Thiết kế nhà máy sữa tươi tiệt trùng và phô mai

1. Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất sữa đi từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền: Sữa tươi tiệt trùng không đường, năng suất 15000 tấn sản phẩm/năm. Phô mai, năng suất 3,8 tấn sản phẩm/năm. MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1 Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT ............................................................ 2 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa ............................................................... 2 1.2. Vị trí đặt nhà máy .......................................................................................................... 2 1.3. Nguồn nguyên liệu......................................................................................................... 3 1.4. Thiết bị............................................................................................................................ 3 1.5. Giao thông vận tải .......................................................................................................... 3 1.6. Nguồn cung cấp điện, hơi, nước ................................................................................... 3 1.7. Hợp tác hóa .................................................................................................................... 4 1.8. Nguồn nhân lực .............................................................................................................. 4 1.9. Thị trường tiêu thụ sản phẩm ........................................................................................ 4 1.10. Vấn đề phát triển trong tương lai ................................................................................ 4 1.11. Tính khả thi .................................................................................................................. 5 1.12. Kết luận ........................................................................................................................ 5 Chương 2: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU ..................................................................... 6 2.1. Giới thiệu về nguyên liệu sữa ....................................................................................... 6 2.2. Nguyên liệu phụ ........................................................................................................... 12 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm sữa trên thế giới và ở Việt Nam .............. 14 Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH ..................................................................... 19 DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ............................................................................................ 19 3.1. Sơ đồ công nghệ .......................................................................................................... 19 3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ .......................................................................... 20 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ............................................................... 29 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy .................................................................................. 29 4.2. Tính cân bằng vật chất ................................................................................................. 31 4.3. Bảng tổng kết cân bằng sản phẩm .............................................................................. 41 Chương 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ ............................................................ 43 5.1. Bảng thống kê các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất sữa của nhà máy ... 43 5.2. Tính và chọn thiết bị .................................................................................................... 44 Chương 6: TÍNH TỔ CHỨC .......................................................................................... 66 6.1. Sơ đồ tổ chức ............................................................................................................... 66 6.2. Chế độ làm việc ........................................................................................................... 66 6.3. Tính nhân lực ............................................................................................................... 67 Chương 7: TÍNH XÂY DỰNG ..................................................................................... 71 7.1. Đặc điểm của khu đất xây dựng nhà máy .................................................................. 71 7.2. Các công trình xây dựng ............................................................................................. 72 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy ................................................................................. 86 Chương 8: TÍNH HƠI, NƯỚC ....................................................................................... 88 8.1. Tính hơi và nhiên liệu .................................................................................................. 88 8.2. Tính cấp thoát nước ..................................................................................................... 93 Chương 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM ................................................. 97 9.1. Kiểm tra sản xuất ......................................................................................................... 97 9.2. Kiểm tra thành phẩm ................................................................................................. 100 Chương 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ................................... 101 10.1. An toàn lao động ...................................................................................................... 101 10.2. Vệ sinh xí nghiệp ..................................................................................................... 103 KẾT LUẬN ........................................................................................................................... 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 106

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là sản phẩm tự nhiên giàu dinh dưỡng nhất, là sự kết hợp hài hòa giữa vitamin vàkhoáng chất” Những tiến bộ về khoa học thực phẩm ngày càng chứng minh giá trị đặcbiệt của sữa đối với đời sống con người

Cơ thể con người nếu được cung cấp sữa thường xuyên sẽ rất có lợi cho sức khoẻ.Trong những năm qua, sữa và các sản phẩm từ sữa đã trở nên rất quen thuộc đối với mọingười, mọi lứa tuổi, mọi gia đình Sữa là thành phần không thể thiếu để cải thiện thể trạngcủa người Việt Nam Tuy nhiên, nguồn sữa trong nước vẫn không đáp ứng đủ nhu cầucủa người dân Do đó, hằng năm, chúng ta vẫn phải tốn một khoản kinh phí lớn để nhậpnhiều loại sữa từ nước ngoài

Vì vậy, việc đa dạng hóa và tăng sản lượng các sản phẩm được chế biến từ sữa nhằmđáp ứng nhu cầu của người dân là một vấn đề quan trọng đối với công nghệ chế biến sữa.Trong đó, các sản phẩm phô mai và sữa tiệt trùng được sản xuất ngày một phong phú hơndưới nhiều cách trang trí bao bì khác nhau có tác dụng tích cực đến thị hiếu người tiêudùng

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, em xin đề xuất xây dựng nhà máy chế biến sữa gồm 2dây chuyền:

- Sản xuất tiệt trùng không đường năng suất 15000 tấn sản phẩm/năm

- Sản xuất phô mai tươi với năng suất 3,8 tấn sản phẩm/ca

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa

Sữa tiệt trùng và phô mai là hai loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, được conngười sử dụng ngày càng nhiều Trong những năm qua, chúng không những gia tăng về

số lượng, chất lượng mà còn đòi hỏi rất nghiêm ngặt về an toàn vệ sinh thực phẩm Vìvậy, việc đầu tư để xây dựng nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng và phô mai là rất cần thiết.Hơn nữa, xây dựng nhà máy còn góp phần giải quyết việc làm cho người lao động, nângcao tiềm lực kinh tế của nhà nước

Nhà máy được xây dựng đảm bảo các yêu cầu sau:

 Vị trí đặt nhà máy gần nguồn nguyên liệu và 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 lực đủ đáp ứng về số lượng và chất lượng

1.2 Vị trí đặt nhà máy

Từ những nguyên tắc trên, sau quá

trình nghiên cứu, chúng tôi chọn địa điểm

xây dựng nhà máy chế biến sữa tiệt trùng

và phô mai tại khu công nghiệp Phú Bài,

tỉnh Thừa Thiên Huế

Khu công nghiệp Phú Bài nằm cách

biệt khu dân cư Do đó, có khá nhiều

thuận lợi cho việc xử lý nước thải, tiếng

ồn, tránh ảnh hưởng đến đời sống nhân

dân địa phương

Khí hậu: Huế nằm trong vùng khí hậu

nhiệt đới gió mùa Một năm chia ra hai mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8 vàmùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 Nhiệt độ trung bình khoảng 25oC, độ ẩm trung bìnhkhoảng 85%, hướng gió chủ đạo là hướng đông nam Nhà máy được xây dựng trên khu

Hình 1.1: Khu công nghiệp Phú Bài

đất bằng phẳng, chịu lực và gần đường quốc lộ thuận tiện trong việc giao thông đi lại.

1.3 Nguồn nguyên liệu

Nguyên liệu chính để sản xuất sữa tiệt trùng và phô mai là sữa tươi, cream và sữa bộtnguyên cream

Nguyên liệu sữa tươi được thu mua tại các vùng lân cận như các huyện ở tỉnh QuảngNam, và việc vận chuyển nguyên liệu về Phú Bài tương đối gần, thuận tiện, dễ dàng choviệc sản xuất của nhà máy

Sữa bột nguyên cream: nhà máy nhập khẩu 100% sữa bột từ các công ty uy tín củaThụy Điển vì đây là một trong những quốc gia đi đầu trong ngành sản xuất sữa và đặc biệt

là sữa bột

Hiện nay công trình hầm Hải Vân đã hoạt động nên vấn đề giao thông có nhiều thuậnlợi theo đường bộ, ngoài ra nguyên liệu cũng có thể được nhập về qua đường thuỷ theocảng Chân Mây sau đó được chuyển về nhà máy bằng đường bộ

1.4 Thiết bị

Nhà máy có thể nhập các thiết bị hiện đại Ngoài ra, để giảm bớt chi phí ta có thể đặthàng tại các cơ sở để tự gia công một số thiết bị ở trong nước

1.5 Giao thông vận tải

Nhà máy được xây dựng ngay tuyến quốc lộ 1A, đồng thời giáp với tuyến đường sắtxuyên Việt, có đường thông sang Lào và Đông-Bắc Thái Lan cùng sân bay Phú Bài, Cảngbiển Chân Mây, lại cận kề các trung tâm kinh tế, thương mại, du lịch lớn như Đà Nẵng,Đông Hà…Hai đầu của thị trấn Phú Bài là hai ga đường sắt: ga Nông và ga Hương Thuỷ,đối diện với khu công nghiệp là sân bay Phú Bài Do đó việc vận chuyển nguyên liệu,trang thiết bị, sản phẩm sẽ rất dễ dàng

1.6 Nguồn cung cấp điện, hơi, nước

1.6.1 Điện

Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia với đường dây 110kV, 220kV

và 500kV qua trạm biến áp riêng Điện thế nhà máy sử dụng là 220V/380V Ngoài ra nhàmáy còn trang bị thêm một máy phát điện dự phòng để đảm bảo quá trình sản xuất liên

1.6.2 Hơi

Toàn bộ nguồn nhiệt sử dụng trong các công đoạn của quy trình sản xuất nhưthanh trùng, nâng nhiệt, CIP… đều được dùng hơi nước bão hòa lấy từ lò hơi riêng củanhà máy Nhiên liệu của lò hơi chủ yếu là dầu FO được mua từ các trạm xăng dầu địaphương Nhà máy có kho dự trữ nhiên liệu để đảm bảo cho sản xuất

1.6.3 Nước

Nước trong nhà máy được lấy từ nguồn nước của thành phố Nước thải của nhà máyđược qua khâu xử lý sơ bộ của nhà máy sau đó được đưa ra hệ thống xử lý tập trung củakhu công nghiệp trước khi xả ra môi trường

1.7 Hợp tác hóa

Nhà máy hợp tác với các nhà máy khác nằm trong khu công nghiệp như công ty biaHuế, công ty bao bì, nhà máy xử lý nước để cùng chung phát triển cơ sở hạ tầng, điện,nước nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư

1.8 Nguồn nhân lực

Do nằm trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế, là một trong những trung tâm kinh tế củakhu vực miền Trung, lại gần các khu tập trung dân cư đông đúc như Đà Nẵng, Đông Hànên nguồn lao động chân tay cũng như nguồn lao động kĩ thuật, cán bộ quản lý đủ đểcung cấp cho nhu cầu của nhà máy hoạt động ổn định và phát triển lâu dài

1.9 Thị trường tiêu thụ sản phẩm

Với sự thu hút ngày càng nhiều lao động ngoại tỉnh đến, Thừa Thiên Huế đang trởthành một thị trường tiêu thụ sản phẩm khá hấp dẫn với nhiều nhà sản xuất Ngoài ra,Thừa Thiên Huế còn là một trung tâm du lịch của miền Trung Tại đây, thu hút một lượnglớn khách du lịch đến với hành trình di sản miền Trung

1.10 Vấn đề phát triển trong tương lai

Ban đầu nhà máy chỉ sản xuất 2 loại sản phẩm là sữa tiệt trùng và phô mai Khi đãphát triển ổn định thì nhà máy sẽ đi vào sản xuất thêm các mặt hàng: sữa chua ăn, sữachua uống…bởi vì công nghệ và quy trình các sản phẩm trên có thể phát triển dựa trênmáy móc thiết bị sẵn có

+ Do nhà máy đặt gần nguồn nguyên liệu dồi dào, đảm bảo chất lượng cao mà giáthu mua hợp lý, ngoài ra nhân công rẻ, sẵn có ở địa phương kết hợp quy trình sản xuấthiện đại nên giá thành sản phẩm thấp Vì vậy có khả năng tiêu thụ cao và cạnh tranh vớimặt hàng cùng loại.

+ Do nguồn lao động tại địa phương có đáp ứng nhu cầu về số lượng và chấtlượng, các điều kiện khác như: giao thông, điện, nước và vấn đề cấp thoát nước rất thuậnlợi Cho nên nhà máy sẽ đi vào hoạt động ổn định và phát triển mạnh trong tương lai

+ Nguồn nguyên liệu sữa đang rất phong phú cùng với các chiếc lược tăng sảnlượng sữa hàng năm của địa phương và nhà nước chắc chắn sẽ đáp ứng nhu cầu vềnguyên liệu sữa tươi cho nhà máy

1.12 Kết luận

Từ những tìm hiểu và phân tích thực tế như trên, ta thấy việc xây dựng một nhà máysản xuất sữa tiệt trùng và phô mai tại khu công nghiệp Phú Bài, tỉnh Thừa Thiên Huế làcần thiết và khả thi, góp phần phát triển nền kinh tế tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng và nềnkinh tế Quốc gia nói chung

Chương 2: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU

2.1 Giới thiệu về nguyên liệu sữa

Sữa là một trong những loại thực phẩm của nhân loại lâu đời nhất và cần thiết nhất đãđược con người sử dụng từ 6500 năm TCN

Sữa tồn tại ở dạng lỏng có màu trắng đục, được tiết ra từ tuyến vú của động vật có vúchứa rất nhiều chất dinh dưỡng như: protein, lipid, muối khoáng, vitamin, enzim, cácnguyên tố vi lượng, các acid amin không thay thế…rất cần thiết cho con người [15] 2.1.1 Tính chất vật lý của sữa bò tươi

Nguyên liệu sữa tươi chủ yếu được sử dụng trong sản xuất là sữa bò Sữa là chất lỏngđục, độ đục là do chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên Màu sắc phụthuộc vào hàm lượng - caroten có mặt trong chất béo của sữa Sữa bò thường có màu

từ trắng đến vàng nhạt, có mùi vị đặc trưng, hơi ngọt Ngoài ra, sữa tươi còn có một sốtính chất vật lý như bảng 2.1

Bảng 2.1: Các tính chất vật lý của sữa bò tươi [4, tr 11]

2.1.2 Thành phần hóa học

2.1.2.1 Các hợp chất chứa nitơ của sữa

Mỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle (submicelle) hợp thành Tiểu micelle có

dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm bao gồm khoảng 10 phân tử casein kết

hợp lại với nhau Thành phần các casein s,  , và  trong tiểu micelle có thể thay đổitheo những tỉ lệ khác nhau Các phân tử svà  - casein nằm tập trung tại tâm tiểumicelle tạo nên vùng ưa béo, còn các phân tử  - casein được bố trí tại vùng biên tiểumicelle Phân tử  - casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác với s và  - casein ởvùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài vùng biên micelle

Casein là những protein có tính acid vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc acidglutamic và acid aspartic Các phân tử casein thường được phosphoryl hóa với nhữngmức độ khác nhau trên gốc serine và threonine

 Protein hòa tan:

+ - lactoglobulin: chiếm 7÷12 % protein trong sữa

+  - lactalbumin: là protein dạng hình cầu, là một protein có giá trị dinh dưỡng cao,thành phần các acid amin trong phân tử của nó rất cân đối

+ Peptone - proteose: bao gồm những phân đoạn protein khác nhau Chúng là sảnphẩm thủy phân từ - casein bởi plasmine

+ Immunoglobulin

Tiểu micelle

Phosphate

- caseinTương tác kỵ nướcĐầu ưa nước của - casein

Hình 2.1: Cấu tạo micelle của casein

pHopt = 6,87

+ Phosphatase: gồm phosphatase kiềm và acid

+ Lysozyme: tương đối bền nhiệt, pHopt = 7,9; hàm lượng 130 μg/l

+ Protease: có mặt trong màng bao quanh cầu béo trong sữa liên kết với casein, kết tủacùng với casein ở pH = 4,6 Protease có pHopt = 4

2.1.2.2 Đường lactoza

Đường lactoza trong sữa có hàm lượng trung bình 50 g/lít và tồn tại dưới hai dạng:

- Dạng α – lactose monohydrate C12H22O11.H2O (phân tử α – lactose ngậm 1 phân

tử nước)

- Dạng β – lactose anhydrous C12H22O11 (phân tử β – lactose khan nước)

Tỷ lệ giữa α – lactose monohydrate và β – lactose anhydrous trong sữa phụ thuộc vàogiá trị pH và nhiệt độ

Lactoza là gluxit thuộc nhóm diholozit.

Trong sữa đường lactoza luôn ở trạng thái hòa tan, khả năng hòa tan và kết tinh củalactoza cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa Hai đường , -lactozaluôn tồn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng này được thayđổi bởi nhiệt độ

Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi sinh vật để tạo ra các sản phẩmkhác nhau Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men

C12H22O11.H2O 4 CH3CHOH-COOH

Lactoza Axit lacticNhìn chung, phản ứng này có liên quan đến việc sản sinh các sản phẩm phụ với sốlượng khác nhau tuỳ thuộc vào chủng loại vi khuẩn chính của sự biến đổi và điều kiệnbiến động

2.1.2.3 Chất khoáng

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8 10 g/l Các muối trong sữa ở dạnghòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein) Trong đó, muối canxi có ý nghĩa rất lớnđối với con người đặc biệt là trẻ em Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoàCa/P = 1/1,3 ở dạng cơ thể dễ hấp thụ

Muối canxi cũng có ý nghĩa quan trọng trong chế biến các sản phẩm sữa Khi sữa cóhàm lượng canxi thấp, sữa sẽ không bị đông tụ hoặc đông tụ rất chậm Ngược lại, nếu sữa

có hàm lượng canxi cao thì sẽ bị đông tụ bởi renin nhanh hơn nhưng sữa (gel đông tụ) lạikhông mịn Trong sữa, canxi nằm dưới dạng các hợp chất canxi caseinat, canxi phosphat,canxi limonat

Muối kali và natri có tác dụng giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩmthấu ở trạng thái bình thường

Các muối của acid phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụng giữ cânbằng hệ muối và hệ keo của sữa

Ngoài ra, sữa còn có chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo… Chúng cầnthiết cho quá trình dinh dưỡng của con người Một số nguyên tố độc hại như Pb, As… đôikhi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa bò

2.1.2.4 Chất béo

Bảng 2.3: Thành phần chất béo trong sữa bò [4, tr 28]

Thành phần Hàm lượng (% so với tổng khối lượng chất

- Cholesteride: Ester củaacid béo và cholesterol

- Ceride: Ester của acidbéo và rượu cao phân tử

Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất béo có

độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hoà tan (A, D, E) Ðối với các sản phẩm sữalên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái của sản phẩm

Đặc tính lí- hoá của chất béo:

Chỉ số iod ( theo Hubl ) : 25 -45

Chỉ số xà phòng hóa ( theo Koettstorfer ) : 218 -235

Chỉ số axit bay hơi không hòa tan ( Polenske ) : 1,5 - 3

Chỉ số axit bay hơi hòa tan được( Reichert) : 26 -30

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0,1 ÷ 20

μm Trong 1ml sữa có khoảng 10 ÷ 15 tỷ hạt cầu béo Sự cân bằng về cấu trúc của các

tiểu cầu béo là điều kiện quyết định cho sự ổn định của chất béo có trong sữa Nếu takhông đồng hóa sữa, sau một thời gian bảo quản, các hạt cầu béo có xu hướng kết hợp lạivới nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt là euglobulin Do tỷ trọng các hạtcầu béo nhỏ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực đẩyArchimede và tạo nên váng sữa

+ Vitamin tan trong chất béo: A, D, E

+ Vitamin tan trong nước: B1, B2, B6, B12, C, H, PP, axit pantothenic, axitfolic

- Enzim bao gồm:

+ Enzim thủy phân: lipaza, phosphotaza, galactaza và amylaza

+ Enzim oxy hóa khử sinh học: reductaza, lactoperoxydaza,catalaza

2.1.2.6 Vi sinh vật trong sữa

quan đến riboflavin, trong sữa còn có hợp chất chlorophyl màu xanh lá cây nhưng khôngnhiều.

2.2 Nguyên liệu phụ

Các nguyên liệu phụ để sản xuất sữa tươi tiệt trùng và phô mai bao gồm sữa bộtnguyên kem, cream, CaCl2, NaCl, enzime chymosin, men khô, chất ổn định

2.2.1 Sữa bột nguyên cream

Sữa bột nguyên cream được chế biến từ sữa bò tươi không hiệu chỉnh hàm lượng chấtbéo, đóng vai trò quan trọng trong việc bổ sung và cân bằng protein cho sản phẩm Sữabột nhà máy sử dụng là sữa nhập khẩu 100% từ Thụy Điển theo tiêu chuẩn TCVN: 5538– 2002:

Yêu cầu kĩ thuật:

- Hàm lượng chất béo sau hoàn nguyên: 3,0 ÷ 3,7 %

- Màu sắc: màu trắng sữa đến màu kem nhạt

- Mùi: thơm đặc trưng của sữa bột nguyên kem, không có mùi lạ

- Vị: vị ngọt nhẹ, béo đặc trưng của sữa, không bị đắng hay có vị lạ

- Trạng thái: đồng nhất, có thể có cục nhỏ, dễ dàng bóp vụn, không có tạp chất

- Chỉ số không hòa tan: ≤ 1/50

- Sữa được bảo quản trong kho thoáng mát, nhiệt độ từ 15÷ 20oC

2.2.2 Cream

Cream là phần giàu béo của sữa và được tách ra nhằm phục vụ cho nhu cầu con người.Cream là một sản phẩm linh động, có thể dùng làm bán thành phẩm hoặc bán trực tiếptrên thị trường

Một số đặc điểm và tính chất của cream:

- Là phần nhẹ nhất trong sữa

- Có những thành phần chính giống của sữa nhưng với hàm lượng khác so với sữa.Hàm lượng béo trong cream cao hơn sữa nhưng hàm lượng nước và chất khô không béo(chủ yếu là protein và đường lactose) thì ít hơn

- Hàm lượng béo trong cream ban đầu cỡ 3545% Tuy nhiên, hàm lượng béo

trong cream có thể thay đổi bằng cách chuẩn hóa với sữa gầy.

- Giống như sữa thì cream cũng là 1 hệ nhũ tương dầu - nước Các giọt cầu béocũng phân tán trong môi trường vừa có protein, đường lactose, khoáng và một số vitamin

- Cream có nhiều béo nên có độ nhớt cao

Ngày nay độ nhớt của cream có thể điều chỉnh được dựa vào điều chỉnh quá trình sảnxuất, tạo nên rất nhiều sản phẩm cream có độ nhớt khác nhau nhưng hàm lượng béo nhưnhau

 Cream được phân loại dựa trên hàm lượng béo trong sản phẩm:

Clotted cream : 55%, thanh trùng

Double cream : 48%, thanh trùng, bảo quản lạnh đông

Whipping cream : 38-40%, thanh trùng, bảo quản lạnh hay lạnh đông

Whipped cream : 35%, thanh trùng, có hàm lượng đường tương đối cao và cóthể được bổ sung thêm các thành phần khác, bảo quản lạnh đông

Sterilised cream : 23%, tiệt trùng

Sterilised half cream : 12%, tiệt trùng, có thể có thêm các thành phần khác

Single cream : tối thiểu 18%, tiệt trùng UHT, bảo quản lạnh hay lạnh đông.Half cream : tối thiểu 12%, tiệt trùng UHT

2.2.3 Men khô

Men khô được sử dụng trong quá trình lên men tạo thành sản phẩm phô mai

Vi sinh vật được sử dụng ở đây thuộc nhóm vi khuẩn Lactic ưa ấm: Lactococcus

cremoris và Leuconotoc lactis Lactococcus cremoris có pHopt = 6,0 - 6,5, toopt = 28 - 32oC

Leuconotoc lactis có toopt= 29 - 34oC, pHopt = 6,0 - 6,5

Bảng 2.4: Chỉ tiêu của men khô

- Leuconotoc lactis

Bao bì 3 lớp

Thời hạn sử dụng 5 °C: HSD 6 tuần

2.2.4 Tác nhân đông tụ

Để sản xuất phô mai người ta phải tiến hành đông tụ casein trong sữa sau đó cắt khốiđông để chế biến tiếp Vì vậy cần có tác nhân đông tụ casein, thường sử dụng enzimchymosin (rennet) có hoạt độ 1/10000 ÷ 1/15000

2.2.5 Nước

Nước sử dụng trong nhà máy là nước RO được xử lý theo phương pháp thẩm thấungược để loại bỏ 98% các muối hòa tan, các kim loại nặng (Fe2+, Pb2+, Sn2+, Mn2+…).Ngoài ra, nước RO còn được xử lý triệt để các độc tố gây bệnh, melin, các thành phần:

NO2, NO3, NH4, Asen Tiêu chuẩn đối với nước RO sử dụng trong quá trình sản xuất là:

Bảng 2.5: Chỉ tiêu công nghệ của nước

Chỉ tiêu

cảm quan

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm sữa trên thế giới và ở Việt Nam

2.3.1 Tổng quan về ngành sữa trên thế giới

Giá sữa thế giới đã có những thay đổi nhanh chóng và có thể cơ sở của sự thay đổi này

là các kho dự trữ lớn đối với bơ và sữa gầy ở Hoa Kỳ và ở EU

Tổng lượng sữa thương mại trong số các nước được lựa chọn trung bình khoảng 1,05triệu tấn/năm từ 2005 đến 2008 Năm 2009, mặc dù bị ảnh hưởng nặng nề của suy thoáikinh tế toàn cầu nên xuất khẩu sữa bột gầy giảm 4% xuống 1,01 triệu tấn

Hình 2.2: Giá (FOB) đối với sữa bột gầy, bơ và pho mát ở châu Đại Dương [1, tr 1]

Dù cho giá thị trường có thể được điều chỉnh thế nào thì nhu cầu tiêu dùng sữa trongnăm 2010 cũng được cải thiện Dự báo năm 2010 về xuất khẩu sữa của Hoa Kỳ tăngkhoảng 16% và 7% Năm 2009, mặc dù xuất khẩu phô mai giảm 21% so với kỉ lục củanăm 2008 nhưng lại cao hơn trung bình của cả giai đoạn 2005-2009

Bảng 2.6: Dự báo sản lượng sữa năm 2010 ở một số nước sản xuất chính [1, tr 3]

Giá sữa bột gầy trên toàn cầu năm 2010 có thể tăng, xuất khẩu ở Hoa Kỳ và EU đượchồi phục và xuất khẩu của NeW Zealand giảm đáng kể Sau khi giảm 34% năm 2009,xuất khẩu sữa bột gầy của Hoa Kỳ có thể tăng 16 %, đạt 300.000 tấn trong khi xuất khẩucủa EU được dự báo tăng 26%, đạt 225.000 tấn

Về nhập khẩu, Trung Quốc trở thành thị trường chính cho sữa bột béo với tốc độ tăngtrưởng gấp 3,5 lần, đạt tới số lượng 165.000 tấn năm 2009 Khi xảy ra vụ tai tiếng về

sản xuất trong nước thì lại trở thành nhân tố quan trọng giải thích cho sự tăng trưởng nhậpkhẩu tăng vọt này

Bảng 2.7: Sản lượng sữa ở một số nước trên thế giới [1,tr 5]

Bảng 2.8: Tiêu dùng sữa ở một số nước [1, tr 7]

2.3.2 Tổng quan về ngành sữa Việt Nam

Việt Nam đang trong giai đoạn tăng trưởng và phát triển kinh tế mạnh mẽ với tốc độ

“thần tốc” kéo theo mức thu nhập, mức sống của người dân cũng được cải thiện rõ rệt.Hiện nay thị trường sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và rất nhiều doanh nghiệpphân phối sữa chia nhau một thị trường tiềm năng với hơn 80 triệu dân như: Vinamilk,Nestle, Dutch Lady, Nuti Food, Lothamilk, F&N, Hanoimilk, Bình Định…Trong số đó,

công ty cổ phần sữa Việt nam Vinamilk là lớn nhất với 9 nhà máy với tổng công suất quy

ra sữa tươi trên 1,2 tỷ lít/năm Thị phần của Vinamilk chiếm tới 80 - 85% theo từng chủngloại, sản phẩm, chiếm lĩnh thị trường nhiều năm, gần như độc quyền về sản xuất và tiêuthụ

Tuy nhiên, do đường lối mở của và khuyến khích đầu tư của Đảng và nhà nước,trong mấy năm gần đây đã có một số dự án đầu tư có vốn của nước ngoài và đầu tư trongnước với các loại hình kinh doanh: nhà nước, tư nhân cổ phần… Ví dụ: Liên doanh sữaForemost Hà Lan với tỉnh Bình Dương đã đưa ra thị trường nhiều loại sản phẩm sữa đượcngười tiêu dùng chấp nhận về chất lượng, giá cả và chiếm được trên 10% thị phần, mở rakhả năng phát triển tốt trong tương lai

Đối với các nước Châu Á nói chung và nước ta nói riêng, do đàn bò sữa khôngnhiều, năng suất thấp, giá thành sản xuất cao hơn nên các nước đều phải nhập khẩunguyên liệu sữa đến 70 - 80% Ngành sữa đều lựa chọn công nghệ và thiết bị hiện đại, bao

bì đặc biệt của các nước phát triển để đảm bảo chất lượng và bảo quản với thời gian dài,nên giá cả thiết bị, bao bì tương đương nhau đối với các nhà đầu tư Vì vậy sự cạnh tranhthực chất là cạnh tranh về trình độ quản lý để hạ giá thành và tiêu thụ với số lượng nhiều,thị phần lớn trong nước là chủ yếu

Từ phân tích trên, ngành sữa nước ta có thể cạnh tranh được với các sản phẩm củacác nước khu vực nếu nâng cao trình độ quản lý, tăng các chính sách ưu đãi khi mua sữatươi trong nước đảm bảo giá sữa tương tự như giá sữa nguyên liệu nhập khẩu

Bảng 2.9: Giá trị xuất nhập khẩu sữa và các sản phẩm sữa giai đoạn 2000 – 2008

Bảng 2.10: Tình hình tiêu thụ sữa ở nước ta [1, tr 9]

Tiêu thụ sữa nội

Melamin được xem là ít độc đối với người lớn nhưng gây tác hại nghiệm trọng đốivới trẻ em Là vì sữa formula dành cho trẻ em thiếu sữa mẹ dưới sáu tháng tuổi phảidùng dạng sữa nhái sữa mẹ này, bị trộn melamin Điều chế sữa formula đòi hỏi côngnghệ cao và sản xuất quy mô lớn để hạ giá thành Do lợi nhuận kếch xù, nhiều loạiformula không đạt yêu cầu chất lượng dành cho trẻ trong tình trạng thận chưa pháttriển cũng được lưu hành trên thị trường

Tại sao người ta lại pha trộn melamin vào sữa?

Bởi vì 66 % melamin là nitrogen Nếu pha melamin vào sữa, khi kiểm nghiệmbằng hai phương pháp Kjeldahl và Dumas thì hàm lượng protein trong sữa giatăng Lượng protein tăng cũng có nghĩa là giá sữa tăng theo Một cách lường gạt cókhoa học Một cách làm giàu bất chính!

Như vậy phải làm gì? Thực phẩm không chỉ là dinh dưỡng và mùi vị, mà còn đóngvai trò quan trọng trong công cuộc phòng bệnh ở qui mô cộng đồng Do đó, đã đến lúc

kĩ nghệ thực phẩm cần phát triển những tiêu chí đạo đức kinh doanh tương tự như yđức và đạo đức khoa học trong ngành y

Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH

DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ3.1 Sơ đồ công nghệ

Kiểm tra, lọcSữa tươi

Lên men (29 -320C)

Đông tụ (18 - 220C)

Tách huyết thanh sữa

Ướp muối và tách huyết thanh sữa

Rót hộp, kiểm tra

Chuẩn hóa

d2 NaCl (37 %)

Đồng hóa

d2 CaCl2

Phô mai

Giống

vi khuẩn Lactic

Huyết thanh

Thanh trùng (720C) và làm nguội (29 - 320C)

Enzim

chymosin

W=60 %

W=63 %Bao bì

Bao bì

W=83 %W=88 %

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.1 Thuyết minh công đoạn chung cho cả hai dây chuyền

3.2.1.1 Thu nhận và vận chuyển nguyên liệu

từ 8h – 10 h, buổi chiều từ 16 h – 18 h Nhiệt độ của sữa khi đến nhà máy phải dưới 12oC

Hình 3.1: Sơ đồ thu nhận sữa từ xe lạnh vào thùng tạm chứa

3.2.1.2 Kiểm tra, lọc

 Kiểm tra:

- Mục đích:

+ Kiểm tra chất lượng của sữa để định giá sữa nguyên liệu và có biện pháp xử lý

sơ bộ sữa trước khi đưa vào sản xuất

- Tiến hành:

+ Trước tiên, cán bộ kĩ thuật của nhà máy sẽ lấy mẫu tiến hành kiểm tra nhanh một

số chỉ tiêu chất lượng để định giá trị và có cho phép nhận sữa hay không Các chỉ tiêu

kiểm tra nhanh là: cảm quan, độ tươi Sữa không đạt yêu cầu được loại bỏ Sau đó lại tiếnhành kiểm tra tiếp độ acid, tỷ trọng, độ khô, hàm lượng chất béo, chỉ tiêu vi sinh vật, chỉtiêu dư lượng kháng sinh

+ Sữa đủ tiêu chuẩn được bơm từ xe qua bộ bài khí rồi đi qua bộ lọc để loại bỏ tạpchất thô còn lẫn trong sữa Tiếp đó, sữa được làm lạnh xuống 4 – 6oC và đưa vào bồnchứa lạnh để bảo quản chờ đem đi chế biến Ở điều kiện này, sữa nguyên liệu có thể giữtốt nhất trong vòng 2 ngày

Bảng 3.1: Các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và phương pháp kiểm tra nguyên liệu sữa tươi

- Màu: trắng ngà đặc trưng

- Mùi vị: ngậy, có vị ngọt mát, thơm đặc

trưng, không có mùi vị lạ

- Trạng thái: đồng nhất, không tách bơ

- Xác định bằng thử gốc khángsinh Delvotest SP của hãng DukeThomson’s International

+ Thiết bị lọc ly tâm gần giống với thiết bị tách mỡ sữa Dòng sữa sau khi gia nhiệtlên 40 ÷ 45oC được chảy đến thiết bị có hình bát úp quay tròn với tốc độ lớn (30004000vòng/phút), các chất cặn được tách ra và bám vào bên trong của thiết bị dưới dạng bùn

thông các lỗ thoát bùn được lắp trên thành của thiết bị Hệ thống tháo cặn của thiết bịđược điều khiển bằng chương trình máy tính.

3.2.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng không đường

3.2.2.1 Xử lý nhiệt

+ Nâng nhiệt độ của sữa để tăng hiệu quả quá trình bài khí, đồng hóa

+ Làm biến tính các phân tử protein kém bền nhiệt (protein của huyết thanh sữa),ngưng kết muối canxi xitrat trong thùng chứa giúp ổn định thành phần protein trong sữa.+ Ức chế sự phát triển của vi sinh vật

Sữa nguyên liệu được gia nhiệt bằng thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng OTTA-5 củahãng Tetrapak Bộ phận chính của thiết bị này là những bản mỏng hình chữ nhật làm bằngthép không rỉ có chiều dày 0,6 mm Mỗi tấm có 4 lỗ tại 4 góc và hệ thống các đường rãnhtrên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt Các bản được ghép vớinhau tạo thành những hệ thống đường vào, ra cho nguyên liệu và chất tải nhiệt

Sau khi vào thiết bị, nhiệt độ của sữa được nâng lên 9095oC trong 20 phút rồi đượclàm nguội về 65 -70oC trước khi ra khỏi thiết bị

3.2.2.2 Bài khí

Tách khí phân tán và hòa tan, loại bỏ những hợp chất dễ bay hơi có mùi khó chịutrong sữa nhằm tăng hiệu suất của các thiết bị truyền về sau và cải thiện hương vị của sảnphẩm

 Tiến hành:

Nhà máy sử dụng thiết bị bài khí chân không loại DART-10 dạng hình trụ đứng, đáynón Dưới nắp thiết bị có bộ phận ngưng tụ được nối với bơm chân không Sữa được bơmvào thiết bị theo phương tiếp tuyến, các khí phân tán và một phần hơi thoát ra khỏi sẽ làmtăng tốc độ chuyển động của dòng sữa dưới đáy thiết bị Toàn bộ hỗn hợp khí và hơi thoát

ra được đi vào bộ phận ngưng tụ, chuyển sang dạng lỏng rồi chảy xuống phía đáy thiết bị.Nhiệt độ làm việc bên trong thiết bị là 60 - 65oC, độ chân không 556 mmHg

Nhà máy sử dụng thiết bị đồng hóa 2 cấp Tetra Alex 2 của hãng Tetrapak

Nguyên liệu được đưa vào thiết bị đồng hóa bởi bơm pittông, bơm sẽ tăng áp lực cho

hệ nhũ tương tại vị trí đầu khe hẹp Sữa đi qua khe hẹp với áp lực cao được làm giảm kíchthước, tăng bề mặt tiếp xúc và phân bố đều trong pha liên tục

Thiết bị đồng hóa làm việc ở áp suất 200-250 bar, nhiệt độ 55-80oC Vận tốc dòng sữalúc vừa mới ra khỏi khe hẹp là 200-300 m/s.

3.2.2.5 Tiệt trùng, làm nguội

+ Tiệt trùng: dùng nhiệt độ cao, thời gian ngắn để tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật chịunhiệt có khả năng sinh bào tử và vô hoạt không thuận nghịch những enzim có trong sữa,nhằm tăng thời gian bảo quản sữa Do thời gian tiệt trùng ngắn nên cấu trúc và hương vịsữa không bị thay đổi đáng kể

+ Làm nguội: Đưa dịch sữa về nhiệt độ môi trường nhằm tránh những biến tính tiếptheo của sữa ở nhiệt độ cao, tiếp tục tiêu diệt vi sinh vật để rót bao gói tránh hiện tượngđọng sương trên bao bì

Sữa sau khi tiệt trùng, làm nguội được dẫn qua bồn chờ rót loại Tetra Alsafe SV

thể tích rót là 180ml Tiến hành rót trong phòng vô trùng Sau khi rót xong thiết bị tiếp tụcghép mí hộp giấy và đưa ra băng tải để đến máy dán ống hút và bọc nilon để tạo thành lốc

4 hộp

+ Đóng thùng 12 lốc/thùng

+ Trên thùng ghi đầy đủ các thông số về HSD,

code giờ, ca sản xuất, tên sản phẩm

Quá trình rót được thực hiện trên máy rót và bao

gói tự động Tetrapak

3.2.3 Thuyết minh dây chuyền sản xuất phô mai

3.2.3.1 Công đoạn chuẩn hóa

Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô và chất béo trong sữa Đối với sản phẩm phô mai tươi

là phô mai có hàm lượng béo cao nên ta bổ sung thêm cream

 Tiến hành:

Cream từ thùng chứa được bơm vào thiết bị chuẩn hóa theo tỷ lệ đã tính toán sẵn.Dưới tác dụng của cánh khuấy, khối nguyên liệu được trộn đều Ngoài ra, công đoạn nàycần bổ sung CaCl2 để tăng khả năng đông tụ của casein sau này

Sử dụng thiết bị đồng hóa Tetra Alex 2 như dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng

Hình 3.2 Cấu tạo bao bì giấy

Tetra Brik Aseptic

 Tiến hành:

Đầu tiên, ta cấy giống, sử dụng vi khuẩn lactic và tiến hành nhân giống trong môitrường sữa có hàm lượng chất khô: 10-11% (môi trường được thanh trùng ở nhiệt độ:110-115oC, trong thời gian 10 phút), thực hiện ở 31oC

Thường sử dụng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm (Lactococcus cremoris, Leuconotoc

lactis) để sản xuất phô mai tươi.

Sữa đã làm nguội được đưa vào thiết bị lên men 2 vỏ có cánh khuấy, giống vi khuẩnlactic được cấy vào sữa theo tỉ lệ 1-3% Hỗn hợp được khuấy trộn đều để đạt được độđồng nhất Quá trình lên men lactic được thực hiện ở 2932oC trong 12 giờ Khi giá trị

pH sữa giảm xuống 5,8 thì được bơm qua bể đông tụ [4, tr 159]

3.2.3.5 Đông tụ và tách huyết thanh

Sử dụng enzim chymosin để chuyển cazein trong sữa từ dạng keo sang khối đông vớicấu trúc gel nhằm tạo ra sản phẩm phô mai có độ đặc, độ mịn và độ nhớt đặc trưng

 Tiến hành:

Bổ sung lượng chế phẩm rennet với tỉ lệ 510g/100kg sữa Rennet được hoà tan vớinước với tỷ lệ 110 rồi cho vào bể đông tụ Nhiệt độ đông tụ được duy trì ở 1822oC vàkéo dài khoảng 46 giờ Tại thời điểm kết thúc quá trình đông tụ, giá trị pH giảm xuống4,504,55

Ở đây nhà máy sử dụng thiết bị đông tụ sữa thế hệ mới Tetra Tebel O-Vat là thiết bị

có dạng hình trụ, nằm ngang và được đặt lên 4 chân đỡ Xung quanh thiết bị là lớp vỏ áochứa tác nhân điều nhiệt, trên trục chính của thiết bị bố trí cánh khuấy và dao cắt, hệ thốngđược xoay nhờ motor trong quá trình sử dụng Bộ phận tách huyết thanh sữa là một ốnghình trụ có đục lỗ nhỏ, nhờ đó các khối đông được giữ lại còn huyết thanh sữa sẽ đượcbơm đưa ra ngoài Ngoài ra thiết bị còn có đầu phun giúp đưa chất tẩy rửa vào vệ sinhthiết bị theo chế độ tự động và nắp đậy có thể tháo rời để quan sát và phục vụ cho việc vệsinh khi cần thiết

Ta sử dụng thiết bị ướp muối cho phô mai ép bánh để ướp muối cho phô mai tươi

 Tiến hành:

Phô mai thành phẩm cho qua máy rót

Bencopack để rót vào các hộp plastic nhỏ có trọng

lượng 200g/hộp Quá trình bao gói được thực hiện

trong khu vực đảm bảo vệ sinh vô trùng để tránh

nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm Các

hộp phô mai được cho vào thùng carton rồi đem

vào kho bảo quản

Hình 3.3: Hộp phô mai tươi

Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

4.1.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu sữa bột nguyên cream được chế biến từ sữa tươi nên vẫn đảm bảocung cấp quanh năm Nhưng do nhu cầu thị trường cũng như điều kiện sản xuất của nhàmáy nên nhà máy chọn tháng 11 ngừng sản xuất để vệ sinh, bảo dưỡng thiết bị và nhàxưởng Do đó sữa tươi nguyên liệu được nhập về nhà máy theo biểu đồ sau:

Bảng 4.1: Biểu đồ nhập nguyên liệu

x:

Nhà máy có nhập nguyên liệu

-: Nhà máy không nhập nguyên liệu

4.1.2 Biểu đồ sản xuất

Nhà máy hoạt động với hai dây chuyền sản xuất chính:

- Dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng không đường, năng suất 15000 tấn sản phẩm/ năm.

- Dây chuyền sản xuất phô mai tươi, năng suất 3,8 tấn sản phẩm/ca.

Dựa vào bảng nhập nguyên liệu, ta thấy tất cả các tháng đều nhập trừ tháng 10 Đốivới tất cả các loại máy móc thiết bị, nhà xưởng… sau một thời gian sản xuất đều phảiđược vệ sinh, bảo dưỡng Mặt khác, nhà máy đặt tại miền Trung mà tháng 11 hay xảy ramưa bão dễ ảnh hưởng đến sản xuất, lượng nguyên liệu đầu vào và nhu cầu trên thịtrường cũng giảm hơn so với mùa nắng

Nhà máy làm việc theo ca, thời gian làm việc một ca là 7,5 giờ, khoảng thời gian 0,5giờ dùng để giao ca và vệ sinh phân xưởng sản xuất và vệ sinh thiết bị Công nhân trongphân xưởng được nghỉ các ngày chủ nhật và các dịp lễ, Tết

Các tháng: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 làm việc 3 ca/ngày Vì trong những tháng này ở khu vựcmiền Trung là mùa nắng nên nhu cầu tiêu dùng sữa tăng vọt, sức mua lớn nên để đáp ứngnhu cầu của người tiêu dùng và tăng doanh thu thì nhà máy làm việc hết công suất

Các tháng: 1, 9, 10, 12 làm việc 2 ca/ngày Vì đây là những tháng của mùa mưa lượngnguyên liệu không đảm bảo và khả năng tiêu thụ sản phẩm không tăng.

Bảng 4.2: Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy

-: nhà máy không sản xuất

Bảng 4.3: Biểu đồ bố trí sản xuất cho từng mặt hàng trong 1 năm

Tháng Số ngày

sản xuất

+ Tổng số ngày sản xuất trong 1 năm là 279 ngày

+ Tổng số ca sản xuất trong 1 năm là 733 ca

Tháng

Ca

4.2 Tính cân bằng vật chất

4.2.1 Số liệu ban đầu

- Sữa tươi tiệt trùng năng suất 15000 tấn sản phẩm/năm

- Phô mai: năng suất 3,8 tấn sản phẩm/năm

 Yêu cầu nguyên liệu:

- Sữa tươi: tổng chất khô 12 % trong đó có 3,5 % chất béo

- Sữa tiệt trùng: tổng chất khô không đường 12,5 %

- Phô mai tươi: hàm lượng chất khô 40 %, trong đó có 1,5 % muối

4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sữa tươi tiệt trùng

Sữa tươi tiệt trùng năng suất 15000 tấn sản phẩm/năm

Ta tính tỉ trọng của sữa ở 15,5oC theo công thức:

0

15,5 C 100

d = F SNF

+ + W 0,930 1,608

(g/cm3) (1) [4, tr 13]

Trong đó:

F (Fat): Hàm lượng chất béo có trong sữa (% khối lượng): F = 3,5%

SNF (Solids non fat): Hàm lượng chất khô không béo có trong sữa (% khốilượng): SNF = 12 - 3,5 = 8,5%

W: Hàm lượng nước có trong sữa (% khối lượng)

500 , 8 930 , 0

500 , 3

5 ,

15 0

cm g

Giả sử hao hụt qua các công đoạn như sau:

Bảng 4.4: Bảng tiêu hao các công đoạn trong sản xuất sữa tiệt trùng không đường





 100

100

[7, tr 22]

Với:

S: lượng nguyên liệu còn lại sau một công đoạn trên một đơn vị sản phẩm

X: tổng nguyên liệu hao phí qua từng công đoạn, tính bằng % nguyên liệu đầu (lấytheo bảng 4.4)

 Lượng dịch sữa thành phẩm sau khi rót vào hộp là 20,464 (tấn/ca):

 Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn hiệu chỉnh chất khô:

Để sản phẩm tăng hàm lượng chất khô từ 12 % đến 12,5 %, ta sử dụng sữa bột nguyêncream có hàm lượng chất khô 98 %:

Ta có:

Trong đó:

m : sữa bột nguyên kem chứa 98 % chất khô

M : lượng sữa nguyên liệu và sữa nguyên cream vào công đoạn hiệu chỉnh chấtkhô

M3: sữa sau khi hiệu chỉnh chất khô chứa 12,5 % chất khô

M4: sữa nguyên liệu chứa 12 % chất khô

 Lượng dịch sữa và sữa nguyên cream trước khi vào hiệu chỉnh chất khô là:

m M

Vậy: Lượng sữa bột nguyên kem cần thêm vào là: m = 0,126 (tấn/ca)

Lượng sữa nguyên liệu trước khi vào công đoạn hiệu chỉnh chất khô là:

Hình 4.1: Sơ đồ hiệu chỉnh chất khô

M4, 12 %

M3, 12,5 %

m, 98 %

4.2.3 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất phô mai

Phô mai có năng suất 3,8 tấn sản phẩm/ca

Yêu cầu sản phẩm phô mai: hàm lượng chất khô 40 % trong đó 1,5 % muối

Giả sử trong sản xuất phô mai, chỉ có công đoạn ướp muối và tách huyết thanh có haohụt ẩm đáng kể Như vậy, hao hụt nguyên liệu trong các công đoạn ướp muối và táchhuyết thanh gồm sự hao hụt về ẩm và sự hao hụt về khối lượng trong quá trình sản xuất

W - 100

W

W  100 [4, tr 113]

W1: Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu (%)

W2: Độ ẩm sau của nguyên liệu (%)

 Tính hao hụt ẩm cho các công đoạn có sự thay đổi ẩm:

- Công đoạn tách huyết thanh: X1

+ Giả sử sau khi đông tụ khối nguyên liệu có độ ẩm 83% Như vậy, trước khi táchhuyết thanh, khối đông có độ ẩm 83%

+ Sau khi tách huyết thanh giả sử độ ẩm giảm còn 63%

Vậy hao hụt ẩm trong công đoạn này là:

- Công đoạn ướp muối và tách huyết thanh:

+ Do muối thẩm thấu vào nên ở công đoạn này ẩm tiếp tục bị giảm còn 60 %.+ Do đó hao hụt ẩm cho công đoạn này là:

Bảng 4.5: Bảng tiêu hao nguyên liệu của các công đoạn sản xuất phô mai

STT Tên công đoạn % hao hụt về khối lượng hụt ẩm % hao Tổng %

100 8

 Lượng phô mai trước khi ướp muối: N2

▪ Vì lượng muối có trong phô mai thành phẩm chiếm 1,5 % tổng hàm lượng chất khônên lượng muối cần dùng cho quá trình ướp muối là:

 Lượng nguyên liệu trước khi đông tụ: N4

N4 =

1100

 Lượng nguyên liệu dùng để lên men (N5)

▪ Lượng nguyên liệu và men giống trước khi vào thiết bị lên men: Nlm

sử dụng cho quá trình cấy men là:

100

Đông tụ

Enzim chymosym6g/100 kg sữa

N3

N4

Hình 4.4: Sơ đồ công đoạn đông tụ

Hình 4.5: Sơ đồ công đoạn lên men

Lên menMen giống

N4

N5

Nghh

Vậy lượng nguyên liệu dùng để lên men:

Ncod =

100

01,0

 Lượng nguyên liệu trước khi chuẩn hóa: N8

Gọi: N8: Lượng sữa nguyên liệu khi vào chuẩn hóa có tổng chất khô 12 %

g: Lượng cream có hàm lượng chất béo 40 % cần bổ sung

N7: Lượng sữa nguyên liệu sau khi chuẩn hóa có tổng chất khô 17 %

Hình 4.6: Sơ đồ công đoạn chuẩn hóa

Chuẩn hóa, (N)

N8, 12 %

N7, 17 %

g, 40%

Từ sơ đồ chuẩn hóa ta có hệ phương trình cân bằng vật chất như sau:

Vậy: - Lượng sữa nguyên liệu trước khi vào công đoạn chuẩn hóa: N8 = 7,631(tấn/ca)

- Lượng cream cần bổ sung cho công đoạn này:

4.2.4 Tính cân bằng vật chất cho cả hai dây chuyền sản xuất

Bảng 4.6: Bảng tiêu hao nguyên liệu của các công đoạn trong dây chuyền chung

STT Tên công đoạn % hao hụt về khối lượng hụt ẩm % hao Tổng %

M7 = M6 + N8 + Nmt = 21,727 + 7,631+ 185,81410-3 = 29,544 (tấn/ca)

N8 + g = N 12N8 + 40g = 17N

N8 + g = 9,29012N8 + 40g = 157,938

Lượng sữa trước khi đem định lượng:

- Số thùng carton trong 1 ca:

Ta chọn loại thùng carton chứa được 48 hộp sữa Số thùng carton cần dùng trong 1ca:

Lượng phô mai trước khi rót hộp: N1 = 3,838 (tấn/ca)

Số hộp phải sử dụng trong 1 ca:

19190 2

, 0

3838

Chọn hao hụt số hộp là 3% Vậy số hộp thực tế trong 1 ca phải dùng:

19784 3

100

100 19190







(hộp)