Đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất sữa thanh trùng năng suất 30 000kg

Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Một số tiêu vật lí quan trọng sữa bị tươi Bảng 2.2 Thành phần hóa học sữa số động vật người Bảng 2.3 Sự thay đổi hàm lượng chất sữa bò Bảng 2.4 Thành phần số nguyên tố khoáng sữa Bảng 2.5 Hàm lượng số vitamin sữa bò Bảng 4.1 Tổn thất trình sản xuất Bảng 4.2 Khối lượng nguyên liệu cho trình Bảng 10.1 Chỉ tiêu cảm quan sữa 11 23 Bảng 10.2 Chỉ tiêu hóa lý sữa 24 Bảng 10.3 Chỉ tiêu vi sinh sữa tươi trùng 24 DANH MỤC HÌNH Hình 3.1 Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất sữa trùng Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ 1.LỜI MỞ ĐẦU Cuộc sống đại ngày phát triển nhu cầu chất lượng dinh dưỡng người ngày cao Ngoài thực phẩm bữa ăn ngày thức uống nguồn cung cấp dưỡng chất quan trọng mà người sử dụng Trong thức uống đó, sữa loại thức uống có nguồn gốc tự nhiên, chứa đầy đủ dưỡng chất thiết yếu cần thiết cho người Tuy nhiên, chất lượng sữa dễ bị thay đổi vi sinh vật dễ dàng công để sử dụng biến đổi nguồn dinh dưỡng dồi sữa Do đó, việc sử dụng cơng nghệ đại việc trì giá trị cảm quan dinh dưỡng, bảo quản sữa tốt vấn đề cấp thiết quan trọng chế biến sản xuất sản phẩm từ sữa Có nhiều công nghệ sử dụng việc nâng cao chất lượng bảo quản sữa Tuy nhiên giới hạn đồ án chuyên ngành này, chúng tơi xin trình bày việc tính tốn thiết kế phân xưởng trùng sữa nhiệt Đây phương pháp trùng phổ biến sử dụng nhà máy sữa hiệu cao có giá trị kinh tế Trong đồ án này, xử lí điều kiện nhiệt độ thấp thời gian ngắn nên sản phẩm sữa trùng có giá trị dinh dưỡng cảm quan gần với sữa tươi Sau tính tốn thiết kế, kết thu thơng số sau: - Chiều rộng phân xưởng: 36 m Chiều dài phân xưởng: 44m Chiều cao phân xưởng: 10m Năng suất làm việc : 30.000 kg/mẻ Nhiệt độ trùng: 80oC Trong q trình tính tốn thiết kế tham khảo tài liệu không tránh khỏi sai sót, mong nhận ý kiến đóng góp thầy hội đồng Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 2.1 Giới thiệu sữa bò Sữa chất lỏng sinh lý tiết từ tuyến vú động vật nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non 2.1.1 Một số tính chất vật lí sữa bị Sữa 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 trắng đến vàng nhạt Sữa gầy (sữa tách béo – skimmilk) thường ngả màu xanh nhạt Sữa bò có mùi đặc trưng vị nhẹ Bảng 2.1 Một số tiêu vật lí quan trọng sữa bò tươi Đại lượng pH Độ chua Tỉ trọng Điểm đơng đặc Thế oxy hóa khử Sức căng bề mặt 20oC Độ dẫn điện Nhiệt dung riêng Đơn vị đo – o D g/cm3 o C V dynes/cm 1/ohm.cm cal/g.oC Giá trị 6,5 – 6,7 15 – 18 1,028 – 1,036 (-0,54) – (-0,59) 0,1 – 0,2 50 0,004 – 0,005 0,933 – 0,954 2.1.2 Thành phần hóa học sữa bò Sữa hỗn hợp với thành phần bao gồm nước, lactose, protein chất béo Ngồi ra, sữa cịn chứa số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ hợp chất chứa nito phi protein, vitamin, hormone, chất màu khí Bảng 2.2 Thành phần hóa học sữa số động vật người (% khối lượng) Động vật Bò Dê Cừu Ngựa Người Protein tổng 3,4 3,6 5,8 2,2 1,2 Casein Chất béo Carbonhydrate Khoáng 2,8 2,7 4,9 1,3 0,5 3,9 4,1 7,9 1,7 3,8 4,8 4,7 4,5 6,2 7,0 0,8 0,8 0,8 0,5 0,2 Hàm lượng chất sữa thay đổi khoảng tương đối rộng phụ thuộc vào nhiều yếu tố chủng động vật ni, tình trạng sinh lí vật, điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn gia súc, chế độ cho ăn, thời tiết…) Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Bảng 2.3 Sự thay đổi hàm lượng chất sữa bò (% khối lượng) Các thành phần Khoảng biến thiên Nước Tổng chất khơ - Lactose - Protein - Chất béo - Khoáng Giá trị trung bình (% khối lượng) 87 12,9 4,8 3,4 3,9 0,8 85,5 – 89,5 10,5 – 14,5 3,6 – 5,5 2,9 – 5,0 2,5 – 6,0 0,6 – 0,9 Hàm lượng chất khoáng sữa dao động từ – 10g/l Các muối sữa dạng hòa tan dung dịch keo (kết hợp với casein) Trong ngun tố khống có sữa, chiếm hàm lượng cao canci, phospho magie Các nguyên tố khác Zn, Fe, I, Cu, Mo… cần thiết cho trình dinh dưỡng người Bảng 2.4 Thành phần số nguyên tố khoáng sữa Nguyên tố Kali Canci Natri Magie Phospho Clo Hàm lượng (mg/l) 1500 1200 500 120 3000 1000 Nguyên tố Hàm lượng (mg/l) 0.5 0.4 0.12 0.06 0.04 Kẽm Nhôm Sắt Đồng Iot Asen Vitamin sữa bao gồm hai nhóm tan nước (vitamin nhóm B, C) tan chất béo ( A, D, E) Nếu xử lí nhiệt thời gian ngắn khơng có khơng khí xâm nhập vào nhiệt độ nhỏ hay 100oC khơng làm giảm đáng kể lượng vitamin, trừ vitamin C – nhạy cảm với nhiệt Khi trùng chế độ lượng vitamin C giảm 17% Nhiệt độ cao 100oC làm phá hủy phần hầu hết loại vitamin Khi để lọt khơng khí, có tác dụng ánh sáng, bao bì thiết bị bẩn làm giảm lượng vitamin loại Vitamin C bị phá hủy hoàn toàn điều kiện Bảng 2.5 Hàm lượng số vitamin sữa bò Vitamin Hàm lượng Vitamin A D E K 0,2 – 2,0 mg/l 0,375–0,500 µ g/l 0,75 – 1,00 mg/l 80 µ g/l B1 B2 B3 B5 B6 Hàm lượng (mg/l) 0.44 1.75 0.94 3.46 0.5 Vitamin B12 C Biotine Acid folic Hàm lượng ( µ g/l) 4.3 20 30 2.8 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ 2.2 Hệ vi sinh vật sữa bò 2.2.1 Nguồn gốc hệ vi sinh vật sữa Hệ vi sinh vật sữa đa dạng, có nhiều nguồn gốc khác từ số nguồn sau đây:  Bầu vú động vật cho sữa  Người thiết bị vắt sữa  Thiết bị chứa sữa  Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa 2.2.2 Hệ vi sinh vật sữa Hệ vi sinh vật số lượng chúng sữa luôn thay đổi phụ thuộc vào mức độ nhiễm vi sinh vật q trình vắt sữa Các vi sinh vật chia làm hai nhóm chính: procaryote eucaryote a Procaryote  Vi khuẩn lactic: vi khuẩn lactic có mặt sữa tươi sau vắt xem vi sinh vật tạp nhiễm Chúng tạo chuyển hóa ngồi ý muốn nhà sản xuất trình bảo quản sữa trước chế biến (giảm pH, đông tụ casein, xuất hợp chất sữa ethanol, acid acetic làm thay đổi thành phần giá trị cảm quan sữa) Khi trùng sữa 80oC, hầu hết vi khuẩn lactic nhiễm sữa bị tiêu diệt  Vi khuẩn Coliform: sữa, vi khuẩn Coliform chuyển hóa đường lactose tạo acid lactic acid hữu khác, khí CO2, H2 Chúng làm phân giải protein sữa tươi tạo sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu Ơ nhiệt độ 75oC khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform bị tiêu diệt  Vi khuẩn sinh acid butyric ( giống Clostridium): vi khuẩn Clostridium chuyển hóa đường sữa thành nhiều sản phẩm khác acid butyric, butanol, ethanol, aceton, khí CO2, H2 làm thay đổi thành phần hóa học giá trị cảm quan sữa q trình bảo quản Clostridium có khả sinh bào tử, q trình trùng khơng thể tiêu diệt hoàn toàn bào tử Clostridium chịu nhiệt Khi đó, ta phải dùng giải pháp kĩ thuật khác vi lọc, ly tâm sử dụng chất kháng khuẩn để loại bỏ ức chế Clostridium  Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): vi khuẩn propionic chuyển hóa đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO2 làm hư hỏng chất lượng sữa Hầu hết vi khuẩn propionic bị tiêu diệt trùng sữa 75oC thời gian 20 giây  Vi khuẩn gây thối: vi khuẩn có khả sinh tổng hợp protease ngoại bào môi trường sữa Protease xúc tác trình thủy phân protein tạo sản phẩm polypeptide, peptide acid amin Một số acid amin tiếp tục bị thủy phân tạo NH3, H2S làm cho sữa có mùi khó chịu Đáng ý loài Pseudomonas fluorescens Các enzyme protease lipase sinh tổng hợp loài vi khuẩn bền nhiệt Chúng nguyên nhân gây nên trình phân giải protein (proteolysis) lipid (lipolysis), nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ b Eucaryote  Nấm men: số nấm men sử dụng đường lactose cho q trình trao đổi chất Chúng phát triển sữa gây biến đổi thành phần hóa học trình bảo quản sữa  Nấm sợi: số loài nấm sợi thường nhiễm vào sữa: Penicillium camembertii, P roquefortii, P casei, Geotrichum candidum, Rhizopus stolonifer Hầu hết loài nấm men nấm sợi bị tiêu diệt trình trùng sữa 75oC thời gian từ 10 – 15 giây QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 3.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa trùng Sữa ngun liệu Chuẩn hóa Bài khí Đồng hóa Thanh trùng Bao bì vơ trùng Rót sản phẩm Bảo quản lạnh Sữa trùng Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Hình 3.1: Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất sữa trùng 3.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 3.2.1 Sữa nguyên liệu Sữa nguyên liệu sau thu mua bảo quản lạnh nhà máy đưa vào sản xuất 3.2.2 Q trình chuẩn hóa  Mục đích: hiệu chỉnh hàm lượng chất béo sữa đến giá trị 3,5%  Phương pháp thực hiện: sữa gia nhiệt đến 65 C thiết bị trao đổi nhiệt dạng mỏng, sau bơm vào máy li tâm hoạt động theo phương pháp liên tục Hai dịng sản phẩm khỏi thiết bị: dòng sữa gầy dòng cream Hàm lượng béo hai dòng sản phẩm phụ thuộc vào chế độ hoạt động máy li tâm Sau đó, phần cream phối trộn lại với dòng sữa gầy để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu sản xuất Ơ đây, ta chọn giá trị 3,5% Phần cream dư đưa xử lí tiếp để hồn thiện sản phẩm cream  Các biến đổi chính:  Vật lí: khối lượng riêng tăng, độ nhớt giảm, nhiệt độ tăng, …  Thiết bị: máy li tâm hệ thống hiệu chỉnh hàm lượng chất béo hoàn toàn tự động 3.2.3 Q trình khí  Mục đích: cải thiện mùi sữa, tăng hệ số truyền nhiệt  Phương pháp thực hiện: Một áp lực chân khơng thích hợp tạo làm cho khí dạng phân tán, hòa tan phần nước hợp chất dễ bay thoát khỏi thiết bị Toàn hỗn hợp đưa vào phận ngưng tụ đặt đỉnh thiết bị khí Nước số cấu tử chuyển sang dạng lỏng chảy xuống đáy thiết bị, khí cấu tử khơng ngưng tụ bơm chân khơng hút ngồi  Thơng số kĩ thuật: nhiệt độ sữa 65 C, áp lực chân không 580 mmHg  Các biến đổi chính:  Vật lí: thể tích giảm  Hóa lí: nước bay  Cảm quan: cải thiện mùi sữa  Thiết bị: thiết bị hình trụ đứng, đáy nón với phần đỉnh nón quay lên phía Dưới nắp thiết bị phận ngưng tụ nối với bơm chân khơng 3.2.4 Q trình đồng hóa  Mục đích: ổn định hệ nhũ tương, chống lại tách pha tác dụng trọng lực, tăng hệ số truyền nhiệt chuẩn bị cho trình tiệt trùng, tránh tượng có cặn lợn cợn bảo quản sản phẩm o o Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ  Phương pháp thực hiện: đồng hóa tồn phần, cấp CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Tính cho 100 kg sữa tươi nguyên liệu Giả sử quy trình cơng nghệ có giá trị tổn thất sau: Bảng 4.1 Tổn thất trình sản xuất Tổn thất Trên đường ống từ thiết bị chứa sữa nguyên liệu đến thiết bị chuẩn hóa, % khối lượng so lượng sữa trước vào đường ống Q trình chuẩn hóa, % khối lượng so với lượng sữa trước chuẩn hóa Giá trị tổn thất 0.1 0.2 Trên đường ống từ thiết bị phối trộn đến thiết bị khí, % khối lượng so lượng sữa trước vào đường ống Q trình khí, % khối lượng so với lượng sữa trước khí, % khối lượng so lượng sữa trước vào đường ống Trên đường ống từ thiết bị khí đến thiết bị đồng hóa, % khối lượng so lượng sữa trước vào đường ống Q trình đồng hóa, , % khối lượng so với lượng sữa trước đồng hóa 0.1 Trên đường ống từ thiết bị đồng hóa đến thiết bị trùng, % khối 0.1 0.9 0.1 0.2 lượng so lượng sữa trước vào đường ống Quá trình trùng, , % khối lượng so với lượng sữa trước trùng 0.2 Trên đường ống từ thiết bị trùng đến thiết bị đóng gói, % khối lượng so lượng sữa trước vào đường ống Q trình đóng hộp, % khối lượng so với lượng sữa trước đóng hộp 0.1         Thành phần sữa nguyên liệu : Hàm lượng chất khô: 13% Protein tổng: 3.5% Béo: 0.8% Thành phần sản phẩm: Béo: 3.5% Carbon hydrate: 4.8% Protein: 3.5% 4.1.1 Tổn thất đường ống từ bồn chứa nguyên liệu đến thiết bị chuẩn hóa: 0.5 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ d1=0.1%*m=0.1%*100= 0.1 (kg) Khối lượng sữa vào thiết bị chuẩn hóa: m1=m- d1=100-0.1=99.9 (kg) Tổn thất q trình chuẩn hóa: q1= 0.5% Ta có sơ đồ nguyên lý hiệu chỉnh chất béo sau: 90.1 kg sữa gầy Phối trộn 0.05% chất béo 100 kg sữa é 3.9% chất béo 98.8 kg sữa 3.5% chất béo 8.7 kg cream Ly tâm 39% chất béo 9.9 kg cream 1.2 kg cream 39% chất béo 39% chất béo Khối lượng sữa sau chuẩn hóa có hàm lượng chất béo 3.5%: Khối lượng cream thu được: 4.1.2 Tổn thất đường ống từ thiết bị chuẩn hóa đến thiết bị khí: Khối lượng sữa vào thiết bị khí: m4= m2-d2= 98.50-9.850=88.65 (kg) Tổn thất q trình khí: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Khối lượng sữa sau q trình khí: m5= m4 - q2 = 88.65-0.80= 87.86(kg) 4.1.3 Tổn thất đường ống từ thiết bị khí đến thiết bị đồng hóa: Khối lượng sữa vào thiết bị đồng hóa: m6 = m5- d = 87.86 -0.09 = 87.77(kg) Tổn thất q trình đồng hóa: Khối lượng sữa sau q trình đồng hóa (kg): m7 = m6- q3 = 87.77-0.18 = 87.59 (kg) 4.1.4 Tổn thất đường ống từ thiết bị đồng hóa đến thiết bị trùng: Khối lượng sữa vào thiết bị trùng: m8 = m7-d4 = 87.60-0.09 = 87.51 (kg) Tổn thất trình trùng: Khối lượng sữa sau trình trùng: m9 = m8-q4 = 87.51-0.18 = 87.33 (kg) 4.1.5 Tổn thất đường ống từ thiết bị trùng đến thiết bị đóng hộp: Khối lượng sữa vào thiết bị đóng hộp: m10 = m9-d5 = 87.33-0.09 = 87.24 (kg) Tổn thất q trình đóng hộp: 10 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ  Chế độ 2: với thiết bị tiếp xúc với sữa khơng có gia nhiệt như: bồn chứa, đường ống, thiết bị phối trộn, thiết bị đóng gói…Chế độ chạy CIP sau:  Rửa nước ấm phút  Tuần hoàn dung dịch kiềm (0.5-1.5%) 10 phút 75oC  Rửa nước ấm phút  Tiệt trùng nước nóng 90-95oC phút  Làm nguội từ từ nước lạnh 10 phút 6.2 Tính nước cho q trình vệ sinh Lượng nước ấm dùng để vệ sinh thiết bị chế độ 15% thể tích bồn chứa nguyên liệu Lượng nước ấm dùng để vệ sinh thiết bị chế độ 10% lượng nước ấm chế độ Lượng nước lạnh vệ sinh thiết bị chế độ 15% thể tích bồn chứa nguyên liệu Lượng nước lạnh dùng để vệ sinh thiết bị chế độ 10% lượng nước lạnh chế độ Tổng lượng nước để vệ sinh thiết bị mẻ sản xuất TÍNH HƠI Nhiệt dung riêng sữa: Csữa=3.95kJ/kg độ Ẩn nhiệt hóa nước: r =2221kJ/kg (ở t=115oC, P=1.724 kg/cm3) Khối lượng riêng hơi: hơi= 0.9635 kg/m3 Nhiệt dung riêng nước: Cnước= 4.18 kJ/kg.độ Khối lượng riêng nước: nước= kg/l Hiệu suất truyền nhiệt thiết bị gia nhiệt mỏng là: 90% Nhiệt dung riêng dung dịch kiềm: Ckiềm = 3.82 kJ/kg độ 16 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Khối lượng riêng dung dịch kiềm: kiềm = 1.1 kg/l Nhiệt dung riêng dung dịch acid: Cacid = 2.9 kJ/kg độ Khối lượng riêng dung dịch acid: acid = 1.287 kg/l 7.1 Quá trình chuẩn hóa Khối lượng sữa cần gia nhiệt mẻ: 29970 kg Nhiệt độ ban đầu sữa: 4oC Nhiệt độ sữa sau gia nhiệt: 65oC Lượng nhiệt cần để gia nhiệt lượng sữa này: 7.2 Quá trình khí Khối lượng sữa cần khí mẻ: 26596.03 kg Giả sử nhiệt độ sữa vào gia nhiệt cho khí 55oC Nhiệt độ sữa sau gia nhiệt 65oC Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho lượng sữa này: 7.3 Quá trình trùng Quá trình trùng chia làm giai đoạn:    Giai đoạn 1: gia nhiệt sữa lên 85oC Giai đoạn 2: ống giữ nhiệt khoảng 12 giây Giai đoạn 3: làm lạnh 4oC Khối lượng sữa cần trùng mẻ: 26251.37 (kg) Giả sử nhiệt độ sữa trước vào thiết bị trùng 55oC Nhiệt độ sữa sau giai đoạn 85oC Lượng nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt cho lượng sữa này: 17 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Lượng nhiệt tỏa làm nguội sữa từ 85oC 50oC: Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt cho sữa q trình khí Lượng nhiệt cần phải cung cấp: Q = Qch+Qtt = 8271814.6 +3110787.3 = 10332058.8 (kg) Lượng cần phải cung cấp: 7.4 Quá trình CIP cho thiết bị tiếp xúc với sữa có gia nhiệt Quá trình rửa nước ấm: Khối lượng nước ấm cần gia nhiệt: 5250 kg Nhiệt độ ban đầu nước: 25oC Nhiệt độ sau gia nhiệt: 50oC Lượng nhiệt cần cung cấp cho trình này: Quá trình rửa dung dịch kiềm: Thề tích dung dịch kiềm sử dụng lấy 5% thể tích bồn chứa nguyên liệu Khối lượng dung dịch kiềm sử dụng: Nhiệt độ ban đầu dung dịch kiềm: 25oC Nhiệt độ dung dịch kiềm sau gia nhiệt: 75oC Lượng nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt lượng dung dịch kiềm trên: Quá trình rửa acid: 18 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Thể tích dung dịch acid lấy thể tích dung dịch kiềm: Vacid1=1750 l Khối lượng acid sử dụng: Nhiệt độ ban đầu acid: 25oC Nhiệt độ acid sau gia nhiệt: 70oC Lượng nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt lượng acid trên: 7.5 Quá trình CIP cho thiết bị tiếp xúc với sữa nhiệt độ thấp Quá trình rửa nước ấm: Khối lượng nước ấm cần sử dụng lấy 10% lượng nước ấm sử dụng chế độ 1: Nhiệt độ ban đầu nước: 25oC Nhiệt độ sau gia nhiệt: 50oC Lượng nhiệt cần cung cấp cho trình này: Quá trình rửa dung dịch kiềm: Thề tích dung dịch kiềm sử dụng lấy 10% thể tích dung dịch kiềm sử dụng chế độ Khối lượng dung dịch kiềm sử dụng: Nhiệt độ ban đầu dung dịch kiềm: 25oC Nhiệt độ dung dịch kiềm sau gia nhiệt: 75oC Lượng nhiệt cần cung cấp để gia nhiệt lượng dung dịch kiềm trên: 19 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Quá trình rửa kiềm dư nước ấm: Khối lượng nước cần sử dụng lấy 50% khối lượng nước sử dụng trên: Nhiệt độ ban đầu nước: 25oC Nhiệt độ nước sau gia nhiệt: 50oC Lượng nhiệt cần cung cấp cho trình này: Quá trình phun tiệt trùng: Thể tích cần sử dụng lấy thể tích nước ấm sử dụng: 262.5 l = 0.2625 m3 Khối lượng sử dụng: Lượng nhiệt cần sử dụng: Tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho trình CIP mẻ sản xuất: Lượng cần cung cấp: 8.TÍNH LẠNH 8.1 Tính lạnh cho bồn chứa sữa nguyên liệu Khối lượng sữa nguyên liệu: 30000 kg Giả sử nhiệt độ sữa tăng thêm 2oC thời gian mẻ sản xuất Nhiệt lượng cần để ổn định nhiệt độ sữa 4oC 8.2 Làm lạnh trình trùng Khối lượng sữa cần trùng: 26251.37 kg o o Lượng nhiệt lạnh cần cung cấp để làm lạnh sữa từ 50 C xuống C: 8.3 Cấp lạnh cho kho lạnh Công thức tính tổn thất lạnh cho khơng khí ngày: Trong đó: 20 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ V: thể tích phịng lạnh (m3) V= n: hệ số tuần hồn khơng khí, chọn n = : khối lượng riêng khơng khí phịng lạnh (kg/m3), =1.25 (kg/m3) ingồi, itrong: enthalpy khơng khí bên ngồi bên phịng lạnh (kJ/kg) itrong = 23 kJ/kg (ở 4oC, ẩm 80%) ingoài=138.2 kJ/kg (ở 40oC, ẩm 80%) Tổn thất lạnh cho khơng khí ngày: Cơng thức tính tổn thất lạnh trần, nền, tường bao phịng lạnh: Trong đó: F: diện tích bề mặt (m2) K: hệ số truyền nhiệt (W/m2K) Knen = 0.35 W/m2K Ktr = 0.41 W/m2K Kt = 0.58 W/m2K tngoài, ttrong: nhiệt độ bên bên phịng lạnh (oC) tngồi = 30oC ttrong = 4oC Tổn thất lạnh nền, trần tường bao kho lạnh: 21 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Tổng nhiệt lạnh cần phải cung cấp cho kho lạnh ngày: Qkho = Qtt1 + Qtt2 = 311040+16*3600= 368640(kJ) CHỌN NỒI HƠI VÀ MÁY CẤP LẠNH 9.1 Chọn nồi Lượng sử dụng cho sản xuất ngày: Lương sử dụng đun nóng nước để vệ sinh thiết bị: Tổng lượng sử dụng ngày: Mhoi tong = mhoisx + mhoivesinh = 18608 + 3383.2 =21991.1 (kg) Năng suất bốc tính tốn: Năng suất thực tế cần chọn: Chọn nồi kiểu đứng đốt dầu DO công ty cồ phần công nghệ Bách khoa: - Thông số kỹ thuật: + Công suất: 440 kW + Năng suất:3300 kg/h + Áp suất thiết kế: bar + Áp suất làm việc: bar + Suất tiêu hao nhiên liệu: 30 l/h 22 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ + Van chính: 25 + Van an tồn: 25 x + Van cấp nước: 25 + Van xả đáy: 25 + Bơm nước: 0.55 kW + Trọng lượng: 600 kg + Đường kính ống khói: 300 mm 9.2 Tính chọn máy nén lạnh cho thiết bị làm lạnh Tổng lượng nhiệt lạnh cần: Qtong = Qnglieu+Qlanhtt+Qkho = 237000+4769874+368640= 5375514( kJ) Năng suất lạnh tính tốn: Năng suất lạnh thực tế cần chọn: Chọn máy nén BITZER cấp loại piston công ty Việt Đức: + Model:S6F-30.2 + Năng suất lạnh: 95 kW/h 10 SẢN PHẨM 10.1 Định nghĩa Sữa tươi trùng: sản phẩm chế biến từ sữa ngun liệu, có khơng bổ sung phụ gia qua xử lý nhiệt độ thấp (80oC) 10.2 Yêu cầu kĩ thuật 10.2.1 Nguyên liệu Sữa tươi lấy trực tiếp từ động vật khỏe mạnh 10.2.2 Các tiêu cảm quan sữa tươi trùng 23 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Bảng 10.1 Chỉ tiêu cảm quan sữa Chỉ tiêu Màu sắc Mùi, vị Trạng thái Yêu cầu Tương tự sữa tươi Tuơng tự sữa tươi Dịch đồng 10.2.3 Các tiêu hóa lý sữa tươi trùng Bảng 10.2 Chỉ tiêu hóa lý sữa Chỉ tiêu Hàm lượng chất khô, % khối lượng Hàm lượng chất béo, % khối lượng Tỉ trọng sữa 20oC, g/ml Độ chua (tính theo acid lactic) Yêu cầu không nhỏ 11,5 không nhỏ 3,2 khơng nhỏ 1,027 1.4-1.8 g/lít 10.2.4 Các tiêu vi sinh sữa tươi trùng Bảng 10.3 Chỉ tiêu vi sinh sữa tươi trùng Tên tiêu Tổng số vi khuẩn hiếu khí Coliform tổng số Salmonella Mức cho phép ≤ 30.000 khuẩn lạc/ ml ≤ 10 khuẩn lạc/ml Không phát 250 ml mẫu thử 10.2.5 Bao gói, ghi nhãn, bảo quản, vận chuyển  Ghi nhãn: Theo Quyết định 178/1999/QĐ – TTg “Quy chế ghi nhãn hàng hóa lưu thơng nước hàng hóa xuất khẩu, nhập khẩu”, ngồi nhãn cần ghi rõ tên gọi sản phẩm “Sữa tươi trùng”  Bao gói: Sản phẩm sữa tươi trùng đặt bao bì chuyên dùng cho thực phẩm  Bảo quản: Bảo quản sữa tươi trùng nhiệt độ thấp ( không lớn 8oC) tránh tiếp xúc với ánh sang, ánh sáng mặt trời Thời hạn bảo quản sản phẩm tối đa từ 8-10 ngày tính từ ngày sản xuất điều kiện khơng mở bao bì 24 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ 11 KẾT LUẬN Đời sống người ngày nâng cao, nhu cầu tiêu thụ sữa sản phẩm từ sữa tăng theo Bên cạnh đó, mục tiêu nhà nước ta đáp ứng nhu cầu sữa người dân nước mà tiến đến xuất sữa nước ngồi thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng với suất 30 tấn/ mẻ phù hợp với nhu cầu xã hội chủ trương nhà nước Tuy nhiên, sữa mơi trường lí tưởng cho loài vi sinh vật phát triển cần phải đảm bảo nghiêm ngặt vấn đề vệ sinh trình chế biến Cần phải đảm bảo vệ sinh thiết bị, môi trường sản xuất, nhà xưởng, vệ sinh công nhân… Để đảm bảo vấn đề vệ sinh chất lượng sản phẩm, tốt hết nhà máy nên áp dụng tiêu chuẩn hệ thống quản lí chất lượng HACCP… Trong thiết kế này, nguồn nguyên liệu sử dụng 100% sữa bò tươi đồng thời, quy trình sản xuất sữa trùng với điều kiện xử lí thời gian ngắn, nhiệt độ thấp đảm bảo cho chất lượng sản phẩm tốt nhất, giảm thiểu tổn thất chất dinh dưỡng trình sản xuất nhằm cung cấp cho người tiêu dùng sản phẩm tự nhiên Mặc dù quy trình sản xuất rõ ràng trình thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót ngun nhân chủ quan lẫn khách quan  Phần chọn thiết bị: khả tìm tài liệu cịn hạn chế nhà sản xuất không muốn đưa hết thông số thiết bị nên có số thiết bị phải đặt hàng, số thiết bị thơng số khơng đầy đủ  Phần tính nước, hơi: khơng có kinh nghiệm thực tế thơng số thiết bị nên tính cách tương đối, chưa xác 25 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Bôn, “Sổ tay Dẫn nhiệt không ổn định Thông số nhiệt lý thực phẩm nguyên liệu”, TP.HCM, 2004 Phạm Văn Bơn, Nguyễn Đình Thọ “Q trình Thiết bị Cơng nghệ hóa học & Thực phẩm Tập Quá trình Thiết bị truyền nhiệt Quyển Truyền nhiệt ổn định”, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 Lê Văn Việt Mẫn, “Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống Tập Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa”, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 Lâm Xuân Thanh, “Giáo trình cơng nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa”, NXB Khoa học Kĩ thuật, 2003 Bộ mơn Máy Thiết bị, “Bảng tra cứu Q trình học Truyền nhiệt – Truyền khối”, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 Các tác giả, “Sổ tay Q trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa chất tập 1”, NXB Khoa học Kĩ thuật Hà Nội, 2002 Bylund Gosta, “Dairy processing handbook”, Tetra Pak processing systems AB publisher, Lund, 1995 http://www.tetrapak.com/ 10 http://www.nutifood.com.vn/ 26 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ PHỤ LỤC Hình Bồn chứa sữa nguyên liệu 27 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Hình Thiết bị ly tâm Sữa chuẩn hóa Cream Sữa nguyên liệu Hình Nguyên tắc hooạt động thiết bị chuẩn hóa 28 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Hình Thiết bị đồng hóa Hình Thiết bị gia nhiệt bảng mỏng 29 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30.000kg/mẻ Hình Nguyên tắc hoạt động thiết bị gia nhiệt bảng mỏng Hình Thiết bị CIP 30 ... http://www.nutifood.com.vn/ 26 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30. 000kg/ mẻ PHỤ LỤC Hình Bồn chứa sữa nguyên liệu 27 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30. 000kg/ mẻ Hình Thiết bị ly tâm Sữa chuẩn... thuật: + Công suất: 440 kW + Năng suất: 3300 kg/h + Áp suất thiết kế: bar + Áp suất làm việc: bar + Suất tiêu hao nhiên liệu: 30 l/h 22 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30. 000kg/ mẻ + Van... liệu đồng hóa: Chọn thời gian đồng hóa 30 phút 13 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa trùng suất 30. 000kg/ mẻ Năng suất lý thuyết thiết bị: Chọn suất thực tế cho thiết bị: Ndh = l/h Chọn thiết bị đồng