high[21] https://www.alibaba.com/product-detail/For-Milk-Magnetic-flowmeter-Electromagnetic_60426163169.html [22] https://heatexchanger.vn/thiet-bi-trao-doi-nhiet-dang-tam/ [23] : https://congnghevotrung.com/phan-tach/ [24] https://ppml.com/dairy-milk-processing-plants/used-homogeniser[25] https://ifoodvietnam.com/may-bai-khi-chan-khong/ [26] https://ifoodvietnam.com/bon-khuay-tro%cc%a3n-toc-do%cc%a3- cao-bon-khuay-sua/s [27] http://congnghevotrung.com/thiet-bi-ong-tiet-trung-uht/ [28] http://congnghevotrung.com/tank-luu-tru-vo-trung-nuoc-ep-trai-cayva-sua-be-chuathep/? fbclid=IwAR3S9wQ9D_vKay009KfO4dtTdbmA0e2jy1U0bq1Z2ZSh4vo_19Y qylEK3H4 [29] https://productxplorer.tetrapak.com/packaging/equipment/tetra-pak-a3speed SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi SVTH: Trần Thị Trang Giảng viên hướng dẫn: TS Ngơ Thái Bích Vân .. .Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa. .. Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi Sữa tiệt trùng Khái niệm: Là sản phẩm chế biến cách pha trộn từ nguyên liệu sữa bột... Thái Bích Vân Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm từ nguyên liệu sữa tươi 2.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm sữa Việt Nam • Tình hình sản xuất: Nắm bắt