Thiết bị và hệ thống tự Động Đề tài quy trình và thiết bị trong dây chuyền sản xuất sữa

Việc ứng dụng các thiết bị tiên tiến không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa quá trình sản xuất, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm và giảm thiểu sai sót trong quá

TRƯỜNG ĐẠI HOC KỸ THUẬT - CÔNG NGHÊ CẦN THƠ

KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ

- -THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG

ĐỀ TÀI QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT SỮA

Nguyễn Hoàng Bảo Lộc – 2100325 Đặng Minh Triết – 2101483

Trần Tấn Ngọc – 2100525 Nguyễn Việt Khánh - 2100526

Cần Thơ, Tháng 11 năm 2024

TRƯỜNG ĐẠI HOC KỸ THUẬT - CÔNG NGHÊ CẦN THƠ

KHOA KỸ THUẬT CƠ KHÍ

- -THIẾT BỊ VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG

ĐỀ TÀI QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT SỮA

Nguyễn Hoàng Bảo Lộc – 2100325 Đặng Minh Triết – 2101483

Trần Tấn Ngọc – 2100525 Nguyễn Việt Khánh - 2100526

Cần Thơ, Tháng 11 năm 2024

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

1 GIỚI THIỆU CHUNG 3

1 Lịch sử hình thành và phát triển 3

2 Sản phẩm 3

3 Thế mạnh và thị trường 3

4 Công nghệ và sản xuất: 3

5 Đầu tư và cổ phần hóa: 4

2.Quy Trình sản xuất của sữa vinamilk 4

2.1 Nguồn nguyên liệu trong nước 4

2.2 Tiệt trùng và đồng hóa 5

2.3 Phối trộn và nguyên liệu 6

3 Thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất 8

3.1 bồn chứa và làm lạnh sữa nguyên liệu 8

3.2 máy tiệt trùng và đồng hóa 10

3.3 bồn phối trộn 12

3.4 máy đóng gói tự động 14

3.4.1 Chức năng của máy đóng gói tự động 15

3.4.2 Cấu tạo của máy đóng gói tự động 15

3.4.3 Các loại máy đóng gói tự động phổ biến trong sản xuất sữa 16

3.4.4 Lợi ích của việc sử dụng máy đóng gói tự động 16

3.5 Hệ thống kiểm tra chất lượng 17

4 Kết luận 17

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 18

LỜI NÓI ĐẦU

Sản xuất sữa là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm, đóng góp lớn vào việc cung cấp nguồn dinh dưỡng cho xã hội Với

sự phát triển của khoa học và công nghệ, quy trình sản xuất sữa ngày càng được cải tiến, nhờ vào sự ứng dụng của các hệ thống tự động hóa vàthiết bị hiện đại Việc ứng dụng các thiết bị tiên tiến không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tối ưu hóa quá trình sản xuất, đảm bảo

vệ sinh an toàn thực phẩm và giảm thiểu sai sót trong quá trình vận hành

Đề tài "Quy trình và thiết bị trong dây chuyền sản xuất sữa" nhằm giúp sinh viên tìm hiểu rõ về các bước trong dây chuyền sản xuất sữa, từ tiếp nhận nguyên liệu, xử lý nhiệt, đồng hóa, tiệt trùng, đến đóng gói thành phẩm Đồng thời, đề tài cũng sẽ phân tích các thiết bị và công nghệ tự động hóa được sử dụng trong từng giai đoạn của quy trình này

Em hy vọng rằng với đề tài này, em có thể hiểu sâu hơn về vai trò của hệ thống tự động hóa trong công nghiệp sản xuất thực phẩm và qua đó có thể vận dụng kiến thức vào thực tiễn sản xuất sau này.Chúng em mong nhận nhiều sự góp ý từ thầy

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Công ty Cổ phần Sữa Việt Nam (Vinamilk) là một trong những công ty hàng đầu trong ngành sản xuất và chế biến sữa tại Việt Nam Được thành lập vào năm 1976, Vinamilk đã phát triển mạnh mẽ và trở thành một trong những thương hiệu sữa hàng đầu không chỉ trong nước mà còn được xuất khẩu ra thị trường quốc tế

Tổng quan về Vinamilk:

1 Lịch sử hình thành và phát triển

- Vinamilk ra đời vào năm 1976 dưới tên gọi ban đầu là Công ty Sữa Việt Nam

- Công ty bắt đầu với mục tiêu cung cấp sữa và sản phẩm từ sữa cho thị trường trong nước, phục vụ nhu cầu dinh dưỡng của người tiêu dùng

- Vinamilk chiếm giữ một thị phần lớn trong ngành công nghiệp sữa Việt Nam

- Ngoài việc tiêu thụ trong nước, Vinamilk cũng xuất khẩu sản phẩm sang nhiều quốc gia, góp phần nâng cao hình ảnh và thương hiệu quốc gia

- Vinamilk đã tiến hành cổ phần hóa và niêm yết trên sàn chứng khoán vào năm

2006, thu hút được nhiều nhà đầu tư và trở thành một trong các công ty đại chúng lớn nhất tại Việt Nam

2.Quy Trình sản xuất của sữa vinamilk

2.1 Nguồn nguyên liệu trong nước 

Các trung tâm thu mua sữa tươi được tổng công ty Vinamilk thành lập có vai trò thu mua nguyên liệu sữa tươi từ các hộ nông dân và nông trại nuôibò

Sau khi thu mua, các nhân viên sẽ thực hiện cân đo khối lượng sữa, kiểm tra chất lượng sữa, áp dụng quy trình bảo quản và vận chuyển đến nhà máy sản xuất. 

Trung tâm sẽ đóng vai trò cung cấp thông tin cho hộ nông dân về chất lượng, giá cả và nhu cầu nguyên vật liệu, đồng thời thanh toán cho các hộnông dân và chủ trang trại

Vinamilk đã đặt mục tiêu phát triển vùng nguyên liệu sữa tươi thay thế dần nguồn nguyên liệu ngoại nhập bằng cách hỗ trợ nông dân bao tiêu sản phẩm. 

Đầu tư các trang trại chăn nuôi bò sữa để chủ động nguồn nguyên liệu sữa tươi là một mục tiêu chiến lược quan trọng và là hướng đi lâu dài giúp Vinamilk nâng cao chất lượng sản phẩm đồng thời tăng tỷ lệ nội địa hóa cho nguồn nguyên liệu

Hiện nay tổng đàn bò cung cấp sữa cho công ty xấp xỉ 150.000 con bò (tại các trang trại của Vinamilk và hộ nông nghiệp ký kết hợp đồng bán sữa cho Vinamilk),cung cấp hơn 1000 tấn sữa tươi nguyên liệu mỗi ngày để phục vụ sản xuất

Nguồn cung ứng nguyên liệu từ nước ngoài

Nguồn nguyên liệu nhập khẩu được Vinamilk lựa chọn từ các nước có nền nông nghiệp tiên tiến, đảm bảo các tiêu chuẩn quốc tế về an toàn vệ sinh và chất lượng sản phẩm. 

Các nguồn cung cấp nguyên liệu chính hiện nay của Vinamilk là Châu Âu, Hoa Kỳ

và New Zealand

2.2 Tiệt trùng và đồng hóa

Sữa tươi tại nhà máy sau khi được kiểm tra chất lượng và qua thiết bị đo lường, lọc

sẽ được nhập vào hệ thống bồn chứa lạnh (150 m3/bồn)

Từ bồn chứa lạnh, sữa tươi nguyên liệu sẽ qua các công đoạn chế biến: ly tâm tách khuẩn, đồng hóa, thanh trùng, làm lạnh xuống 4 độ C và chuyển đến bồn chứa sẵn sàng cho chế biến tiệt trùng UHT Máy ly tâm tách khuẩn, giúp loại các vi khuẩn

có hại và bào tử vi sinh vật

Tiệt trùng UHT: Hệ thống tiệt trùng tiên tiến gia nhiệt sữa lên tới 140oC, sau đó sữa được làm lạnh nhanh xuống 25oC, giữ được hương vị tự nhiên và các thành phần dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất của sản phẩm Sữa được chuyển đến chứa trong bồn tiệt trùng chờ chiết rót vô trùng vào bao gói tiệt trùng

2.3 Phối trộn và nguyên liệu

Hệ thống cân phối trộn là một ứng dụng công nghệ quan trọng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành công nghiệp sản xuất và xử lý chất lỏng Ứng dụng của hệ thống cân phối trộn được sử dụng để tự động hoá quá trình pha trộn và cân đối các thành phần chất lỏng

Phối trộn 

Quá trình trộn chất ổn định:

 Lượng chất ổn định được phân chia theo phiếu chế biến của từng mẻ

 Cấp khoảng 500-600 lít sữa vào bồn trộn Gia nhiệt lên 65 đến 70 độ C

 Sau đó, hạ nhiệt xuống 40 đến 45 độ C để trộn đường. 

Làm lạnh, tiêu chuẩn hóa

 Làm lạnh: Bơm hỗn hợp sữa sau khi trộn tới bộ làm lạnh dịch sữa xuống dưới 8 độ C

 Tiêu chuẩn hóa: Là quy trình sản xuất sữa mà hàm lượng các chất trong bán thành phẩm đảm bảo rằng chất lượng sản phẩm cuối cùng đạt tiêu chuẩn đã công bố

Đồng hóa, tiệt trùng

 Đây là công đoạn tiêu diệt hoàn toàn lượng vi sinh vật, bào tử và các

enzyme có trong sữa. 

 Kéo dài thời hạn sử dụng và bảo quản để sản phẩm có thể để được 6 tháng ở nhiệt độ thường

 Ngoài ra do tiệt trùng ở nhiệt độ dao trong thời gian ngắn nên hạn chế sự thay đổi tính chất của sữa

Rót vô trùng

Rót hộp được thực hiện trong hệ thống tiệt trùng khép kín

Ban đầu giấy cuộn được đưa qua máy dập code, trước khi đưa vào đóng gói phải được tiệt trùng bằng H2O2 nồng độ 35% ở 70 độ C và hệ thống tia cực tím tần số cao trong vòng 4s Sau đó máy tự động rót sản phẩm Sau khi rót xong máy tự động dán ống hút và theo băng tải ra khu vực đóng gói

Máy rót hoạt động theo cơ cấu đong thể tích, thể tích rót là 200ml. Tiến hành rót trong phòng vô trùng, toàn bộ thiết bị rót và bao bì đều phải vô trùng

2.4 Đóng gói, sản phẩm

Giúp cho quá trình vận chuyển dễ dàng hơn, hộp sữa sẽ theo băng tải chuyển ra bộ phận máy đóng gói để tạo thành lốc 4 hộp Hầu hết trong các dây chuyền hiện đại, quá trình này đều tự động.

Sau đó đóng thành thùng chứa 12 lốc Trên thùng ghi đầy đủ thông số về HSD, code, tên sản phẩm… Sản phẩm sữa tiệt trùng UHT được bảo quản ở nhiệt độ thường trong 6 tháng

3 Thiết bị chính trong dây chuyền sản xuất

3.1 bồn chứa và làm lạnh sữa nguyên liệu

Bồn chứa và làm lạnh sữa nguyên liệu là một thiết bị quan trọng trong dây chuyền sản xuất sữa, đảm bảo sữa thu hoạch từ trang trại được bảo quản ở điều kiện tối ưu trước khi xử lý, nhằm duy trì chất lượng và độ tươi, đồng thời hạn chế sự phát triểncủa vi khuẩn

• Bộ phận cảm biến: Hệ thống cảm biến nhiệt độ và cảnh báo sẽ theo dõi nhiệt độ sữa liên tục, giúp duy trì nhiệt độ ở mức mong muốn và báo động nếu nhiệt độ vượt ngưỡng an toàn.

• Tăng cường hiệu quả xử lý: Sữa được làm lạnh và bảo quản tốt sẽ tăng hiệu quả của các công đoạn tiếp theo, như thanh trùng và đồng nhất hóa.

3.2 máy tiệt trùng và đồng hóa

Máy tiệt trùng và đồng hóa là hai thiết bị quan trọng trong dây chuyền sản xuất sữa

và nhiều sản phẩm từ sữa Chúng đảm bảo chất lượng, an toàn vệ sinh và độ đồng nhất của sản phẩm, đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe của ngành công nghiệp thực phẩm

A máy tiệt trùng

Máy tiệt trùng là thiết bị giúp tiêu diệt vi khuẩn và vi sinh vật có hại trong sữa, giữ cho sản phẩm an toàn và kéo dài thời hạn sử dụng Có hai phương pháp tiệt trùng phổ biến trong ngành công nghiệp sữa

• Cấu tạo: Máy tiệt trùng thường có các bộ phận chính như bộ gia nhiệt, bồn chứa tạm thời, hệ thống làm lạnh nhanh và hệ thống cảm biến nhiệt độ

• Nguyên lý hoạt động: Sữa được bơm vào máy và được gia nhiệt nhanh đến nhiệt độ mong muốn Sau khi đạt thời gian quy định, sữa được làm lạnh để ngăn chặn sựphát triển của vi khuẩn còn sót lại Máy có hệ thống cảm biến để kiểm soát nhiệt độ và thời gian tiệt trùng

• Nguyên lý hoạt động: Sữa được bơm vào máy dưới áp suất cao, sau đó đi qua khe hẹp trong bộ phận đồng hóa Quá trình này khiến các hạt chất béo bị phá vỡ thành các hạt nhỏ li ti, phân tán đều trong sữa.

Trong dây chuyền sản xuất sữa, hai quá trình tiệt trùng và đồng hóa thường kết hợp với nhau:

1 Tiệt trùng trước đồng hóa: Đối với một số sản phẩm, sữa sẽ được tiệt trùng trước để tiêu diệt vi khuẩn, sau đó mới đồng hóa để đảm bảo độ đồng nhất

2 Đồng hóa trước tiệt trùng: Trong một số trường hợp, sữa được đồng hóa trước khi tiệt trùng để các hạt béo nhỏ không kết dính lại trong quá trình gia nhiệt

C Lợi ích của việc sử dụng máy tiệt trùng và đồng hóa

• Đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm: Tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, kéo dài thời gian bảo quản

• Duy trì và cải thiện chất lượng sữa: Đồng hóa giữ cho sữa không bị tách lớp và cải thiện kết cấu

• Tăng cường giá trị dinh dưỡng: Giảm kích thước hạt béo, giúp cơ thể dễ hấp thu

A Chức năng

• Trộn đều các thành phần: Bồn phối trộn giúp hòa trộn đồng nhất các thành phần nguyên liệu như sữa, nước, đường, chất béo, hương liệu, vitamin, và các chất bổ sung khác

• Phối trộn theo tỷ lệ mong muốn: Tùy theo yêu cầu sản phẩm, các thành phần sẽ được thêm vào và phối trộn theo tỷ lệ chính xác

• Điều chỉnh nhiệt độ: Một số bồn phối trộn có chức năng gia nhiệt hoặc làm lạnh

để kiểm soát nhiệt độ phù hợp, đảm bảo chất lượng hỗn hợp

• Ngăn tách lớp và lắng đọng: Đối với các dung dịch có thành phần khác nhau nhưsữa, bồn phối trộn giúp ngăn ngừa hiện tượng tách lớp, đảm bảo sản phẩm đồng nhất

• Hệ thống điều khiển tốc độ khuấy: Giúp điều chỉnh tốc độ trộn để phù hợp với

• Hệ thống gia nhiệt hoặc làm lạnh: Đối với một số sản phẩm cần duy trì nhiệt độ

cụ thể, bồn có thể tích hợp hệ thống gia nhiệt (như áo gia nhiệt) hoặc làm lạnh

• Nắp bồn và van xả: Nắp bồn kín để tránh nhiễm khuẩn và bay hơi Van xả giúp kiểm soát dòng chảy của hỗn hợp sau khi trộn xong

• Hệ thống cảm biến và điều khiển: Bồn phối trộn hiện đại thường tích hợp các cảm biến đo nhiệt độ, áp suất và mức chất lỏng, đảm bảo quá trình trộn được kiểm soát chính xác

3.4 máy đóng gói tự động

Máy đóng gói tự động là thiết bị có nhiệm vụ tự động hóa quá trình đóng gói sản phẩm, giúp nâng cao năng suất, giảm chi phí lao động và đảm bảo chất lượng đónggói đồng đều Trong ngành công nghiệp sữa và thực phẩm, máy đóng gói tự động

có vai trò thiết yếu để bảo quản sản phẩm và tăng thời gian sử dụng

3.4.1 Chức năng của máy đóng gói tự động

• Đóng gói sản phẩm: Máy có thể đóng gói các loại sữa, sữa chua, bơ, phô mai, cũng như các sản phẩm thực phẩm lỏng và rắn khác trong bao bì như hộp, túi, chai,hoặc ly

• Đảm bảo an toàn và vệ sinh: Quá trình đóng gói tự động hạn chế tiếp xúc trực tiếp của con người với sản phẩm, giảm nguy cơ nhiễm khuẩn và bảo đảm an toàn

vệ sinh thực phẩm

• Bảo quản và tăng thời hạn sử dụng: Đóng gói kín giúp ngăn ngừa sự tiếp xúc củasản phẩm với không khí, ánh sáng và vi khuẩn, kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm

3.4.2 Cấu tạo của máy đóng gói tự động

Máy đóng gói tự động có nhiều loại, tùy thuộc vào hình thức đóng gói và sản phẩm

cụ thể Tuy nhiên, hầu hết các máy đều bao gồm các bộ phận chính sau:

• Bộ phận cấp liệu: Đưa sản phẩm vào máy để chuẩn bị cho quá trình đóng gói Đối với sữa hoặc các sản phẩm lỏng, hệ thống bơm sẽ bơm sản phẩm vào từng đơn

vị bao bì

• Bộ phận tạo bao bì: Tạo ra bao bì từ cuộn màng hoặc từ các vật liệu khác và địnhhình bao bì theo yêu cầu (túi, hộp, chai, ly)

• Bộ phận hàn và niêm phong: Hàn kín miệng bao bì để bảo quản sản phẩm

Phương pháp hàn có thể là hàn nhiệt hoặc hàn siêu âm, tùy thuộc vào vật liệu bao bì

• Hệ thống điều khiển: Giúp điều chỉnh các thông số kỹ thuật của máy (tốc độ, nhiệt độ hàn, lượng sản phẩm đóng gói), thường là màn hình cảm ứng với các chứcnăng điều khiển tự động

• Hệ thống in ấn nhãn và hạn sử dụng: Một số máy tích hợp chức năng in ngày sảnxuất, hạn sử dụng, mã vạch và các thông tin khác lên bao bì

• Bộ phận cắt và tạo hình: Sau khi niêm phong, bao bì sẽ được cắt hoặc tạo hình theo thiết kế mong muốn

3.4.3 Các loại máy đóng gói tự động phổ biến trong sản xuất sữa

• Máy đóng gói dạng túi: Đóng gói sữa và các sản phẩm dạng lỏng vào túi nhựa, túi màng, túi giấy

• Máy đóng gói hộp: Máy đóng hộp chuyên dụng cho sữa, có khả năng tiệt trùng, giúp bảo quản sữa trong thời gian dài

• Máy đóng gói chai và ly: Được sử dụng cho sữa chua uống, sữa chua ăn, hoặc các sản phẩm sữa khác Bao gồm các công đoạn đóng chai và niêm phong nắp chaihoặc ly

• Máy đóng gói chân không: Được sử dụng để hút chân không và đóng gói các sảnphẩm cần môi trường không khí thấp, ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật

3.4.4 Lợi ích của việc sử dụng máy đóng gói tự động

• Tăng năng suất: Đóng gói tự động giúp tăng sản lượng, giảm thời gian sản xuất

và tiết kiệm chi phí lao động

• Đảm bảo chất lượng đồng đều: Định lượng sản phẩm và đóng gói với độ chính xác cao, giảm thiểu sự sai lệch về khối lượng và hình thức bao bì

• An toàn vệ sinh: Hạn chế sự tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm, giúp bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm

• Tiết kiệm chi phí: Giảm thiểu lỗi đóng gói và giảm lãng phí nguyên vật liệu, giúp tiết kiệm chi phí sản xuất