Thiet ke he thong lanh phuc vu day chuyen san 63858

Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án Phần mở đầu Con ngêi ®· tõng bíc chinh phơc vị trơ bao la nh làm chủ đại dơng sâu rộng Loài ngời đà chứng kiến phát triển nh vũ bÃo khoa học kỹ thuật nói chung chuyên ngành khác nói riêng Sự phát triển kỹ thuật lạnh chuyên ngành nằm guồng quay phát triển Con ngời đà biết làm lạnh sử dụng lạnh từ xa xa, ngành khảo cổ học đà phát hang ngầm có mạch nớc ngầm nhiệt độ thấp chảy qua dùng để chứa lơng thực thực phẩm khoảng từ 5000 năm trớc Nhng kỹ thuật lạnh đại bắt đầu kể từ giáo s Blach tìm nhiệt ẩn hoá nhiệt ẩn nóng chảy vào năm 1761 1764, ngời đà biết làm lạnh cách cho bay chất lỏng nhiệt độ thấp Thế kỷ 19 thời kỳ phát triển mạnh mẽ kỹ thuật lạnh Làm lạnh để bảo quản thực phẩm ứng dụng quan trọng thiết thực kỹ thuật lạnh Để bảo quản lâu dài sản phẩm sản xuất cách khác hạ nhiệt độ sản phẩm xuống thấp trì nhiệt độ bảo quản khoảng thời gian cho phép Đồ án thiết kế tốt nghiệp em đợc giao Thiết kế hệ thống lạnh phục vụ dây chuyền sản xuất sữa chua với công xuất 10.000 (Kg/ngày) Theo truyền thuyết vào kỷ thứ 8, sữa chua đợc bắt nguồn từ vùng núi Elbrus đặc sản kỳ diệu dÃy núi Caucasus, sau đà nhanh chóng lan rộng vùng Tây âu Trung âu Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án Sữa chua có nhiều loại nh ymer, yoghurt, kefir, sản phẩm đợc thu nhận nhờ trình lên men phần đờng lactoza sữa thành axit lactic Sữa chua có giá trị dinh dỡng cao có hơng vị thơm ngon nên đợc nhiều ngời a thích Ngoài sữa chua có tác dụng : Giảm lợng cholesterol máu Tăng khả hấp thụ thức ăn Tăng cờng khả miễn dịch thể Giảm nguy ung th dày Để thực nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp cần phải biết quy trình công nghệ sản xuất sữa chua, lập sơ đồ công nghệ, xác lập thông số vào trình phụ, sở tiến hành tính toán cân nhiệt cân chất để xác định dòng nhiệt tìm đợc xuất lạnh công đoạn cuối toàn hệ thống Các thông số định việc chọn sơ đồ hệ thống lạnh bố trí thiết bị cụ thể Chính mà em lần lợt giới thiệu phần Chơng I Giới thiệu công nghệ sản xuất sữa chua Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án 1.1 Giới thiệu chung Sữa loại thực phẩm chứa chất dinh dỡng đầy đủ cân đối Là loại thức ăn có tính bổ dỡng cao, ngày đà trở thành chất dinh dỡng thiếu đợc trrong gia đình Mức độ tiêu thụ sữa lớn không ngừng gia tăng, nhu cầu sử dụng gia ®×nh, trêng häc, bƯnh viƯn, Phơc vơ cho nhu cầu lứa tuổi Cùng với phát triển cđa nỊn kinh tÕ níc ngêi d©n ViƯt Nam trở nên quan tâm đến vấn đề sức khoẻ thông qua việc chi phí nhiều cho phần dinh dỡng ngày Với nhịp độ hoạt động nhanh sống công nghiệp, ngời cần đợc bổ sung nguồn dinh dỡng cao để thích ứng với biến đổi công việc Sữa sản phẩm từ sữa đem lại cho ngời tiêu dùng, sảng khoái, ngon miệng đặc biệt giúp cho thể phát triển chiều cao tăng cờng sức khoẻ Đối với trẻ sữa thành phần quan trọng tạo vững trắc cho giai đoạn phát triển thể lực trí tuệ Chính vậy, sử dụng sản phẩm sữa việc cần thiết cho sống hàng ngày Canxi sữa nguồn canxi dễ hấp thụ thờng chiếm khoảng 60% lợng canxi thể hấp thụ đợc Nếu bị thiếu canxi có nhiều nguy bị giảm khối loÃng xơng (giảm muối khoáng xơng) chí bị loÃng xơng Trong loại sản phẩm đợc sản xuất từ sữa, sữa lên men đà đợc a chuộng từ lâu, đặc biệt dân vùng Trung Đông nớc Tây Âu sản phẩm sữa đợc tiêu thụ phổ biến, từ đầu kỷ XX, thời kỳ có công trình nghiên cứu Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án Metchnikoffveef nguyên nhân gây già nua ngời Theo tác giả, lÃo hoá sớm sản phẩm gây thối rữa tồn lâu đờng ruột Việc sử dụng sản phẩm sữa lên men làm thay đổi pH môi trờng bên đờng ruột, có tác dụng cản trở hoạt động vi khuẩn gây thối rữa Lý thuyết đợc minh chứng có sức thuyết phục cao nhờ vào việc sử dụng sản phẩm sữa lên men đợc bán thị trờng Công nghệ sản xuất sản phẩm sữa lên men ngày thêm đa dạng, phong phú với nhiều tên gọi cách trang trí bao bì khác có tác dụng định đến việc lựa chọn loại sản phẩm ngời tiêu dùng Tuy nhiên sản phẩm sữa lên men, Sữa chua chiếm vị hàng đầu chất lợng sở thích với tính giải khát sản phẩm Sau em xin trình bày phần công nghệ sản xuất sữa chua phần tính toán thiết kế hệ thống lạnh phục vụ cho dây chuyền sản xuất sữa chua 1.2 Tổng quan Công nghệ sản xuất sữa chua Sữa lên men kết trình hoạt động vi sinh vật làm thay đổi thành phần bình thờng có sữa mà đặc trng trình biến đổi đờng lactoza thành axit lactic số loại sữa đặc biệt có tạo thành etanol Thành phần protit có sữa bị pepton hoá nên có khả làm tăng tiêu hoá Đôi lợng CO2 giữ lại khối sữa cao tạo nên bọt cho khối sữa Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án Trong trình sản xuất sữa chua phải sử dụng hệ vi sinh vật hóa sinh : Trong công nghệ chế biến sữa chua ngời ta thờng sử dụng hỗn hợp hai chủng Lactobacillus bulgaricus Steptococcus thermophilus khả tạo axit lactic tạo chất thơm chúng mà sữa chua có hơng vị đặc biệt L.bulgaricus kích thích phát triển S thermophilus cách giải phóng sè axit amin nh histidin, leuein, lysin, eystin, valin, S.thermophilus tạo axit focmic tạo điều kiện cho phát triển L.bulgaricus Bảng đặc tính vi khuẩn L.bulgaricus S.thermophiluss L.bulgaricus Hình thái tế bào S.thermophiluss Tế bào nhỏ, hình Tế bào hình que cầu, xếp thành chuỗi Kiểu khuẩn lạc Tròn, trơn, nhẵn Tròn, nhám môi trờng LAB Vùng nhiệt độ phát 20 – 500C 23 – 530C triĨn Sù ph¸t triĨn Tốt Số lợng tế bào Tốt Tạo nhiều axit môi trờng sữa giảm trớc đông số lợng tế bào tụ giảm nhanh chóng môi trờng chứa nhiều axit Khả sinh axit 1,5 2% Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp sữa bò (%) Đồ án 0,8 1% Khả phát triển môi trờng nớc thịt muối mật lactoza L bulgaricus: Là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt nhiệt độ (42 45)0C môi trờng có độ axit cao Loài tạo khối sữa đến 2,7% axit lactic từ đờng lactoza S thermophilus: Phát triển tốt nhiệt độ 45 0C sinh sản tốt nhiệt độ (37 40)0C Đây vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình, chịu đợc nhiệt độ đun nóng đến 650C 30 ph nhng phát triển đợc môi trêng cã ®é axit thÊp (pH =  4,5 ) Trong sản xuất sữa chua, việc cấy hỗn hợp hai loài vi khuẩn cho kết sinh axit lactic tốt sử dụng riêng loài L bulgaricus làm dễ dàng cho phát triển S thermophilus Lactobacilluscos chứa enzym phân giải protein nên có khả phân tách đợc số axit amin từ cazein Các axit amin có vai trò nh chất kích thích hoạt động cho loài Streptoccocuss Trong số axit amin tách đợc axit amin lavin đóng vai trò quan trọng Trong sản xuất sữa chua phơng pháp sử dụng hai loài cho thấy : giai đoạn đầu trình sản suất, pH sữa Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án thích hợp cho loài Streptococcus hoạt động chiếm u đảm bảo cho trình lên men lactic đợc bắt đầu Hoạt độ enzym phân huỷ cazein cđa Lactobacillus kÝch thÝch sù ph¸t triĨn cđa Streptococcus làm cho độ axit tăng lên yếu tố pH sữa thay đổi làm cho Streptococcus khó phát triển, Lactobacillus thay chỗ Mặt khác, vón cục sữa xảy độ axit đạt đến 70 750D Sự hình thành chất thơm sản phẩm sữa chua trớc ngời ta cho có vai trò Steptococus Nhng tác giả Petervaf Lolkema đà nhấn mạnh đến vai trò lactobacillus việc tạo nên hơng thơm cho sản phẩm, thành phần axetaldehyl đợc coi thành phần quan trọng góp phần tạo nên hơng thơm đặc trng sữa chua Sữa chua đợc sản xuất từ nguồn sữa khác nh: sữa tơi tự nhiên sữa tách mỡ (một phần hay hoàn toàn), sữa bột gầy dễ hoà tan với sữa tơi Trong trờng hợp sản suất từ sữa có hàm lợng chất béo cao cần trọng đến trình đồng hoá để ngăn cản trình chất béo lên bề mặt sử dụng vi sinh vật thích hợp để thực trình lên men Đối với nguồn sữa giàu chất khô, tiến hành trùng nhiệt độ 84850C vài giây tiệt trùng Sau đó, sữa đợc làm lạnh đến 450C cấy hai loại vi khuẩn nêu vào khối sữa cần lên men nhờ trình nuôi chủng trớc môi trờng phù hợp Liều lỵng vi khn sư dơng tõ  5% Sau Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án phối trộn tiến hành phân phối nhanh vào dụng cụ, đậy nắp tiến hành lên men nhiệt độ 450C thiết bÞ đ thêi gian tõ  3h Lóc độ axit không thuận lợi cho hai loài vi khuẩn phát triển Sau công đoạn ủ ấm, sữa chua cần đợc tiến hành làm lạnh nhanh đến 50C dừng trình hình thành axit lactic (nếu không xảy trình co rút thành phần bị đông tụ phân chia huyết thanh) Quá trình lên men đợc tiến hành nồi cách thuỷ nhờ tuần hoàn dòng nớc nóng lạnh có tác dụng trao đổi nhiệt nhanh thiết bị ủ ấm nhng thao tác nặng nhọc rờm rà Quá trình lên men đợc thực ủ ấm nồi cách thuỷ, tăng hay giảm không ảnh hởng đến Streptococcus, chúng phát triển tốt sinh sản chất thơm cho sản phẩm Còn Lactobacillus lại có tác dụng giảm độ axit nhanh Để sản phẩm sữa chua có độ chua nhẹ thơm, sử dụng tế bào vi khuẩn Streptococcus giai đoạn trẻ môi trờng lên men có độ axit thấp Ngợc lại, muốn có sữa chua có độ axit cao cần sử dụng tế bào Streptococcus già sử dụng Lactobacilus, vốn loài phát triển tốt môi trờng có độ axit thấp Để sữa chua có hơng thơm khác ngời ta sử dụng nhờ tinh dầu loại : chuối, tranh, dâu, mơ, Các loại hơng thơm tổng hợp Các chất thơm tự nhiên thu đợc sản phẩm trình chng cất nên màu tự nhiên Để khắc phục ngời ta bổ sung chất màu có nguồn gốc tự nhiên tơng Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án ứng với màu cho hơng đợc bổ sung vào thời điểm cấy vi khuẩn Trong sản xuất sữa chua có khâu kỹ nghệ quan trọng, sử dụng phụ gia chất ổn định nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua lu hành thị trờng nh tạo dạng gel bền vững cho sản phẩm (không tách pha ) Chất ổn định (palsgaard) nhóm chất phụ gia đa vào thực phẩm phải đạt yêu cầu sau : Không mang tính chất dinh dỡng Không độc hại sức khoẻ ngời Đợc làm từ nguyên liệu đà đợc lựa chọn cẩn thận Chế phẩm hoàn toàn tuân theo tiêu chuẩn tính đồng độ tinh khiết theo tiêu chuẩn hội đồng chung Châu âu, Mỹ, Cộng Hoà Liên Bang Đức, Tổ chức lơng thực giới (FAO) vv Thành phần chất ổn định gồm : Polysacarit (CMC Na, carlagenan,alginat, vv ) chất có vai trò làm đặc (tạo gel) làm cho sản phẩm dạng rắn nhng mềm, phù hợp với sở thích ngời tiêu dùng Monodiglyxerit E471 có tác dụng làm bền hệ nhũ tơng chất hoạt động bề mặt có vai trò ngăn cản tập hợp cấu tử pha nên có khả đồng sản phẩm Việt Nam, công nghệ sản suất sữa chua đặc sử dụng chất ổn dịnh có mà hiệu 5846 có thành phần chđ u lµ pectin, gelatin, tinh bét biÕn tÝnh nhằm tạo cấu trúc ổn định cho sữa chua nhờ khả cắt oxy hoá mạch polysacarit Viện khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh Đàm thị Lan tốt nghiệp Đồ án thành mạch ngắn nên làm tăng khả keo hoá góp phần làm bền trạng thái gel sản phẩm 1.3 Thiết lập dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua Nước gia nhiệt (400C) Trộn nguyên liệu (400C) Đồng hoá lần (t=600C, p=150bar) Thanh trùng lần (t=750C, p=75bar,=5 ph) Làm lạnh (t= 4-50C) ủ tàng trữ lạnh (4-5)0C, = 6-12 h) Đồng hoá lần (t=600C, p=200bar) Thanh trùng lần (t=920C, p=95bar,=5 ph) Làm mát (t = 420C) Lên men (t = 40-450C,=5 ph,pH=4,5 ) Rãt (t= 20 - 250C) ViÖn khoa học & công nghệ Nhiệt - Lạnh