THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD PGS TS Lê Văn Việt Mẫn CHƯƠNG I QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1 Sơ đồ quy trình công nghệ Lê Hoàng Đức Toàn Trang 1 SỮA TƯƠI CHUẨN[.]
Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn CHƯƠNG I: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Sơ đồ quy trình cơng nghệ SỮA TƯƠI CHUẨN HÓA CaCl CREA M THANH TRÙNG VI KHUẨN LACTIC CẤY GIỐNG HOẠT HĨA LÊN MEN ĐƠNG TỤ TÁCH WHEY PHỐI TRỘN MẬT ONG BAO BÌ RENNE T WHE Y AMF BAO GĨI BẢO QUẢN SẢN PHẨM Lê Hồng Đức Toàn Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Thuyết minh quy trình cơng nghệ 2.1 Chuẩn hóa: Mục đích: Tách cream Thiết bị - Sữa tươi nguyên liệu ly tâm tách cream thiết bị ly tâm Tetra Centri AirTight H614 – Hãng Tetra Pak Thông số công nghệ: - Sữa tươi nguyên liệu gia nhiệt sơ lên 45 0C trước vào thiết bị li tâm tách cream thiết bị trao đổi nhiệt mỏng - Sản phẩm ly tâm tách cream là: sữa gầy có hàm lượng béo 0.05% cream có hàm lượng béo 40% - Thời gian thực tách béo 12,000 kg sữa tươi nguyên liệu 45 phút 2.2 Thanh trùng: Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật enzyme có sữa chuẩn bị cho trình cấy giống Thiết bị: - Thiết bị trùng mỏng Tetra Plex – Hãng Tetra pak Thông số công nghệ: - Chế độ trùng: 650C 20 giây - Tổng thời gian trùng là: 47 phút 2.3 Cấy giống – lên men: Mục đích: - Giảm pH, tạo mơi trường thích hợp cho q trình đơng tụ, tổng hợp hợp chất mang lại hương vị cho sản phẩm Thiết bị: - Bồn đông tụ Tetra Tebel OST 6CH – Hãng Tetra Pak Thông số công nghệ: - Sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic TAO060 20U (Lactococcuslactis subsp, Lactococcus lactic subscemoris) với tỉ lệ giống 2% (w/w) so với sữa nguyên liệu - Trước giống chế phẩm vi khuẩn lactic hoạt hóa mơi trường sữa vơ trùng thời gian 30 phút nhiệt độ 400C - Môi trường lên men bổ sung CaCl với tỉ lệ 0.005% (w/w) so với sữa nguyên liệu - Sau hoạt hóa, tồn canh trường lactic cho vào bồn đông tụ với sữa nguyên liệu để lên men Thời gian lên men nhiệt dộ phịng 2.4 Đơng tụ: Mục đích: Tạo khối đông Thiết bị: - Bồn đông tụ Tetra Tebel OST 6CH – Hãng Tetra Pak Lê Hoàng Đức Toàn Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Thông số công nghệ: - Sữa sau lên men đạt pH khoảng 5.8 (khoảng lên men nhiệt độ phòng) bổ sung chế phẩm rennet với tỉ lệ 0.01% (w/w) so với sữa nguyên liệu - Thời gian đông tụ giờ, nhiệt độ phịng 2.5 Tách huyết thanh: Mục đích: - Tách phần huyết sữa khỏi khối đông Thiết bị: - Hệ thống tách huyết tích hợp bồn đơng tụ Tetra Tebel OST 6CH – Hãng Tetra Pak Thông số công nghệ: - Huyết sữa tách hàm ẩm khối đơng cịn 60% dừng - Q trình tách huyết sữa nhiệt độ phịng 2.6 Phối trộn: Mục đích: - Hồn thiện sản phẩm Cải thiện cấu trúc giá trị cảm quan phô mai thành phẩm Thiết bị: - Bồn phối trộn Tetra Damrow Blender – Hãng Tetra Pak Thông số công nghệ: - Khối đông nghiền mịn phối trộn với mật ong AMF theo tỉ lệ 20% 60% (w/w) so với khối lượng khối đông - Thời gian phối trộn 30 phút, nhiệt độ phòng 2.7 Làm lạnh: Mục đích: Bảo quản, ức chế lên men vi khuẩn Lactic Thiết bị: Tetra Spiraflo CC70 Thông số công nghệ: sản phẩm làm lạnh xuống 0C hệ thống ống lồng ống trước bơm vào thiết bị rót 2.8 Bao gói: Mục đích: Bảo quản Thiết bị: - Thiết bị đóng gói Tetra Pak A1 for TCA – Hãng Tetra Pak Thông số công nghệ: - Dạng bao bì: TCA 200S – Tetra Pak - Thể tích phơ mai sản phẩm 200ml - Đóng gói mơi trường vơ trùng, nhiệt độ phịng Lê Hồng Đức Toàn Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 2.9 Bảo quản lạnh: Mục đích: - Bảo quản Thiết bị: - Kho lạnh Thông số công nghệ: - Bảo quản 40C Lê Hoàng Đức Toàn Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn CHƯƠNG II: CÂN BẰNG VẬT CHẤT Nguyên liệu 1.1 Sữa tươi Bảng 1: Thành phần hóa học sữa tươi nguyên liệu Thành phần hóa học (% khối lượng) Protein 3.4 Lipid 4.0 Tổng chất khô 12.0 Nước 88.0 Khối lượng riêng (KLR): 1.032 kg/lít 1.2 Nguyên liệu phụ Bảng 2: Thành phần nguyên liệu phụ Nguyên liệu CaCl2 Vi khuẩn Latic Rennet Mật ong AMF Hàm lượng (% khối lượng nguyên liệu) 0.005 0.01 20 60 Cân vật chất 2.1 Các thơng số chọn trước Bảng 3: Tính chất sản phẩm mong muốn Loại phô mai Theo MFFB Theo FDB Phô mai bán mềm Phô mai béo cao - Hàm lượng béo sữa nguyên liệu sau chuẩn hóa: 0.05% - Hàm lượng béo cream thu sau chuẩn hóa: 40% - Hàm lượng nước khối đơng: 60% Lê Hồng Đức Tồn Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 2.2 Cân vật chất cho 100 kg sữa tươi nguyên liệu - Khối lượng sữa nguyên liệu: 100 kg - Tính khối lượng sữa sau chuẩn hóa theo hệ phương trình sau: M2 + M3 = M1 = 100 40M2 + 0.05M3 = 4M1 = 400 Với: M1: khối lượng sữa nguyên liệu với hàm lượng béo 4% M2: khối lượng cream tách với hàm lượng béo 40% M3: khối lượng sữa sau chuẩn hóa với hàm lượng béo 0.05% Giải hệ ta được: M2 = 9.887 kg M3 = 90.113 kg - Khối lượng sữa sau chuẩn hóa (bao gồm tổn thất 0.5%): 90.113 x (100 – 0.5)/100 = 89.662 kg - Khối lượng cream thu sau chuẩn hóa (bao gồm tổn thất 0.5%): 9.887 x (100 – 0.5)/100 = 9.837 kg - Lượng sữa sau trùng: 89.662 x (100 – 0.5)/100 = 89.214 kg - Lượng CaCl2 sử dụng: 89.214 x 0.005/100 = 0.004 kg - Lượng vi khuẩn Lactic sử dụng: 89.214 x 2/100 = 1.784 kg - Lượng sữa sau cấy bổ sung CaCl2: 89.214 + 0.004 + 1.784 = 91.002 kg - Lượng sữa sau lên men: 91.002 x (100 – 0.2)/100 = 90.820 kg - Lượng Rennet sử dụng: 90.082 x 0.01/100 = 0.009 kg - Khối lượng tồn sau đơng tụ: 90.820 + 0.009 = 90.830 - Lượng khối đông lượng whey tách tính theo kiện sau: Lê Hoàng Đức Toàn Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng 4: Thành phần chất khô hỗn hợp sau đông tụ Protein Lipid Các chất khô khác Tổng chất khơ Thành phần chất khơ (tính cho 100 kg sữa nguyên liệu) ( kg) 3.033 0.045 5.720 8.798 Bảng 5: Thành phần chất khô khối đông Protein Lipid Các chất khô khác Tổng chất khô % khối lượng So với hỗn hợp sau đông tụ 80.0 90.0 50.0 60.5 Khối lượng (kg) 2.426 0.040 2.860 5.326 Ta chọn hàm lượng nước khối đông 60% Vậy hàm lượng chất khô khối đông 40% Khối lượng khối đông (bao gồm tổn thất): 5.326(40/100) x (100 – 0.5)/100 = 13.250 kg Khối lượng whey tách ta (bao gồm tổn thất): (90.830 – 13.250) x (100 – 0.5)/100 = 77.192kg - Kiểm tra tiêu MFFB FDB khối đông (chuẩn bị cho phối trộn): Bảng 6: Thành phần khối đơng (đã tính tổn thất) Thành phần khối đông (kg) Protein 2.414 Lipid 0.040 Chất khô khác 2.846 Tổng chất khô 5.300 Nước 7.950 Tổng khối lượng 13.250 - Phối trộn: Mật ong: 20% khối lượng khối đơng AMF: 60% khối lượng khối đơng Lê Hồng Đức Tồn Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phơ mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng 7: Thành phần hóa học chất phối trộn Thành phần chất phối trộn (kg) Chất khô Nước Béo 0.610 2.041 0.000 0.000 0.080 7.871 Mật ong AMF Tổng khối lượng 2.650 7.950 Bảng 8: Thành phần phô mai thành phẩm Thành phần phô mai (kg) Protein 2.402 Lipid 7.871 Chất khô khác 3.438 Tổng chất khô 13.711 Nước 10.020 Tổng khối lượng 23.731 - Kiểm tra tiêu MFFB FDB phô mai thành phẩm: MFFB = - phô mai bán mềm FDB = - phô mai béo cao - Khối lượng sản phẩm trước đóng gói: 23.731 kg - Khối lượng sản phẩm sau đóng gói: 23.731 x (100 – 0.5)/ 100 = 23.612 kg Tổng kết cân vật chất Bảng 9: Thành phần nguyên liệu (với suất 12,000 kg sữa nguyên liệu / mẻ) STT Nguyên liệu Sữa tươi CaCl2 Vi khuẩn Lactic Rennet Mật ong AMF Lê Hồng Đức Tồn Tình 100 kg Sữa nguyên liệu (kg) Tính 12,000 kg Sữa nguyên liệu (kg) 100 0.004 1.784 0.009 2.650 7.950 12,000 0.480 214.080 1.080 318 954 Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn CHƯƠNG III: CHỌN THIẾT BỊ SẢN XUẤT Bảng 10: Khối lượng ngun liệu qua q trình Tính 100 kg nguyên liệu STT Tính 12,000 kg nguyên liệu Quá trình KLR Nguyên liệu Bán thành phẩm Nguyên liệu Bán thành phẩm (kg/lít) Chuẩn hóa 100 90 12,000 10,759 1.032 Thanh trùng 90 89 10,759 10,706 1.080 Cấy giống 89 91 10,706 10,920 1.080 Lên men 91 91 10,920 10,898 1.080 Đông tụ 91 91 10,898 10,900 1.090 Tách whey 91 13 10,900 1,590 1.090 Phối trộn 13 24 1,590 2,848 0.960 Đóng gói 24 24 2,848 2,833 0.960 Thiết bị 1.1 Bồn chứa sữa nguyên liệu Lượng sữa nguyên liệu: 12,000 kg Thể tích sữa nguyên liệu: 12,000/1.032 = 11,628 lít Chọn thể tích bồn chứa 13,610 lít Thơng số kỹ thuật: - Bồn chứa vơ trùng có lớp vỏ áo cánh khuấy - Vật liệu: vật liệu bồn thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống van thép không gỉ AISI 316 - Áp suất làm việc max: 300 Kpa (3 bar) - Cơng suất motor: 1KW - Kích thước: hình Thể tích phần hình trụ: 12.27 m3 = 12,270 lít Thể tích phần chỏm cầu: 1.34 m3 = 1,340 lít Tổng thể tích bồn: 13,610 lít Số lượng: Lê Hoàng Đức Toàn Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 1: Kích thước bồn chứa sữa ngun liệu 1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng Lượng sữa nguyên liệu: 12,000 lít Thể tích sữa nguyên liệu: 12,000/1.032 = 11,628 lít Thời gian dự kiến: Năng suất lý thuyết: 11,628:1 = 11,628 lít/h Chọn thiết bị Tetra Plex – Hãng Tetra Pak Năng suất thiết bị: 15,000 lít/h Thơng số kỹ thuật: - Vật liệu mỏng: thép khơng gỉ AISI 316 - Kích thước bản: 857 x 375 mm; dày 0.5 0.6 mm - Công suất điện: 10 KW - Công suất bơm: 1.12 KW - Kích thước thiết bị: D x R x C = 2,000 x 446 x 1,053 mm Thời gian trao đổi nhiệt thực tế: 11,628 : 15,000 = 0.775 = 47 phút Số lượng: (1 thiết bị để gia nhiệt sơ bộ, thiết bị cho hệ thống trùng) 1.3 Thiết bị ly tâm tách béo Lượng sữa nguyên liệu: 12,000 kg Thời gian dự kiến: Năng suất lý thuyết: 12,000 : = 12,000 kg/h Chọn thiết bị Tetra Centri AirTight H614 – Hãng Tetra Pak Năng suất thiết bị: 15,909 kg/h Thông số kỹ thuật: - Công suất motor: 25 hp - Áp suất làm việc: 87 psi - Bồn cân bằng: - Nước làm mát: 48 gallons/h = 182 lít/h - Cơng suất thiết bị: 13 hp - Kích thước: D x R x C = 2.794 x 2,794 x 2.794 (m) Thời gian ly tâm thực tế: 12,000/15,000 = 0.75 = 45 phút Số lượng: Lê Hoàng Đức Toàn Trang 10 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 1.4 Thiết bị đông tụ Lượng sữa nguyên liệu: 10,900 kg Thể tích sữa nguyên liệu: 10,900/1.090 = 10,000 lít Thời gian đơng tụ: (chọn) Chọn thiết bị Tetra Tebel OST 6CH – Hãng Tetra Pak Thể tích thiết bị: 15,000 lít Thơng số kỹ thuật: - Kích thước chiếm chỗ: D x R x C = 3.700 x 2.800 x 3.700 (m) - Công suất điện: KW Số lượng: 1.5 Thiết bị phối trộn Lượng sản phẩm: 2,848 kg Thể tích sản phẩm: 2,848/0.960 = 2,967 kg Chọn thiết bị Tetra Damrow Blender - Hãng Tetra Pak Năng suất: 3,300 lít/mẻ Kích thước chiếm chỗ: D x R x C = 3.400 x 1.750 x 2.600 (m) Khối lượng thiết bị: 1,350 kg Công suất: KW Thời gian phối trộn: 30 phút/mẻ Số lượng: 1.6 Thiết bị làm lạnh: Lượng sản phẩm: 2,833 kg Thể tích sản phẩm: 2,951 lít Thời gian làm lạnh: 14 phút Năng suất làm lạnh: 2,833/1.23 = 2,303 kg/h hay 2,951/1.23 = 2,399 lít/h Thiết bị: Tetra Spiraflo CC70 Kích thước: D x R x C = 6.368 x 0.940 x 2.046 (m) Số lượng: 1.7 Thiết bị đóng gói Lượng sản phẩm cần đóng gói: 2,833 kg Thể tích sản phẩm cần đóng gói: 2,833/0.96 = 2,951 lít Thể tích phơ mai sản phẩm: 200 ml = 0.2 lít Số sản phẩm đóng gói: 2,951/0.2 = 14,755 sản phẩm Thời gian đóng gói 1.5 Lê Hồng Đức Tồn Trang 11 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Năng suất dự kiến: 14,755/1.5 = 9,837 sản phẩm/giờ Dạng bao bì: TCA 200S – Hãng Tetra Pak Dây chuyền đóng gói: Tetra Pak A1 for TCA – Hãng Tetra Pak Năng suất: 12,000 sản phẩm/giờ Thùng: 40 sản phẩm – kích thước: D x R x C = 30 x 20 x 20 (cm) Số thùng cho mẻ sản xuất: 14,755/40 = 369 thùng Thời gian đóng gói mẻ sản xuất: 14,755/12,000 = 1.23 = 14 phút Số lượng: Thiết bị phụ 2.1 Bồn chứa whey Lượng whey thu 100kg nguyên liệu: 77.192 kg Lượng whey thu 12,000 kg nguyên liệu: 9,263 kg Khối lượng riêng whey : 1.080 kg/lít Thể tích whey : 9,263/1.080 = 8,577 lít Kích thước bồn: hình Thể tích phần trụ: 9,500 lít Thể tích phần chỏm cầu: 500 lít Tổng thể tích bồn: 10,000 lít Vật liệu: vật liệu bồn thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống van thép khơng gỉ AISI 316 Số lượng: Hình 2: Kích thước bồn chứa whey 2.2 Bồn cân Lượng sữa nguyên liệu: 1,000 kg Thể tích sữa nguyên liệu: 1,000/1.032 = 969 lít Kích thước bồn: hình Thể tích phần trụ: 1.18 m3 Thể tích phần chỏm cầu: 0.06 m3 Tổng thể tích bồn: 1.18 + 0.06 = 1.24 m3 Vật liệu: vật liệu bồn thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống van thép không gỉ AISI 316 Số lượng: Lê Hoàng Đức Toàn Trang 12 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 3: Kích thước bồn cân 2.3 Bồn chứa cream Lượng cream: 1,180 kg KLR cream: 0.8kg/lít Thể tích cream: 1,180/0.8 = 1,475 lít Kích thước bồn: hình Thể tích phần trụ: 1,696 lít Thể tích phần nón: 188 lít Tổng thể tích bồn: 1,696 + 188 = 1,884 lít Vật liệu: vật liệu bồn thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống van thép khơng gỉ AISI 316 Số lượng: Hình 4: Kích thước bồn chứa cream 2.4 Bồn chứa AMF Lượng AMF cần dùng: 954 kg Khối lượng riêng AMF: 0.8 kg/lít Thể tích AMF: 954/0.8 = 1,192.5 lít Ta dùng bồn có kích thước cấu tạo giống bồn chứa cream Số lượng: 2.5 Bồn hoạt hóa Lượng sữa nguyên liệu: 10,920 x 10% = 1,092 kg Thể tích sữa nguyên liệu: 1,092/1.080 = 1,011 lít Kích thước bồn: hình Thể tích phần trụ: 1,177 lít Thể tích phần nón: 131 lít Tổng thể tích bồn: 1,308 lít Vật liệu: vật liệu bồn thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống van thép khơng gỉ AISI 316 Lê Hồng Đức Tồn Trang 13 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bồn hoạt hóa phải thiết kế cho hoạt động chế độ vơ trùng lắp cánh khuấy Số lượng: Hình 5: Kích thước bồn hoạt hóa 2.6 Bồn chứa mật ong Lượng mật ong: 318 kg KLR mật ong: 1.407 kg/lít Thể tích mật ong: 318/1.407 = 226 lít Kích thước bồn: hình Thể tích phần trụ: 226 lít Thể tích phần nón: 38 lít Tổng thể tích bồn: 264 lít Vật liệu: vật liệu bồn thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống van thép không gỉ AISI 316 Số lượng: Hình 6: Kích thước bồn chứa mật ong 2.7 Bình thủy tinh chứa rennet, CaCl2 Lượng rennet: 1.2 kg 1.2 lít Kích thước bồn: a x b x c = 0.1 x 0.15 x 0.05 (m) Thể tích phần trụ: 1.17 lít Thể tích phần nón: 0.13 lít Tổng thể tích bồn: 1.30 lít Vật liệu: vật liệu bồn thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống van thép không gỉ AISI 316 Số lượng: 2.8 Bơm ly tâm Loại: LHK-5 Hãng sản xuất: Alfa Laval Lê Hoàng Đức Toàn Trang 14 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Số lượng suất: bơm x 12,000 lít/h – từ bồn chứa sữa qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ, kèm bơm dự trù bơm x 12,000 lít/h – từ bồn chứa vào thiết bị ly tâm, kèm bơm dự trù bơm loại (năng suất hiệu chỉnh phù hợp) – bơm vào bơng đơng tụ, bồn trộn, thiết bị rót Vật liệu: bề mặt tiếp xúc thép không gỉ AISI 316, cịn lại thép khơng gỉ AISI 304 Cơng suất: 1.5 hp Áp suất tối đa: 60 psi Hệ thống CIP 3.1 CIP cho thiết bị trùng (CIP I) Chế độ - Rửa với nước ấm (10 phút) - Cho chạy dung dịch kiềm (1.5%) 30 phút 750C - Rửa để loại kiềm nước ấm (5 phút) - Cho chạy dung dịch axit nitric (1%) khoảng 20 phút 700C - Rửa lại nước lạnh - Làm mát từ từ nước lạnh (8 phút) Chế độ - Quá trình tẩy trùng trước bắt đầu sản xuất: tuần hoàn nước nóng 90 -95 0C 15 phút sau nhiệt độ điều chỉnh lại tối thiểu 850C - Vận tốc chất lỏng làm 1.5-3 m/s 3.2 CIP cho đường ống thùng chứa (CIP II) Chế độ - Rửa trước với vòi nước - Rửa tuần hoàn với OXYCLEAN (200ppm Clo) 700C 10 phút - Xối với vòi nước - Rửa tuần hoàn với axit phút với nhánh - Ngâm dung dịch axit đường ống bắt đầu sản xuất Chế độ - Trước sản xuất, vệ sinh đường ống với CL_18 110g/100 lít nước (200ppm Clo) phút nhánh - Vận tốc chất lỏng làm sạch: 1.5-3 m/s 3.3 Chọn hệ thống CIP Tổng thể tích bồn chứa chính: 13,610 + 15,000 + 3,300 + 1,240 + x 1,884 + 1,308 + 264 = 38,490 lít Thể tích nước cần để vệ sinh bồn = 38,490 x 30/100 = 11,547 lít Chọn thiết bị: Tetra Alcip 10 – Hãng: Tetra Pak Lê Hoàng Đức Toàn Trang 15 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Năng suất: 15,000 lít/h Điện : 400V, AC, 50/60Hz Cơng suất: 4KW Kích thước chiếm chỗ: D x R x C = 1.910 x 1.230 x 2.150 (m) Phòng lạnh bảo quản Chọn kích thước pallet là: D x R x C =2.2 x 2.1 x 1.0 (m) Diện tích chiếm chỗ pallet là: 2.2 x 2.1 = 4.62 m2 Mỗi pallet chứa mẻ sản phẩm Pallet làm gỗ Số lượng sản phẩm lưu lại kho tối đa mẻ sản xuất, mẻ chất pallet Vậy số pallet phòng bảo quản pallet Các pallet bố trí sau: pallet xếp thành dãy, dãy pallet Lối kho 2m, pallet 1m, tường với pallet 1m Hình 7: Sơ đồ bố trí pallet Lê Hồng Đức Tồn Trang 16 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn CHƯƠNG IV: TÍNH CẤP NHIỆT, LẠNH, NƯỚC Cấp nhiệt, cấp lạnh, cấp nước 1.1 Chọn thơng số tính tốn Nhiệt dung riêng sữa: Cs = 3.95 KJ/kg.0C Nhiệt dung riêng nước: Cn = 4.18 KJ/kg.0C (trung bình 25 – 600C) Tổn thất nhiệt cho thiết bị: 5% Hơi gia nhiệt: áp suất at, nhiệt hóa hơi: rhh = 2,208KJ/KJ Giả sử ngưng tụ 90% Tính nhiệt dung riêng chất khô sữa: Cs = %Mck.Cck + %Mn.Cn → Cck = (Cs - %Mn.Cn)/%Mck = (3.95 – 0.88x4.18)/0.12 = 2.26 KJ/kg.0C Tổn thất lạnh chiếu sáng, động làm việc, lối vào, người làm việc, giá đỡ vật dụng khác: lấy 20% Hệ số truyền nhiệt nền, trần, tường phòng lạnh: - Nền nhà: Kn = 0.35 W/m2K - Trần nhà: Ktr = 0.41 W/m2K - Tường: Kt = 0.58W/m2K itrong, ingoài: enthalpy khơng khí tra đồ thị theo nhiệt độ độ ẩm tương đối khơng khí ingồi: 138.2 KJ/kg – enthalpy khơng khí ngồi mơi trường lấy thời điểm nóng năm Tp.HCM: 400C, độ ẩm tương đối khơng khí: 80% 1.2 Tính cho quy trình sản xuất 1.2.1 Quy trình khu sản xuất: Sữa tươi (40C) → gia nhiệt (450C) → chuẩn hóa (450C) → trùng (650C) → làm nguội (370C) Khối lượng sữa nguyên liệu sản xuất ngày: 12,000 kg/ngày Nhiệt cung cấp để gia nhiệt sữa từ 40 đến 450C: Qs1 = 12,000x3.95x(45-4) = 1,943,400 KJ Nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt sữa từ 450C đến 650C: Qs2 = 10,759x3.95x(65-45) = 849,961 KJ Nhiệt cần lấy để làm nguội sữa từ 650C xuống 370C: Qs3 = 10,759x3.95x(65-37) = 1,189,946 KJ 1.2.2 Quy trình CIP: 1.2.2.1 CIP cho thiết bị trùng (CIP I) Chế độ 1: Rửa với nước ấm (500C) Lê Hoàng Đức Toàn Trang 17 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn - Chọn thể tích nước cần dùng m 3/ thiết bị Ta có thiết bị nên thể tích nước ấm cần dùng m3 tương ứng 4,000 kg nước ấm - Nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt nước từ 300C lên 500C là: Q1 = 4,000x4.18x(50-30) = 334,400 KJ Cho chạy dung dịch kiềm (1.5%) 750C - Chọn thể tích dung dịch kiềm m3/ thiết bị Ta có thiết bị nên thể tích dung dịch cần dùng m3 tương ứng 6,000 kg dung dịch - Lượng NAOH cần dùng: m1 = 6,000 x 1.5/100 = 90 kg - Lượng nước cần dùng: 6,000 – 90 = 5,910 kg - Nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt nước từ 300C lên 750C: Q2 = 5,910x4.18x(75-30) = 1,111,671 KJ Rửa để loại kiềm nước ấm (500C) - Chọn thể tích nước cần dùng m3/ thiết bị Ta có thiết bị nên thể tích dung dịch cần dùng m3 tương ứng 4,000 kg nước ấm - Nhiệt cần dùng để gia nhiệt nước từ 300C lên 500C: Q3 = 4,000x4.18x(50-39) = 334,400 KJ Cho chạy dung dịch axit nitric (1%) 700C - Chọn thể tích dung dịch axit cần dùng m 3/ thiết bị Ta có thiết bị nên thể tích dung dịch cần dùng m3 tương ứng với 4,000 kg dung dịch - Lượng HNO3 cần dùng: m2 = 4,000 x 1/100 = 40 kg - Lượng nước cần dùng là: 4,000 – 40 = 3,960 kg - Nhiệt cần dùng để gia nhiệt nước từ 300C lên 700C: Q4 = 3,960x4.18x(70-30) = 662,112 KJ Rửa lại nước thường - Chọn thể tích nước m3/ thiết bị Vậy thể tích nước cần dùng m3 Chế độ Quá trình tẩy trùng nước bắt đầu sản xuất: tuần hồn nước nóng 900C – 950C - Chọn thể tích nước cần dùng m3/ thiết bị Ta có thiết bị nên thể tích nước nóng cần dùng m3 tương ứng 6,000 kg nước nóng - Nhiệt cần dùng để gia nhiệt nước từ 300C lên 950C: Q5 = 6,000x4.18x(95 – 30) = 1,630,200 KJ 1.2.2.2 CIP cho đường ống thùng chứa (CIP II) Chế độ Rửa trước với vịi nước - Chọn thể tích nước cần dùng 1/5 tổng thể tích bồn chứa: Lê Hoàng Đức Toàn Trang 18 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 38,490 x 1/5 = 7,698 lít Rửa tuần hoàn với OXYCLEAN (200ppm Clo) 700C - Chọn thể tích dung dịch cần dùng 1/5 thể tích bồn chứa: 7,698 lít - Thề tích Clo cần dùng: 200 x 7,698 / 1,000,000 = 1.54 lít - Lượng nước cần dùng là: 7,698 – 1.54 = 7,696.46 kg - Nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt nước từ 300C lên 700C: Q6= 7,696.46 x 4.18 x (70 – 30) = 1,286,848 KJ Xối với vòi nước - Chọn thể tích nước cần dùng 1/5 tổng thể tíh bồn chứa: 7,698 lít Rửa tuần hồn ngâm dung dịch axit đường ống bắt đầu sản xuất - Chọn thể tích dung dịch axit cần dùng m3 tương ứng với 3,000 kg dung dịch axit - Lượng HNO3 cần dùng là: 3,000 x 1/100 = 30 kg - Lượng nước cần dùng là: 3,000 – 30 = 2,970 kg Chế độ 2: Trước sản xuất vệ sinh đường ống với dung dịch 200ppm clo phút nhánh - Chọn thể tích dung dịch cần dùng m3 = 3,000 lít - Thể tích Clo sử dụng là: 200 x 3,000 / 1,000,000 = 0.6 lít - Lượng nước cần dùng là: 3,000 – 0,6 =2,999.4 kg 1.2.3 Cấp lạnh cho thiết bị làm lạnh Hàm lượng nước sản phẩm 50% Nhiệt lạnh cần làm lạnh cho thành phẩm từ 300C xuống 10C (tính cho mẻ): (t2 – t1) = 1x2,833x(0.5x2.41+0.5x4.18)x(30-1) = 270,708 KJ Thời gian làm lạnh cho mẻ: 14 phút = 1.23 Công suất lý thuyết là: 270,708/1.23 = 220,088 KJ/h 1.2.4 Cấp lạnh cho phòng lạnh bảo quản Cơng thức tính tổn thất lạnh cho khơng khí phịng lạnh (1 ngày): Qkk = V.n..(ingồi – itrong) Trong đó: V: thể tích phịng lạnh (m3) = 60.68 x 2.5 = 151.7 m3 n: hệ số tuần hồn khơng khí (số lần thay đổi khơng khí phịng lạnh ngày), chọn n = : khối lượng riêng khơng khí phịng lạnh (kg/m3) = 1.25 kg/m3 ingoài: 138.2 KJ/kg itrong: 23 KJ/kg (ở 40C, ẩm 80%) Lê Hoàng Đức Toàn Trang 19 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Tổn thất lạnh khơng khí: Qkk = 151.7x1.25x(138.2 – 23) = 21,845KJ Cơng thức tính tổn thất lạnh nền, trần tường bao quanh phòng lạnh: Qttn = F.k.(tngồi – ttrong) (W) Trong đó: F: diện tích bề mặt nền, trần, tường (m2) k: hệ số truyền nhệt (W/m2K) tngồi, ttrong: nhiệt độ khơng khí bên ngồi bên phịng lạnh (0C) Tổn thất nhiệt trần, tường, kho: Qttn = (2x2.5x(8.2+7.4)x0.58 + 8.2x7.4x0.35 + 8.2x7.4x0.41)x(30-4) = 2376 W Tổng nhiệt lạnh cấp cho kho lạnh ngày: QL1 = (21,845 + 2.376x24x3600) = 227,132 KJ Công suất lý thuyết: 227,132 KJ/24 = 9,464 KJ/h 1.2.5 Cấp lạnh cho kho nguyên liệu Kho nguyên liệu dự kiến chứa đủ nguyên liệu cho ngày sản xuất, ngày sản xuất mẻ Vậy kho nguyên liệu chứa đủ nguyên liệu cho mẻ sản xuất Kho ngun liệu có kích thước: D x R x C = 7.400 x 3.900 x 2.500 (m) Nhiệt độ kho: 200C Kho nguyên liệu chứa: AMF mật ong AMF: - Mỗi mẻ sản xuất cần: 954 kg - mẻ sản xuất cần: 954 x = 8,596 kg - Nhiệt dung riêng AMF 300C: CAMF = 6.532 KJ/Kg.độ Mật ong: - Mỗi mẻ sản xuất cần: 318 kg - mẻ sản xuất cần: 318 x = 2,862 kg - Hàm ẩm: 77% - Nhiệt dung riêng mật ong 300C: Cm = 2.712 KJ/Kg.độ Nhiệt lạnh cần làm lạnh cho AMF từ 300C xuống 200C: mAMF.CAMF (t2 – t1) = 8,596x6.532x(30 – 20) = 561,491 KJ Nhiệt lạnh cần làm lạnh cho mật ong từ 300C xuống 200C: mmo.Cmo (t2 – t1) = 2,862x2.712x(30 – 20) = 77,618 KJ Cơng thức tính tổn thất lạnh cho khơng khí kho nguyên liệu (1 ngày): Qkk = V.n..(ingoài – itrong) Trong đó: Lê Hồng Đức Tồn Trang 20 ... 7.950 12,000 0.480 214.080 1.080 318 954 Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn CHƯƠNG III: CHỌN THIẾT BỊ SẢN XUẤT Bảng 10: Khối lượng nguyên liệu qua q trình... 316 Lê Hoàng Đức Toàn Trang 13 Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bồn hoạt hóa phải thiết kế cho hoạt động chế độ vơ trùng lắp cánh khuấy Số lượng: Hình 5: Kích.. .Thiết kế phân xưởng sản xuất Phô mai tươi GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Thuyết minh quy trình cơng nghệ 2.1 Chuẩn hóa: Mục đích: Tách cream Thiết bị - Sữa tươi nguyên liệu