Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream 40% với hai mặt hàng Sữa chua uống 16 triệu lít SP năm, Bơ lên men 1,8 tấn SP năm

Đồ án tốt nghiệp -1- Thiết kế nhà máy sữa LỜI MỞ ĐẦU Sữa sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, sữa chứa nhiều chất cần thiết cho thể như: glucid, protein, lipid, axit amin không thay thế, vitamin muối khống Ngồi ra, sữa cịn sử dụng vào nhiều mục đích khác giải độc, chữa bệnh Công nghệ chế biến sữa lĩnh vực quan trọng ngành chế biến thực phẩm Ở nước ta, ngành chế biến sữa phát triển mạnh, đời nhiều nhà máy sữa đáp ứng phần nhu cầu sữa nước, hạn chế nhập sản phẩm sữa từ nước ngồi Nước ta có vị trí địa lý thuận lợi , khí hậu nhiệt đới gió mùa Đây điều kiện tốt cho việc chăn nuôi gia súc mà đặc biệt chăn ni bị sữa Trên thị trường nước ta tiêu thụ mạnh sản phẩm sữa tiệt trùng, sữa chua uống, bơ lên men, phô mai, … Với tiến khoa học kỹ thuật, tương lai nhu cầu sữa nước ta tăng lên mạnh Tuy nhiên ngành chế biến sữa nước ta non trẻ, sản lượng sữa chế biến không nhiều, việc chăn nuôi chế biến chưa đồng Từ thực tế trên, năm gần nhà nước tổ chức khai thác tiềm phát triển đàn bị sữa theo hình thức quốc doanh kết hợp với quy mô nhỏ hộ nông dân dựa điều kiện địa phương tiến hành xây dựng nhà máy chế biến sữa Các nhà máy vừa sản xuất từ nguồn nguyên liệu sữa tươi hay sữa bột gầy Hiện nhà máy sữa vẩn phải nhập nguyên liệu từ nước chủ yếu Do đó, tơi chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi cream 40% với hai mặt hàng : - Sữa chua uống xuất 16 triệu lít sản phẩm/ năm - Bơ lên men xuất 1,8 sản phẩm/ năm“ Với đời nhà máy sữa khu công nghiệp Phú Bài, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế đáp ứng phần nhu cầu sản phẩm sữa miền Trung nước ta SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS Nguyễn Thị Lan Đồ án tốt nghiệp -2- Thiết kế nhà máy sữa CHƯƠNG LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1 Sự cần thiết việc xây dựng nhà máy sữa: Sữa bơ hai loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt sữa Hiện nay, nhu cầu sử dụng người ngày lớn, gia tăng số lượng, chất lượng mà đòi hỏi nghiêm ngặt an tồn vệ sinh thực phẩm Vì vậy, việc đầu tư để xây dựng nhà máy sản xuất sữa bơ cần thiết Hơn nữa, xây dựng nhà máy cịn góp phần giải việc làm cho người lao động, nâng cao tiềm lực kinh tế Nhà nước Nhà máy xây dựng đảm bảo 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 nhiên liệu dễ dàng + Cấp thoát nước thuận lợi + Nguồn nhân lực dồi 1.2 Vị trí đặt nhà máy: Từ nguyên tắc trên, sau q trình nghiên cứu, chúng tơi chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa bơ khu công nghiệp Phú Bài, tỉnh Thừa Thiên Huế Khu công nghiệp Phú Bài nằm cách biệt khu dân cư Do đó, có 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 vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Một năm chia hai mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng đến tháng mùa mưa từ tháng đến tháng 12 Nhiệt độ trung bình khoảng 250C, độ ẩm trung bình khoảng 85%, hướng gió chủ đạo hướng Đông Nam Nhà máy xây dựng khu đất phẳng, chịu lực gần đường quốc lộ thuận tiện việc giao thông lại SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS Nguyễn Thị Lan Đồ án tốt nghiệp -3- Thiết kế nhà máy sữa 1.3 Nguồn nguyên liệu: Nguyên liệu để sản xuất sữa chua uống sữa tươi, bơ cream Nguyên liệu sữa tươi cream thu mua vùng lân cận như: huyện tỉnh Quảng Nam, việc vận chuyển nguyên liệu Phú Bài tương đối gần, thuận tiện, dễ dàng cho việc sản xuất nhà máy Hiện cơng trình hầm Hải Vân hoạt động nên vấn đề giao thơng có nhiều thuận lợi theo đường bộ, ngồi ngun liệu nhập qua đường thuỷ theo cảng Chân Mây sau chuyển nhà máy đường 1.4 Thiết bị: Nhà máy nhập thiết bị đại Ngồi ra, để giảm bớt chi phí ta đặt hàng sở để tự gia công số thiết bị nước 1.5 Giao thông vận tải: Nhà máy xây dựng gần Quốc lộ 1A, đồng thời giáp với tuyến đường sắt xuyên Việt Hai đầu thị trấn Phú Bài hai ga đường sắt: ga Nông ga Hương Thuỷ, đối diện với khu công nghiệp sân bay Phú Bài Do việc vận chuyển nguyên liệu, trang thiết bị, sản phẩm 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 qua trạm biến áp riêng Điện nhà máy sử dụng 220V/380V Ngồi nhà máy cịn trang bị thêm máy phát điện dự phòng để đảm bảo trình sản xuất liên tục có cố điện 1.6.2 Hơi: Lượng đốt cung cấp cho phân xưởng lấy từ lò riêng nhà máy Nhiên liệu chủ yếu dầu FO mua từ trạm xăng dầu địa phương Nhà máy có kho dự trữ nhiên liệu để đảm bảo cho sản xuất 1.6.3 Nước: SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS Nguyễn Thị Lan Đồ án tốt nghiệp -4- Thiết kế nhà máy sữa Nhà máy sử dụng nguồn nước thành phố Nước thải nhà mày qua khâu xử lý sơ nhà máy sau đưa xử lý chung với nhà máy khác khu cơng nghiệp 1.7 Hợp tác hóa: Nhà máy hợp tác với nhà máy khác nằm khu công nghiệp cơng ty bia Huế, cơng ty bao bì, nhà máy xử lý nước, để chung phát triển sở hạ tầng, điện, nước nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư 1.8 Nguồn nhân lực: Việc xây dựng nhà máy sữa bơ góp phần giải việc làm cho lượng lớn dân cư tỉnh Vì thế, cơng nhân nhà máy tuyển ưu tiên người địa phương; cán quản lý, kỹ sư nhà máy tuyển từ trường đại học chủ yếu thuộc khu vực Miền Trung: Đà Nẵng, Huế, 1.9 Thị trường tiêu thụ sản phẩm: Với thu hút ngày nhiều lao động ngoại tỉnh đến, Thừa Thiên Huế trở thành thị trường tiêu thụ sản phẩm hấp dẫn với nhiều nhà sản xuất Ngoài ra, Thừa Thiên Huế trung tâm du lịch miền Trung Tại đây, thu hút lượng lớn khách du lịch đến với hành trình di sản miền Trung 1.10 Kết luận: Từ tìm hiểu phân tích thực tế trên, ta thấy việc xây dựng nhà máy sản xuất sữa bơ khu công nghiệp Phú Bài, tỉnh Thừa Thiên Huế cần thiết khả thi, góp phần phát triển kinh tế tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng kinh tế Quốc gia nói chung SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS Nguyễn Thị Lan Đồ án tốt nghiệp -5- Thiết kế nhà máy sữa CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU A Sữa tươi 2.1 Giới thiệu nguyên liệu sữa tươi: Chúng ta biết, hiệu trình sản xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: ngun liệu, quy trình cơng nghệ, thiết bị, Nhưng đó, chất lượng nguyên liệu xem yếu tố hàng đầu định đến chất lượng sản phẩm Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa giới tập trung sản xuất dựa vào ba nguồn ngyên liệu sữa bò, sữa dê sữa cừu Ở nước ta, nguồn ngun liệu sữa bị Sữa loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng, sữa có đầy đủ chất cần thiết cho việc tạo thành tổ chức thể, thể có khả hấp thụ sữa cao Trong sữa có đầy đủ chất dinh dưỡng như: chất béo, đường lactoza, vitamin, chất khống, enzym, … Ngồi sữa cịn có đầy đủ acid amin khơng thay Đây acid amin cần thiết cho thể Có thể nói khơng loại thực phẩm có đầy đủ thành phần số lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho thể sữa 2.1.1 Tính chất vật lý: Sữa chất lỏng đục, độ đục chất béo, protein chất khống tạo nên; có độ nhớt lớn hai lần so với nước; Một số tiêu vật lý: [2- tr11] 0,933 – 0,954 (cal/g.0C) 1,028 - 1,036 (g/cm3) - Nhiệt độ đơng đặc: - 0,54 ÷ - 0,59 (0C) - pH: 6,5-6, - Độ chua: 15-18 (oD) - Sức căng bề mặt 200C: 50 (dynes/cm) - Nhiệt dung riêng: - Tỷ trọng: SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS Nguyễn Thị Lan Đồ án tốt nghiệp -6- Thiết kế nhà máy sữa - Thế oxy hoá khử: 0,10 - 0,20 (V) - Độ dẫn điện: 0,004 - 0,005 (1/ohm.cm) 2.1.2 Thành phần hóa học cấu trúc hóa lý: Về phương diện hóa lý người ta coi sữa thể keo gồm tiểu cầu béo có đường kính từ 3-5 µ m mixen protein đường kính khoảng 0,1 µ m pha phân tán nước Về mặt hóa học, sữa hỗn hợp bao gồm thành phần nước, đường lactose, protein chất béo Ngoài ra, sữa chứa số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hocmon, chất màu khí Hàm lượng chất dao động khoảng rộng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: chủng động vật ni, tình trạng sinh lý vật, diều kiện chăn nuôi, Nước thành phần lớn quan trọng chiếm tỉ lệ 9/10 thành phần sữa, cịn lại tổng chất khơ (chiếm 125-130 g/l sữa) Sự thay đổi hàm lượng chất sữa bị (% khối lượng): Các thành phần Nước Tổng chất khô Đường lactose Protein Chất béo Chất khống [2-tr14] Khoảng biến thiên 85,5 ÷ 89,5 10,5 ÷ 14,5 3,6 ÷ 5,5 2,9 ÷ 5,0 2,5 ÷ 6,0 0,6 ÷ 0,9 2.1.2.1 Đường lactose: Là disaccharide, loại đường khử có độ thấp nhiều so với disaccharide (như sacarose) monosaccharide (như glucose) Thành phần phân tử glucose phân tử galactose liên kết với tạo thành SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS Nguyễn Thị Lan Đồ án tốt nghiệp -7- Thiết kế nhà máy sữa Đường lactose sữa có hàm lượng trung bình 50 g/l tồn hai dạng α, β-lactose Khi thủy phân lactose enzim β-galactodase cho phân tử đường glucose phân tử đường galactose theo phương trình tổng quát: C12H22O11 + H2O Enzim C6H12O6 + C6H12O6 Trong sữa, đường lactose ln trạng thái hịa tan Những đặc điểm khả hịa tan kết tinh quan trọng cho phép áp dụng công nghiệp chế biến sữa Cơ chế kết tinh đường lactose có ích lớn cơng nghiệp sữa đặc có đường Hai đường α,β - lactose ln tồn cân chất lỏng theo tỷ lệ định cân thay đổi nhiệt độ Đường lactose hịa tan đường sacarose nhiệt độ Độ hịa tan đường lactose tỷ lệ thuận theo nhiệt độ bị thủy phân chậm theo nhiệt độ Sự có mặt đường lactose góp phần biến màu sữa cơng nghệ q trình chế biến nhiệt độ cao Đường lactose dễ bị lên men tác dụng vi sinh vật để tạo sản phẩm khác Quan trọng tạo thành axit lactic sản xuất sữa lên men C12H22O11.H2O Lên men 4CH3 - CHOH-COOH lactose Axit lactic Axit lactic tác dụng số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit propionic hay axit butyric 3CH3 - CHOH-COOH 2CH3-CH2-COOH + CO2 + H2O + CH3-COOH Axit propionic 2CH3-CHOH-COOH CH3-(CH2)2-COOH + 2CO2 + 2H2 Axit butyric Cùng với số sản phẩm phụ với hàm lượng khác tùy thuộc vào chủng loại vi khuẩn biến đổi điều kiện biến động Trong số SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS Nguyễn Thị Lan Đồ án tốt nghiệp -8- Thiết kế nhà máy sữa chất nhận được, vài chất đóng vai trị việc hình thành chất thơm sản phẩm sữa như: axetylmetylcarbinol diaxetyl Đường lactose sữa nhạy cảm nhiệt Nhiệt độ từ 110-130OC xảy dạng nước tinh thể đường Trên 1500C ta nhận màu vàng 1700C màu nâu đậm hình thành q trình caramen hóa Tuy nhiên sữa, người ta nhận thấy xuất màu vàng xảy nhiệt độ không cao (