đồ án tốt nghiệp '''' thiết kế nhà máy sữa''''

Trường Khoa………………. ………… o0o………… BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đề tài: hiết kế nhà máy chế biến sữa hiên đại năng suất 20 triệu lít/năm gồm 2 dây chuyền sản xuất: -Sữa tươi tiệt trùng có đường -Sữa chua đặc hương dâu Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A MỤC LỤC Trường 1 Khoa……………… 1 Kg/ca 34 BÀNG TỔNG KẾT CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TOÀN NHÀ MÁY 69 7.1.1.Điện dùng cho chiếu sáng: 71 7.1.2.Tính công suất động lực 72 * Tổn thất lạnh qua tường 77 Trong đó : 78 ST : diện tích tường, ST = 2x9x6 + 2x24x6 = 396 m2 78 Trong đó : 78 STr : diện tích trần , Str = 24x9 = 216 m2 78 Trong đó : 78 Sn : diện tích nền , Sn = 24x9= 216 m2 78 Vốn xây dựng các công trình chính: 82 8.1.2. Vốn đầu tư cho máy móc , thiết bị: 83 Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A ÖUÍ ÂÁ Sữa là sản phẩm cung cấp gần như đầy đủ chất dinh dưỡng cho con người. Vì vậy nó là nguồn thực phẩm rất quan trọng và không thể thiếu đối với con người. Đặc biệt sản phẩm sữa chua rất giúp ích cho đường ruột.Do đó cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp chế biến sữa nói riêng cũng đã và đang phát triển. Hiện nay nền công nghiệp chế biến sữa của nước ta vẫn còn non trẻ. Nguồn sữa bò tươi của nước ta còn thiếu nhiều nên phải nhập từ nước ngoài nguyên liệu sữa bột. Vì vậy, việc xây dựng nhà máy sử dụng sữa bột làm nguyên liệu là giải pháp tích cực hiện nay. Là một sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm-sinh học, tôi chọn đề tài : Thiết kế nhà máy chế biến sữa hiên đại năng suất 20 triệu lít/năm gồm 2 dây chuyền sản xuất: -Sữa tươi tiệt trùng có đường -Sữa chua đặc hương dâu Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A PHẦN I LẬP LUẬN KINH TẾ-KĨ THUẬT 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa: Sữa là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, trong khi đó nhu cầu sử dụng hàng ngày của con người cũng tương đối lớn,không những gia tăng cả về số lượng lẫn chất lượng mà còn đòi hỏi đầy đủ về an toàn vệ sinh thực phẩm .Việc xây dựng nhà máy chế biến sữa sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất khẩu.Khi nhà máy đi vào hoạt động không những góp phần giải quyết công ăn việc làm mà còn tăng thu nhập cho người lao động , mang lại nguồn lợi nhuận to lớn cho nhà đầu tư. Nhà máy sữa được xây dựng đảm bảo các yêu cầu sau :  Vị trí đặt nhà máy :gần nguồn nguyên liệu , thị trường tiêu thụ sản phẩm  Giao thông vận tải thuận lợi .  Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng .  Cấp thoát nước thuận lợi .  Nguồn nhân lực dồi dào . 1.2. Vị trí đặt nhà máy Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa tại Khu Công Nghiệp Hòa khánh-thành phố Đà Nẵng. Lý do Đà Nẵng là một thành phố lớn tiêu thụ sữa bậc nhất miền trung và là cầu nối giữa hai mièn Nam Bắc .Hơn nữa ,chính quyền thành phố đang có những chính sách ưu đãi rất thiết thực cho các nhà đầu tư cả về giá đất và các điều kiện khác.Nhà máy xây dựng tại đây sẽ được hưởng các điều kiện thuận lợi như:giao thông vân tải,cấp thoát nước,năng lượng và nguồn nhân lực. 1.3. Giao thông vận tải Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, thuộc loại bậc nhất miền trung . Nhà máy nằm gần đường quốc lộ 1A và cảng Tiên Sa .Đây là điều kiện rất để vận chuyển nguyên liệu , nhiên liệu, sản phẩm , máy móc thiết bị , 1.4. Cấp thoát nước Nhà máy chế biến sữa cần một lượng nước lớn do vậy nước sẽ được cung cấp từ nhà máy nước của khu công nghiệp .Ngoài ra nguồn nước còn được lấy từ các giếng khoang và được xử lí đạt yêu cầu của nước thủy cục. Nước thải của nhà máy sau khi được xử lí sẽ được thải ra ngoài . 1.5. Năng lượng Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện của khu công nghiệp với điện áp 220/380V . Để đề phòng mất điện, nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng . 1.6. Nguồn nhân lực Thành phố Đà Nẵng là một thành phố đông dân cư tập trung nhiều trường đại học, cao đẳng và trung học chuyên nghiệp. Đây là nguồn nhân lực dồi dào cho nhà máy. Ngoài ra nhà máy còn thu hút thêm các cán bộ lành nghề có nhiều kinh nghiệm. 1.7. Sự hợp tác hóa: Nhà máy hợp tác với các nhà máy khác nằm trong khu công nghiệp như công ty nhựa, công ty bao bì, nhà máy khí nén, nhà máy xử lí nước, nhà máy bia, để cùng chung phát triển cơ sở hạ tầng, điện, nước nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư. Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A Ngoài ra nhà máy còn liên kết với các dự án nuôi bò sữa của nông dân vùng lân cận để dần dần hình thành nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy sau này, thay thế dần nguồn nguyên liệu sữa bột nhập ngoại của nước ngoài. Đây là điều đáng và nên làm trong tương lai. PHẦN II NGUYÊN LIỆU 2.1. GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI. Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng . Trong sữa có đầy đủ các chất cần thiết cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể và cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất cao. Trong sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng như chất béo , đường lactoza , các vitamin , chất khoáng , các enzym , Ngoài ra trong sữa còn có đầy đủ các axit amin không thay thế . Đây là các axit amin rất cần thiết cho cơ thể .Có thể nói rất ít loại thực phẩm nào mà toàn diện về các chất như sữa. Nguyên liệu ban đầu của dây chuyền là sữa bột gầy, vì vậy trong sữa chứa hầu hết các phần giống nhau như trong sữa tươi, chỉ khác về hàm béo, hàm lượng nước, một phần nhỏ vitamin.Về mặt hoá lý thì sữa sau khi tiêu chuẩn hoá gần giống với sữa tươi. Thành phần hoá học của sữa tươi: 2.1.1. Chất béo: Gồm 2 loại : Đơn giản và phức tạp.  Chất béo đơn giản: Có hàm lượng 35 đến 45g/l đối với sữa tươi gồm các axit béo no và không no như: axit oleic, palmitic, Stearic.  Chất béo phức tạp : Chất béo này thường chứa các phần tử nitơ, photpho , lưu huỳnh. Các axit béo phức tạp này có tên chung là photpho amino axit. Đại diện quan trọng nhất của axit béo này là lexitin. Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A * Đặc tính hoá lý của chất béo: - Mật độ quang ở 15 0 C: 0,91 -0,95 : - Nhiệt độ nóng chảy: 31 - 360C - Nhiệt độ đông đặc : 25 - 300C - Chỉ số iốt : 25 - 45 - Chỉ số xà phòng : 218 - 235 - Chỉ số axit bay hơi không hoà tan : 1,5 - 3 - Chỉ số axit bay hơi hoà tan : 26 - 30 - Chỉ số khúc xạ : 1,453 - 1,462 * Cấu trúc chất béo có trong sữa: Chất béo trong sữa có dạng hình thù của các hạt tiểu cầu hoặc hình ovan với đường kính 2 –10 mm tuỳ thuộc vào giống bò sản sinh ra sữa. Cấu trúc các hạt hình cầu được bao bọc bởi một màng Protein và màng này có 2 phần : Một phần có thể hoà tan trong nước và một phần thì không. Bề mặt bên trong của màng có liên quan mật thiết với một lớp phụ có bản chất Phospholipit, có thành phần chủ yếu là lexitin và cephalin. Đây là những chất béo phức tạp có hàm lượng 0,3 - 0,5g/l. Ngoài ra, màng tế bào còn chứa nhiều chất khác với hàm lượng nhỏ chủ yếu là Cu, Fe, Enzim. Enzim chủ yếu là photphataza mang tính kiềm tập trung trong phần protit và enzim reductaza có trong phần không hoà tan được. Trong quá trình bảo quản, luôn xảy ra sự phân chia các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc tính chung như sau: Phần trung tâm của hạt tiểu cầu chứa các glixetit có điểm nóng chảy thấp, giàu hàm lượng axit oleic và luôn ở trạng thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Trong khi đó, phần ngoại vi nơi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit có chỉ số iod thấp (5 - 6) nhưng lại có điểm nóng chảy rất cao và đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường. Vì lẽ đó, xu thế chung của các hạt chất béo có trong sữa sẽ liên kết lại với nhau để tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn hơn. Đó là nguyên nhân gây nên trạng thái mất ổn định của chất béo có trong sữa và đó là nguyên nhân gây nên sự phân lớp chất béo và các thành phần trong sữa. 2.1. 2. Protein. Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A Protein trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất, vì nó chứa hầu hết các loại axit amin đặc biệt là axit amin không thay thế. Protein Polypeptit peptit axit amin *Trong cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau:  Cazein toàn phần chứa : 26 -29 g/l  β-lactoglobulin : 26 -29 g/l  α-lactalbumin: 2,4 - 4 g/l  Imunoglobulin 0,8 -1,5g/l Và một số thành phần khác. Trong các thành phần trên, Cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của sữa.Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 - 200 mm và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng như keo có màu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ quá trình axit hoá sữa đến pH đẳng điện (pH = 4,6). 2.1.3. Đường lactoza: Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa, với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn tại chủ yếu 2 dạng αvà β. Lactoza khi bị thuỷ phân tạo ra các phần tử đường glucoza và một phần tử đường galactoza. C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Lactoza Glucoza Galactoza Trong sữa đường latoza luôn ở trạng thái hoà tan, khả năng hoà tan và kết tinh của lactoza cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa.Hai đường α- β lactoza luôn tốn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt độ. Đường lactoza ít hoà tan hơn đường sacharoza ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn. Độ hoà tan của đường lactoza tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thuỷ phân rất chậm theo nhiệt độ ở nhiệt độ cao.Sự có mặt của đường lactoza góp phần biến màu của sữa trong công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao. Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi khuẩn để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men. C 12 H 22 O 11 + H 2 O 4CH 3 CHOH - COOH + H 2 O + CO 2 lactoza Axit lactic Axit lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit propionic hay axit butyric. 3CH 3 CHOH - COOH CH 3 (CH 2 ) 2 COOH + 2CO 2 + 2H 2 Axit butilic CH 3 CHOH-COOH CH 3 -CH 2 COOH + CO 2 + H 2 O + CH 3 -COOH Axit propionic Nếu dưới tác động của nấm men đặc biệt thì đường lactoza sẽ tạo thanh các chất theo phản ứng sau: C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Lactoza Glucoza Galactoza 2.1.4. Các loại muối khoáng. Hàm lượng của nó trong sữa khoảng: 9 -9,1 (g/l) Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm : Muối clorua, photphat, xitrat, sunphatnatri, bicacbonnat. Các muối khoáng trong sữa tồn tại dưới 2 dạng cân bằng: dạng hoà tan và dạng keo. Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yêu tố công nghệ: pH, nhiệt độ Sự tồn tại cân bằng của muối Ca ở dạng hoà tan và dạng phức của các thể keo là có ý nghĩa lớn hơn cả vì nó quyết định đến sự ổn định của sữa. Sự tăng lên hàm lượng Ca sẽ làm tăng khả năng bất ổn định, đặc biệt trong quá trình đun nóng và quá trình lên men. Để tránh hiện tượng này thông thường người ta cho thêm vào sữa những dạng phức tạp đó là các muối photphat hoặc xitrat với liều lượng thích hợp. 2.1.5. Axit hữu cơ. Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như : axit citric, lactic, axetic Trong đó, axit citric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa nhờ vào quá trình. Axit citric diaxetyl axetoin 2,3 butylen glycol 2.1.6. Các chất xúc tác sinh học. a. Vitamin : Sữa được coi là thức ăn tiêu biểu nhất về số lượng vitamin tuy với hàm lượng không lớn lắm.Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả năng hoà tan của chúng trong nước hay chất béo.  Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: Vitamin A, D, E, chủ yếu nằm trong thành phần của mỡ sữa.  Nhóm vitamin hoà tan trong nước : B, C, PP. b. Các enzim: Các enzim tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzim trong sữa được chia làm hai nhóm chính.  Nhóm enzim thuỷ phân : gồm Lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza. Trong đó, vai trò của các enzim Lipaza có tính quyết định đến quá trình chế biến và bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành axit béo và glyxerin có pH = 9,4.  Nhóm enzim oxy hoá : gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza. Các enzim này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa. 2.1.7. Vi sinh vật trong sữa: Gồm : Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc.  Nấm men : Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 - 9mm. Phần đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi. Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A [...]... thuộc vào nhu cầu sản xuất của nhà máy trong tháng và các tháng sắp tới Vì vậy phải thường xuyên tìm kiếm và lựa Nàm 2005 OOH2A SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp chọn các nhà cung ứng nguyên liệu cho phù hợp nhằm tìm ra nguồn cung cấp nguyên liệu có chất lượng tốt với giá cả hợp lí 4.3 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy: sản phẩm Sữa tươi tiệt trùng có đường Sữa chua đặc hương dâu Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11... người tiêu dùng và tăng doanh thu thì nhà máy làm việc hết công sức, tức 3 ca/ngày, các tháng còn lại có thể làm việc 1-2 ca/ngày  Tháng 11 được chon làm tháng để tu sữa, bảo trì, bảo dưỡng máy móc thiết bị 4.4 Biểu đồ bố trí sản xuất cho từng mặt hàng: Tháng Số ngày sản xuất Sữa tươi tiệt trùng có đường Ca/ngày Ca/tháng 2 50 Sữa chua đặc hương dâu Ca/ngày Ca/tháng 1 25 1 25 2 19 1 19 1 19 3 27 3 81... động bằng chương trình đã lập trình sẵn + Trong tất cả các máy móc thiết bị chính trong nhà máy sữa thì máy rót thường xuyên gặp sự cố nhất vì vậy công nhân vận hành cần theo sát các hoạt động của máy. Khi gần hết cuộn bao bì hoặc cuộn strip thì phải bổ sung Thường xuyên lấy mẫu để kiểm tra các mối hàn của bao bì sau mỗi 30 phút, sau khi khởi động máy, sau khi nối cuộn bao bì và sau khi nối strip + Các phương... một thiết bị kín có cánh khuấy Toàn bộ hoạt động của bồn dược điều khiển bằng môt máy tính đã lập trình sẵn 3.2.2.5 Máy rót sữa tươi Tetrapak:  Mục đích: + Cách li sản phẩm với môi trường bên ngoài nhằm kéo dài hạn sử dụng của sản phẩm + Tạo kiểu dáng thích hợp cho tiêu dùng và thuận tiện khi bao gói vận chuyển  Tiến hành: + Thể tích mỗi hộp sữa sau khi rót là 200 ml, là loại hộp giấy có hình dáng... bổ sung chất béo vì nó làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái,tránh hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo  Tiến hành: + Sữa sau tiêu chuẩn hóa được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm li tâm Áp suất trong máy đồng hóa cần đạt được trong công đoạn này là 150-180 bar + Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa 3.2.1.6 Nâng nhiệt và làm lạnh:... đồ án này là sữa bột gày nên tiêu chuẩn hóa thực chất là bổ sung thêm mỡ sữa để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu của sản phẩm  Tiến hành: Nàm 2005 OOH2A SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp Bơ được hâm nóng trở thành dạng lỏng rồi được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá đã chứa sẵn dịch sữa với tỷ lệ đã tính trước, cánh khuấy của thùng hoạt động liên tục làm tăng khả năng phân tán mỡ sữa trong khối sữa 3.2.1.5 Đồng... sản phẩm mịn, mếm mại đồng nhất và dễ sử dụng.Phụ gia sử dụng ở đây là palsgaard 5805 có thành phần chủ yếu là: pectin, gelatin, tinh bột ngô biến tính  Tiến hành: Quá trình phối trộn được thực hiện trong thiết bị có cánh khuấy hoạt động liên tục để làm phân tán các chất vào trong dịch sữa Trước đó dịch đường 17% được pha từ siro 70 % và được bơm vào thùng phối trộn 3.2.3.2.Đồng hóa lần 2: Giống như... Ninh-Låïp thuật của sản phẩm ra khỏi máy rót như: độ bền của mối hàn ở vị trí nắp , màu sắc hình dáng hộp, trọng lượng hộp + Sản phẩm sữa chua đặc sau khi rót được bảo quản trong kho thành phẩm ở nhiệt độ 2-3 0C PHẦN IV TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Thời vụ nguyên liệu: Tháng 1 Sữa bột nguyên liệu x 2 x 3 4 5 6 x x x x 7 8 x x 9 x 10 11 12 x x x 4.2 Biểu đồ nhập nguyên liệu: Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 Sữa bột nguyên... chiếm 90% thành phần trong sữa Nước trong sữa gồm nước tự do, nước liên kết, nước kết tinh và nước trương Ngoài nước kết tinh ra thì tất cả những loại nước khác đều có giá trị trong công nghiệp chế biến sữa Nàm 2005 OOH2A SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp PHẦN III: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN Sữa bột gầy Cân định lượng CÔNG NGHỆ 3.1 SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT Hoàn nguyên Nước 45-500C... đưa vào sủ dụng cần phải qua khâu kiểm tra ,đánh giá và phải đạt các tiêu chuẩn của nhà cung ứng và của nhà máy về các chỉ tiêu cảm quan,hóa lí và vi sinh * Tiêu chuẩn nguyên liệu sữa bột:  Chỉ tiêu cảm quan + Màu sắc: Trắng ngà hoặc vàng nhạt + Mùi vị: Phải có mùi thơm tự nhiên đặc trưng của sữa không có mùi vị lạ(ôi khét, chua, mốc ) + Trạng thái: mịn đồng nhất, không vón cục, không lẫn tạp chất . dồi dào cho nhà máy. Ngoài ra nhà máy còn thu hút thêm các cán bộ lành nghề có nhiều kinh nghiệm. 1.7. Sự hợp tác hóa: Nhà máy hợp tác với các nhà máy khác nằm trong khu công nghiệp như công. trí đặt nhà máy Nàm 2005 SVTH: Lã Trung Ninh-Låïp OOH 2 A Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa tại Khu Công Nghiệp Hòa khánh-thành. của nhà máy khá thuận lợi, thuộc loại bậc nhất miền trung . Nhà máy nằm gần đường quốc lộ 1A và cảng Tiên Sa .Đây là điều kiện rất để vận chuyển nguyên liệu , nhiên liệu, sản phẩm , máy móc thiết