Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy sữa tươi tiệt trùng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tiểu luận THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY THỰC PHẨM Đề tài: Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy sữa tươi tiệt trùng GVHD: Nguyễn Hữu Quyền DANH SÁCH NHÓM: Lê Phan Phương Anh_2005100034 Nguyễn Thị Hằng_2005100230 Võ Nguyễn Minh Hoang_2008100076 Võ Thị Ánh Hường_2008100178 1 Thành phố Hồ Chí Minh_tháng 6/2013 Lời nói đầu Sữa là nguồn dinh dưỡng hoàn hảo, nó chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng Pr, L, G, các vitamin và khoáng chất, canxi cần thiết cho cơ thể người, và chúng ở dạng cân đối và dễ hấp thụ bởi cơ thể, có thể nói sữa là một thực phẩm tốt hơn bất kỳ thực phẩm nào: Protêin trong sữa có khoảng 20 loại amino axit khác nhau trong đó có 8 loại amino axit cần thiết cho người lớn và 9 amino axit không thay thế cho trẻ con, các loại amino axit này cơ thể không tự tổng hợp được mà phải lấy từ thức ăn hàng ngày để cơ thể phát triển và bảo vệ da tócVì vậy để có cuộc sống chất lượng cao, hàng ngày mỗi chúng ta đều phải dùng sữa để cung cấp năng lượng và các vitamin khoáng chất có lợi cho sức khỏe. Hiện nay mức thu nhập bình quân ở nước ta đã tăng lên đáng kể, số người giầu ngày càng nhiều ở cả thành thị và nông thôn. Trình độ nhận thức của người dân ngày càng cao, họ đã có những hiểu biết và đề cao gía trị dinh dưỡng của sữa đặc biệt cho trẻ nhỏ và người già.vì vậy nhu cầu là rất lớn mà khẩ năng cung cấp còn hạn chế Từ những điều trên cho thấy việc xây dựng thêm nhà máy sữa để chế biến sữa tươi không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn hướng tới thị trường nước ngoài. Do vậy, chúng em chọn đề tài “Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy chế biến sữa tươi tiệt trùng” để tìm hiểu thêm về quy trình cũng như thiết bị sản xuất sữa tươi tiệt trùng. Bên cạnh đó, chúng em có thể tìm ra hướng thiết kế mới nhằm giúp cho việc sản xuất sữa đạt hiệu quả cao hơn. Trong quá trình thực hiện tiểu luận, nhóm chúng em không trách khỏi thiếu sót, mong thầy góp ý kiến để bài tiểu luận của nhóm được hoàn thiện hơn. Chân thành cảm ơn thầy 2 Mục lục Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG 4 Phần 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 8 I. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT 9 II. Thuyết minh quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT 10 Phần 3: TÍNH SẢN XUẤT 22 Phần 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 31 Phần 5: TÍNH ĐIỆN- HƠI- NƯỚC- LẠNH 42 Phần 6: BẢN VẼ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 64 Kết luận 69 3 Phần 1 GIỚI THIỆU CHUNG 4 I. Sữa tươi Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, được chứng minh có chứa hầu hết các dưỡng chất cần thiết cho sức khỏe. Có thể nói rất ít loại thực phẩm nào mà toàn diện về các chất như sữa. 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.Những thành phần trong sữa giúp con người tăng cường miễn dịch và hồi phục sức khỏe. Thực tế cho thấy, nơi nào sử dụng nhiều sữa thì tình trạng sức khỏe nơi đó được cải thiện rất tốt. Thành phần hóa học của sữa bò tươi gồm có:  Nước Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan trọng, là dung môi hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinhhóa.Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%/lit sữa. Phần lớn lượngnước ở trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốc hơi nướcở sữa tươi để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và dễ bảo quản hơn sữa tươi.  Lipit Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượngchất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Có loại sữa ít béo,khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g trong 100mlsữa. Đối với sữa bò hàm lượng béo khoảng 3.9%.Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ. Kích thước 5 củanhững hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài giống, tùy từng con vật,thời gian khác nhau trong thời kỳ tiết sữa … Các hạt chất béo kích thước lớn thìdễ tách ra khỏi sữa hơn là những hạt chất béo có kích thước nhỏ. Khi để sữa yênlặng một thời gian, các hạt chất béo của sữa sẽ nổi lên trên mặt thành một lớpváng mỏng gọi là váng sữa.Trong thành phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, trongđó 2/3 là acid béo no và còn lại là acid béo chưa no. Trong số những acid béotrong sữa có khá nhiều acid béo dễ hòa tan trong nước (ví dụ acid caproic). Chấtbéo của sữa cũng dễ xảy ra những quá trình phân hủy làm thay đổi thành phần vàtính chất như quá trình thủy phân, quá trình oxy hóa,… làm giảm dần chất lượngcủa sữa và nhiều khi làm hỏng sữa.Ngoài chất béo thuộc nhóm lipit của sữa còn có photphatit và một số chấtkhác nhưng hàm lượng không nhiều, photphatit có khoảng 0.5-0.7g trong một lítsữa, trong đó chủ yếu là lexitin.  Protein Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất cửa sữa là protein.Hàm lượngprotein của các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giớihạn 3.0-4.6%.Riêng đối với sữa bò hàm lượng protein khoảng 3.3-3.5%.Các protein của sữa là những protein hoàn thiện. Trong thành phần proteincủa sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid aminkhông thay thế được như: valin, lơxin, izolơxin, metionin, treonin, phenylalanin,triptophan và lyzin.Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu : Casein chiếm khoảng 80%, lactalbuminchiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ lượng protein có trong sữavà còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể.  Glucide Gluxit có ở trong sữa chủ yếu là lactose. Hàm lượng lactose trong sữa khoảng4.5-5.1% tùy theo từng loại sữa. Đối với sữa bò hàm lượng này khoảng 4.9%Lactose ở trong sữa dưới dạng hòa tan.Lactose khó bị thủy phân hơn các loại đường khác.Lactose bị thủy phân sẽcho một phân tử glucose và một phân tử galactose. C 12 H 22 O 11 ->C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 Lactose Glucose Galactose 6 Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen.Vì vậy khi khử trùng sữa, mộtphần lactose bị caramen hóa nên màu của sữa sau khi đã khử trùng thường sẫmhơn lúc chưa khử trùng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amincủa protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sẫm. II. Công nghệ tiệt trùng UHT Sữa tươi tiệt trùng là sữa được xử lí ở nhiệt độ cao, đảm bảo tiêu diệt hết các loại vi sinh vật và enzyme kể cả loại chịu nhiệt. Thời hạn bảo quản cho phép là từ 3 tháng đến 6 tháng. Một quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng cũng phân thành 2 nhánh chính bao gồm quy trình khác nhau: quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng trong bao bì (bao bì thủy tinh hay nhựa) và quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng ngoài bao bì UHT (bao bì giấy vô trùng). Tại Việt Nam thì quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng ngoài bao bì chiếm ưu thế hơn cả và những loại sữa tươi tiệt trùng Vinamilk, sữa TH true milk đều được sản xuất theo quy trình này. Công nghệ chế biến tiệt trùng UHT là gia nhiệt sản phẩm ở 136-140 o C trong thời gian ngắn (4 - 6 giây), sau đó làm nguội nhanh ở 25 o C. Chính nhờ quy trình xử lý nhiệt độ cao và làm lạnh cực nhanh này đã giúp tiêu diệt hết vi khuẩn có hại, các loại nấm men, nấm mốc , đồng thời giữ lại tối đa các chất dinh dưỡng và mùi vị tự nhiên của sản phẩm nguyên liệu. Sữa thành phẩm sau đó được đóng gói trong bao bì giấy tiệt trùng 6 lớp trong môi trường hoàn toàn tiệt trùng. Nhờ vậy giúp ngăn 100% ánh sáng và vi khuẩn có hại từ không khí xâm nhập vào - vốn là nguyên nhân chính khiến thực phẩm nhanh hư hỏng, biến chất. Nhờ tiêu diệt hết vi khuẩn có trong sản phẩm ở khâu xử lý nhiệt và ngăn vi khuẩn có hại từ môi trường xâm nhập vào qua quy trình đóng gói hoàn hảo, các sản phẩm tiệt trùng an toàn tuyệt đối và có hạn sử dụng tới 6 tháng mà không cần dùng chất bảo quản và trữ lạnh. Trong bối cảnh quan ngại về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, các mặt hàng được chế biến theo công nghệ tiệt trùng UHT trong đó có sữa được xem là lựa chọn thông minh, an toàn cho người tiêu dùng. 7 Công nghệ tiệt trùng UHT được đánh giá là phát minh quan trọng nhất trong ngành chế biến thực phẩm của thế kỷ 20. Mỗi năm, hàng trăm tỷ lít sữa tiệt trùng UHT được bán ra trên toàn thế giới, giúp hàng tỷ người tiếp cận với nguồn dinh dưỡng này. Phần 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ III. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT 8 9 IV. Thuyết minh quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT 1. Sữa tươi nguyên liệu: Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm sữa nói chung phải là sữa có chất lượng cao.  Chỉ tiêu cảm quan - Trạng thái:lỏng, đồng nhất, không bị tách bơ, không có tạp chất. - Màu sắc: màu trắng ngà. - Mùi: đặc trưng, không có mùi lạ (chất kháng sinh, chất tẩy rửa, thức ăn…) - Vị: tự nhiên, hơi ngọt.  Chỉ tiêu hóa lý STT Các thông số Yêu cầu 1 Hàm lượng chất béo 3- 4 % 2 Hàm lượng chất khô 11,8- 12,8% 3 pH 6,6 4 Tỷ trọng 1,027 – 1,032 10 [...]... chiết rót chính là lượng sữa thành phẩm để đạt năng suất 150 tấn/ngày Ta có: G r (chiết rót) = V sữa thành phẩm = G v(chiết rót)= 2.2 Lượng sữa trước khi tiệt trùng Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn tiệt trùng là 0,2%.Lượng sữa sau khi tiệt trùng bằng lượng sữa trước khi chiết rót Ta có: G r (tiệt trùng) = G v (chiết rót) = G v (tiệt trùng) = 2.3 Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 2 Ta xét lượng sữa hao... ra khỏi thiết bị Sữa được vào thiết bị tiệt trùng dạng ống lồng ống và thực hiện quá trình tiệt trùng Cuối cùng sữa được làm nguội về - 28oC ngay trong thiết bị tiệt trùng và được bơm vào thiết bị Alsafe Toàn bộ quá trình tiệt trùng và làm nguội được điều khiển bằng chương trình đã lập trình sẵn 13 Lưu trữ vô trùng  Mục đích: chứa dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót  Phương pháp: Dịch sữa sau... Lượng sữa trước khi thanh trùng 2.7 Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn thanh trùng là 0,1% Lượng sữa sau khi thanh trùng bằng lượng sữa trước khi lưu trữ và gia nhiệt Ta có: G r (thanh trùng) = G v (lưu trữ, gia nhiệt) = G v (thanh trùng) = Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 1 2.8 Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn thanh trùng là 0,1% Lượng sữa sau khi đồng hóa lần 1 bằng lượng sữa trước khi thanh trùng. .. 0,1%.Lượng sữa sau khi đồng hóa bằng lượng sữa trước khi tiệt trùng 23 Ta có: G r (đồng hóa) = G v (tiệt trùng) = G v (đồng hóa)= 2.4 Lượng sữa trước khi lọc Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn lọc là 0,1% Lượng sữa sau khi lọc bằng lượng sữa trước khi đồng hóa Ta có: G r (lọc) = G v (đồng hóa) = G v (lọc)= 2.5 Lượng dịch sữa trước khi phối trộn Lượng sữa sau khi phối trộn (chưa tính hao hụt) bằng lượng sữa. .. 3,2 20 Phần 3 TÍNH SẢN XUẤT 21 - I Kế hoạch sản xuất Năng suất nhà máy là 150 tấn sữa tiệt trùng/ ngày Nhà máy sản xuất:  3 ca/ ngày; 1 ca = 8 giờ (thực tế chỉ làm 7h, 1h cho công nhân nghỉ)  Thực tế, một ngày nhà máy sản xuất 21 giờ  Một tháng nghỉ 4 ngày chủ nhật  Tháng 7, nhà máy nghỉ 15 ngày để bảo dưỡng máy móc; nghỉ 2 ngày chủ nhật của 2 tuần cuối tháng  Nhà máy nghỉ Tết Nguyên đán 4 ngày (vào... quản cho sữa Phương pháp: Sữa từ thiết bi đồng hóa bơm sang thiết bị gia nhiệt Ở đây, sữa được chảy qua các tấm gia nhiệt lên 75 0C Khi sữa đạt lên 75 0C rồi được chuyển qua các ống lưu nhiệt 15- 20 s Sau đó sữa lại quay về các thiết bị gia nhiệt Lúc này, sữa ra sẽ tiếp xúc với sữa vào và truyền nhiệt cho sữa vào để giảm nhiệt độ xuống .Sữa sau khi thanh trùng xong được đưa qua bồn chứa sau thanh trùng, ... Dịch sữa mới vào sẽ trao đổi nhiệt với dịch sữa sau tiệt trùng đẻ nâng nhiệt sơ bộ lên khoảng 85- 90 0C Tiếp theo dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với hơi từ lò hơi để nâng lên nhiệt độ tiệt trùng là 136- 140 0C và sẽ được lưu ở nhiệt độ này trong thời gian 4 giây, áp suất tiệt trùng là 6 bar Sau đó, dịch sữa sau tiệt trùng sẽ được trao đổi nhiệt với dịch sữa mới vào để hạ dần nhiệt độ Cuối cùng dịch sữa. .. lượng riêng của sữa (có đường), KH: Khối lượng riêng của sữa (không đường) KH: Hàm lượng trong sữa 9,5% 3,2 % 4% 0,7% 1,04 kg/l 1,03 kg/l 22 2 Tính cân bằng vật chất của dây chuyền sản xuất sữa trong một ngày Lượng sữa tươi tiệt trùng được sản xuất trong một ngày là 150 tấn = 150000 kg Đổi sang thể tích Để tính cân bằng vật chất trong từng công đoạn của quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng Gv = UHT,... chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu Hạn chế sự phân hủy chất dinh dưỡng của sữa dưới tác dụng của hệ enzyme có sẵn trong sữa tươi  Phương pháp: - Làm lạnh nhiệt độ của sữa tươi xuống 4- 6 0C - Trong quá trình tạm chứa cần khuấy trộn đều, làm nhiệt độ khối sữa đồng đều Đồng thời kiểm tra liên tục chỉ tiêu vi sinh vật nhằm khắc phục kịp thời những hư hỏng của sữa tươi 14  - 5 Ly tâm tách... chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu Ly tâm làm sạch nhằm loại bỏ triệt để các tạp chất nhỏ nhất, làm tăng chất lượng cho sữa, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm tách béo và tránh hư hỏng cho các máy móc thiết bị  Phương pháp: Sữa được ly tâm bằng thiết bị ly tâm, trước khi ly tâm sữa được làm nóng lên 45oC để giảm độ nhớt, tăng hiệu suất ly tâm  Thiết bị: - Cấu tạo: Thiết bị gồm có thân máy, bên trong . vậy, chúng em chọn đề tài Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy chế biến sữa tươi tiệt trùng để tìm hiểu thêm về quy trình cũng như thiết bị sản xuất sữa tươi tiệt trùng. Bên cạnh đó, chúng. CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tiểu luận THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY THỰC PHẨM Đề tài: Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy sữa tươi tiệt trùng GVHD: Nguyễn Hữu Quyền DANH SÁCH NHÓM:. xuất sữa tiệt trùng ngoài bao bì UHT (bao bì giấy vô trùng) . Tại Việt Nam thì quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng ngoài bao bì chiếm ưu thế hơn cả và những loại sữa tươi tiệt trùng Vinamilk, sữa