Đồ án thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi

Thuyết minh quy trình công nghệ2.1 Chuẩn hóa:❖ Mục đích: Tách cream ❖ Thiết bị- Sữa tươi nguyên liệu sẽ được ly tâm tách cream bằng thiết bị ly tâm Tetra Centri AirTight H614 – Hãng Tetr

Trang 1

CHƯƠNG I:

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

1 Sơ đồ quy trình công nghệ

Trang 2

2 Thuyết minh quy trình công nghệ

2.1 Chuẩn hóa:

❖ Mục đích: Tách cream

❖ Thiết bị

- Sữa tươi nguyên liệu sẽ được ly tâm tách cream bằng thiết bị ly tâm Tetra Centri AirTight H614 – Hãng Tetra Pak

❖ Thông số công nghệ:

- Sữa tươi nguyên liệu được gia nhiệt sơ bộ lên 450C trước khi vào thiết bị li tâm tách cream bằng thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng

- Sản phẩm ly tâm tách cream là: sữa gầy có hàm lượng béo là 0.05% và cream có hàm lượng béo 40%

- Thời gian thực hiện tách béo 12,000 kg sữa tươi nguyên liệu là 45 phút

2.2 Thanh trùng:

❖ Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật và enzyme có trong sữa chuẩn bị cho quá trình cấy giống

❖ Thiết bị:

- Thiết bị thanh trùng bản mỏng Tetra Plex – Hãng Tetra pak

- Chế độ thanh trùng: 650C trong 20 giây

- Tổng thời gian thanh trùng là: 47 phút

2.3 Cấy giống – lên men:

❖ Mục đích:

- Giảm pH, tạo môi trường thích hợp cho quá trình đông tụ, tổng hợp các hợp chất mang lại hương vị cho sản phẩm

❖ Thiết bị:

- Bồn đông tụ Tetra Tebel OST 6CH – Hãng Tetra Pak

- Sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic TAO060 20U (Lactococcuslactis subsp, Lactococcus lactic subscemoris) với tỉ lệ giống cây là 2% (w/w) so với sữa nguyên liệu.

- Trước khi cây giống chế phẩm vi khuẩn lactic sẽ được hoạt hóa trong môi trường sữa

vô trùng trong thời gian 30 phút ở nhiệt độ 400C

- Môi trường lên men được bổ sung CaCl2 với tỉ lệ 0.005% (w/w) so với sữa nguyên liệu

Trang 3

- Sau khi hoạt hóa, toàn bộ canh trường lactic sẽ được cho vào bồn đông tụ cùng với sữa nguyên liệu để lên men Thời gian lên men là 2 giờ ở nhiệt dộ phòng

2.4 Đông tụ:

❖ Mục đích: Tạo khối đông

❖ Thiết bị:

- Bồn đông tụ Tetra Tebel OST 6CH – Hãng Tetra Pak

- Sữa sau khi lên men đã đạt được pH khoảng 5.8 (khoảng 2 giờ lên men ở nhiệt độ phòng) sẽ bổ sung chế phẩm rennet với tỉ lệ 0.01% (w/w) so với sữa nguyên liệu

- Thời gian đông tụ là 2 giờ, ở nhiệt độ phòng

2.5 Tách huyết thanh:

❖ Mục đích:

- Tách một phần huyết thanh sữa ra khỏi khối đông

❖ Thiết bị:

- Hệ thống tách huyết thanh đã tích hợp trong bồn đông tụ Tetra Tebel OST 6CH – Hãng Tetra Pak

- Huyết thanh sữa sẽ được tách ra cho đến khi hàm ẩm khối đông còn 60% thì dừng

- Quá trình tách huyết thanh sữa ở nhiệt độ phòng

2.6 Phối trộn:

❖ Mục đích:

- Hoàn thiện sản phẩm Cải thiện cấu trúc và giá trị cảm quan của phô mai thành phẩm

❖ Thiết bị:

- Bồn phối trộn Tetra Damrow Blender – Hãng Tetra Pak

- Khối đông sẽ được nghiền mịn và phối trộn với mật ong và AMF theo tỉ lệ lần lượt là 20% và 60% (w/w) so với khối lượng khối đông

- Thời gian phối trộn là 30 phút, ở nhiệt độ phòng

2.7 Làm lạnh:

❖ Mục đích: Bảo quản, ức chế sự lên men của vi khuẩn Lactic

❖ Thiết bị: Tetra Spiraflo CC70

Trang 4

❖ Thông số công nghệ: sản phẩm được làm lạnh xuống 20C trong hệ thống ống lồng ống trước khi được 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

- Dạng bao bì: TCA 200S – Tetra Pak

- Thể tích phô mai trong một sản phẩm là 200ml

- Đóng gói trong môi trường vô trùng, nhiệt độ phòng

2.9 Bảo quản lạnh:

❖ Mục đích:

- Bảo quản

❖ Thiết bị:

- Kho lạnh

- Bảo quản ở 40C

Trang 5

CHƯƠNG II:

CÂN BẰNG VẬT CHẤT

1 Nguyên liệu

1.1 Sữa tươi

Bảng 1: Thành phần hóa học của sữa tươi nguyên liệu.

Thành phần hóa học (% khối lượng)

Khối lượng riêng (KLR): 1.032 kg/lít

1.2 Nguyên liệu phụ

Bảng 2: Thành phần các nguyên liệu phụ.

Nguyên liệu (% khối lượng nguyên liệu) Hàm lượng

Trang 6

Mật ong 20

2 Cân bằng vật chất

2.1 Các thông số chọn trước

Bảng 3: Tính chất sản phẩm mong muốn.

Loại phô mai

- Hàm lượng béo của sữa nguyên liệu sau chuẩn hóa: 0.05%

- Hàm lượng béo trong cream thu được sau chuẩn hóa: 40%

- Hàm lượng nước trong khối đông: 60%

2.2 Cân bằng 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 ra với hàm lượng béo 40%

M3: khối lượng sữa sau chuẩn hóa với hàm lượng béo 0.05%

Giải hệ trên 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 được sau chuẩn hóa (bao gồm tổn thất 0.5%):

9.887 x (100 – 0.5)/100 = 9.837 kg

- Lượng sữa sau thanh trùng:

89.662 x (100 – 0.5)/100 = 89.214 kg

- Lượng CaCl2sử dụng:

89.214 x 0.005/100 = 0.004 kg

- Lượng vi khuẩn Lactic sử dụng:

Trang 7

89.214 x 2/100 = 1.784 kg

- Lượng sữa sau khi cấy và 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 toàn bộ sau đông tụ:

90.820 + 0.009 = 90.830

- Lượng khối đông và lượng whey tách ra được tính theo dữ kiện sau:

Bảng 4: Thành phần chất khô trong hỗn hợp sau đông tụ.

Bảng 5: Thành phần chất khô trong khối đông.

% khối lượng

So với trong hỗn hợp sau đông tụ Khối lượng(kg)

Ta chọn hàm lượng nước trong khối đông là 60%

Vậy hàm lượng chất khô trong khối đông là 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 chỉ tiêu MFFB và FDB của khối đông (chuẩn bị cho phối trộn):

Thành phần chất khô

(tính cho 100 kg sữa nguyên liệu)

( kg)

Trang 8

Bảng 6: Thành phần khối đông (đã tính tổn thất)

Thành phần khối đông (kg)

- Phối trộn:

Mật ong: 20% khối lượng khối đông

AMF: 60% khối lượng khối đông

Bảng 7: Thành phần hóa học của chất phối trộn.

Thành phần chất phối trộn (kg)

Bảng 8: Thành phần phô mai thành phẩm.

Thành phần phô mai

(kg)

- Kiểm tra chỉ tiêu MFFB và FDB của phô mai thành phẩm:

Trang 9

- Khối lượng sản phẩm trước khi đóng gói: 23.731 kg.

- Khối lượng sản phẩm sau khi đóng gói:

23.731 x (100 – 0.5)/ 100 = 23.612 kg

3 Tổng kết cân bằng vật chất

Bảng 9: Thành phần các nguyên liệu (với năng suất 12,000 kg sữa nguyên liệu / mẻ).

STT Nguyên liệu

Tình trên 100 kg Sữa nguyên liệu (kg)

Tính trên 12,000 kg Sữa nguyên liệu (kg)

CHƯƠNG III:

CHỌN THIẾT BỊ SẢN XUẤT Bảng 10: Khối lượng nguyên liệu qua các quá trình.

STT Quá trình

Tính trên 100 kg nguyên liệu Tính trên 12,000 kg nguyên liệu KLR

(kg/lít) Nguyên liệu Bán thành phẩm Nguyên liệu Bán thành phẩm

1 Thiết bị chính

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

Trang 10

Chọn thể tích bồn chứa là 13,610 lít.

Thông số kỹ thuật:

- Bồn chứa vô trùng có lớp vỏ áo và cánh khuấy

- Vật liệu: vật liệu bồn là thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống và van là thép không gỉ AISI 316

- Áp suất làm việc max: 300 Kpa (3 bar)

- Công suất motor: 1KW

- Kích thước: như hình 1

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: 4

Hình 1: Kích thước bồn chứa sữa nguyên liệu.

1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng

Lượng sữa nguyên liệu: 12,000 lít

Thời gian dự kiến: 1 giờ

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

- Vật liệu bản mỏng: thép không gỉ AISI 316

- Kích thước bản: 857 x 375 mm; dày 0.5 hoặc 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 giờ = 47 phút

Số lượng: 2 (1 thiết bị để gia nhiệt sơ bộ, 1 thiết bị cho hệ thống thanh trùng)

1.3 Thiết bị ly tâm tách béo

Thời gian dự kiến: 1 giờ

Trang 11

Năng suất lý thuyết: 12,000 : 1 = 12,000 kg/h.

Chọn thiết bị Tetra Centri AirTight H614 – Hãng Tetra Pak

Năng suất thiết bị: 15,909 kg/h

- Công suất motor: 25 hp

- Áp suất làm việc: 87 psi

- Bồn cân bằng: 1 tấn

- Nước làm mát: 48 gallons/h = 182 lít/h

- Công 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 giờ = 45 phút

Số lượng: 1

1.4 Thiết bị đông tụ

Thời gian đông tụ: 2 giờ (chọn)

Chọn thiết bị Tetra Tebel OST 6CH – Hãng Tetra Pak

Thể tích thiết bị: 15,000 lít

- Kích thước chiếm chỗ: D x R x C = 3.700 x 2.800 x 3.700 (m)

- Công suất điện: 5 KW

Số lượng: 1

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: 4 KW

Thời gian phối trộn: 30 phút/mẻ

Số lượng: 1

1.6 Thiết bị làm lạnh:

Lượng sản phẩm: 2,833 kg

Thể tích sản phẩm: 2,951 lít

Thời gian làm lạnh: 1 giờ 14 phút

Trang 12

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

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 phô mai trong 1 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 giờ

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 một mẻ sản xuất: 14,755/40 = 369 thùng

Thời gian đóng gói của một mẻ sản xuất: 14,755/12,000 = 1.23 giờ = 1 giờ 14 phút

Số lượng: 1

2 Thiết bị phụ

2.1 Bồn chứa whey

Lượng whey thu được trên 100kg nguyên liệu: 77.192 kg

Lượng whey thu được trên 12,000 kg nguyên liệu: 9,263 kg

Khối lượng riêng của whey là : 1.080 kg/lít

Thể tích whey là : 9,263/1.080 = 8,577 lít

Kích thước bồn: như hình 2

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 là thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống và van là thép không gỉ AISI 316

Số lượng: 2

Trang 13

Hình 2: Kích thước bồn chứa whey.

2.2 Bồn cân bằng

Thể tích sữa nguyên liệu: 1,000/1.032 = 969 lít

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 là thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống và van là thép không gỉ AISI 316

Số lượng: 2

Hình 3: Kích thước bồn cân bằng.

2.3 Bồn chứa cream

Lượng cream: 1,180 kg

KLR của cream: 0.8kg/lít

Thể tích cream: 1,180/0.8 = 1,475 lít

Thể tích phần nón: 188 lít

Tổng thể tích bồn: 1,696 + 188 = 1,884 lít

Vật liệu: vật liệu bồn là thép không gỉ AISI 304, vật liệu ống và van là thép không gỉ AISI 316

Số lượng: 1

Trang 14

Hình 4: Kích thước bồn chứa cream.

2.4 Bồn chứa AMF

Lượng AMF cần dùng: 954 kg

Khối lượng riêng của AMF: 0.8 kg/lít

Thể tích AMF: 954/0.8 = 1,192.5 lít

Ta dùng bồn có kích thước và cấu tạo giống bồn chứa cream

Số lượng: 1

2.5 Bồn hoạt hóa

Lượng sữa nguyên liệu: 10,920 x 10% = 1,092 kg

Tổng thể tích bồn: 1,308 lít

Bồn hoạt hóa phải được thiết kế sao cho hoạt động trong chế độ vô trùng và có thể lắp cánh khuấy

Số lượng: 1

Hình 5: Kích thước bồn hoạt hóa.

2.6 Bồn chứa mật ong

Lượng mật ong: 318 kg

KLR của mật ong: 1.407 kg/lít

Thể tích mật ong: 318/1.407 = 226 lít

Thể tích phần trụ: 226 lít

Tổng thể tích bồn: 264 lít

Số lượng: 1

Trang 15

Hình 6: Kích thước bồn chứa mật ong.

2.7 Bình thủy tinh chứa rennet, CaCl 2

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

Số lượng: 2

2.8 Bơm ly tâm

Loại: LHK-5

Hãng sản xuất: Alfa Laval

Số lượng và năng suất:

1 bơm x 12,000 lít/h – từ bồn chứa sữa qua thiết bị gia nhiệt sơ bộ, kèm 1 bơm dự trù

1 bơm x 12,000 lít/h – từ bồn chứa vào thiết bị ly tâm, kèm 1 bơm dự trù

3 bơm cùng loại (năng suất hiệu chỉnh phù hợp) – bơm vào bông đông tụ, bồn trộn, thiết bị rót

Vật liệu: bề mặt tiếp xúc là thép không gỉ AISI 316, còn lại là thép không gỉ AISI 304 Công suất: 1.5 hp

Áp suất tối đa: 60 psi

3 Hệ thống CIP 3.1 CIP cho thiết bị thanh trùng (CIP I)

Chế độ 1

- Rửa với nước ấm (10 phút).

- Cho chạy dung dịch kiềm (1.5%) trong 30 phút ở 750C

- Rửa để loại kiềm bằng nước ấm (5 phút)

- Cho chạy dung dịch axit nitric (1%) trong khoảng 20 phút ở 700C

- Rửa lại bằng nước lạnh

- Làm mát từ từ bằng nước lạnh (8 phút)

Chế độ 2

- Quá trình tẩy trùng trước khi bắt đầu sản xuất: tuần hoàn nước nóng ở 90 -950C trong

15 phút sau khi nhiệt độ điều chỉnh lại tối thiểu là 850C

Tiêu đề	Đồ Án Thiết Kế Phân Xưởng Sản Xuất Phô Mai Tươi
Tác giả	Lê Hoàng Đức Toàn
Người hướng dẫn	PGS.TS. Lê Văn Việt Mẫn
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Công Nghệ Thực Phẩm
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	323,78 KB