TÀI LIỆU-XÂY DỰNG NHÀ MÁY SỮA CHUA HƯƠNG TRÁI CÂY

Sữa bột gầy - Tiêu chuẩn sữa bột gầy SMP: là sản phẩm tách từ sữa tươi bằng phương pháp sấy để tách gần như hoàn toàn nước 4% ẩm - Sử dụng sữa bột có ưu điểm • Chủ động trong sản xuất •

XÂY DỰNG NHÀ MÁY SỮA CHUA UỐNG HƯƠNG TRÁI CÂY NĂNG

SUẤT 200.000L/NGÀY

A Quy trình công nghệ và tính cân bằng nguyên

Rót sp

Sữa chua uống

I Sơ đồ quy trình công nghệ

Yêu cầu về nguyên liệu:

1 Sữa bột gầy

- Tiêu chuẩn sữa bột gầy (SMP): là sản phẩm tách từ

sữa tươi bằng phương pháp sấy để tách gần như hoàn toàn nước (4% ẩm)

- Sử dụng sữa bột có ưu điểm

• Chủ động trong sản xuất

• Giảm giá thành

- Đóng gói trong bao bì kín 25kg/bao, bao có khả năng

chống thấm cao

2 Dầu bơ

– Được sản xuất từ mỡ sữa và có nhiều loại, dùng để tiêu chuẩn hóa hàm béo trong sữa hoàn nguyên

– Có 2 loại: dầu bơ 99,5% béo và béo

nguyên chất (AMF 99,9%)

– Ta sử dụng AMF: đóng gói trong thùng 200l, được nạp khí N2 ngăn chặn sự oxi hóa dầu mỡ

3 Đường RE đóng gói bao 50kg, bao bì 2 lớp

II Tính cân bằng nguyên vật liệu

• Một năm sản xuất 11 tháng, nghỉ tháng 8

để sửa chữa, bảo trì thiết bị (tháng 8 là

đỉnh mùa mưa)

• Một năm làm việc 280 ngày

• Một ngày làm 3 ca, mỗi ca 8h, riêng tháng

7, 9, 10, 11, 12 làm 2 ca ( phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu)

• Năng suất 200.000 lít/ngày tương đương

220 tấn/ngày

• Năng suất sản phẩm theo ca: 73,33 tấn/ca

Bảng 2:Giả thiết tiêu hao qua từng công đoạn

Tính cân bằng vật chất

- Lượng sản phẩm đầu ra là: G0 = 73,33 tấn/ca

- Lượng sữa trước khi rót hộp

- Lượng sữa trước khi đồng hóa 2:

- Lượng sữa trước khi thanh trùng:

- Lượng sữa trước phối trộn:

82 ,

74 2

100

100

33 ,

73 2

100

100

75 1

100

100

82 ,

74 1

100

100

75 5

, 0 100

100

57 ,

75 5

, 0 100

100

77 5

, 1 100

100

94 ,

75 5

, 1 100

100

- Hương liệu dùng 1,7% so với lượng sữa lên men:

- Quá trình cho nguyên liệu hao hụt 1% ->lượng hương liệu thực tế dùng là:

- Hương liệu bổ sung vào sữa ở dạng dung dịch 30% chất khô

Gọi a là lượng nước cần hòa tan hương liệu, ta có:

- Lượng nguyên liệu lỏng cần dùng là:

31 ,

1 100

7 ,

1 09 ,

323 ,

1 1

100

100

3 30

100

323 ,

- Lượng đường Saccharose có trong sữa chưa đặc là 5,3% chất khô:

- Lượng nước đường 17% là:

- Quá trình cho nước đường vào thùng tiêu hao 1% -> lượng nước đường thực tế cần bổ sung:

085 ,

4 100

3 ,

5 09

,

02 ,

24 17

100

085

,

26 ,

24 1

100

100

02

,

−

- Ta bổ sung nước đường 17% được pha loãng từ siro 70%.

Gọi b là lượng siro 70% cần để pha thành nước đường 17%:

Với c là lượng nước cần dùng: c= 3,177b

- Quá trình trên hao hụt 1%:

24 1

100

100

26 ,

, 5 117 ,

=

c

39 ,

4 3

, 0 100

100

5 100

100

100

70

- Lượng sữa trước phối trộn:

• Trong đó:

24,26 (tấn/ca) nước đường 17%

4,41 (tấn/ca) hương liệu dạng lỏng

- Lượng sữa trước lên men:

- Trong quá trình lên men, đường Lactose trong sữa lên men lactic nên lượng chất khô bị tiêu hao:

42 , 48 41

, 4 26

, 24 09

49 2

100

100

42 ,

48 2

100

100

CH O

H O

H

C12 22 11 2 →4 3 − −

(Tấn/ca)

(Tấn/ca)

- Khi acid trong sữa đạt 80-100 o D thì casein trong sữa bị đông tụ chọn độ acid là 90 o D tương đương lượng acid là:

- Hiệu suất phản ứng là 95%

360 đvkl phân tử Lactose ngậm nước => 4.90 đơn vị Lactic

vậy lượng Lactose tiêu hao:

- Lượng đường Lactose 98% cần bổ sung (hao hụt 1%):

- Lượng men dùng:

404 ,

0 1

, 1

4 ,

49 10

.

404 ,

0 95

100

90 4

360

404

,

416 ,

0 1

100

100

2 100

100

1 5

, 0 100

100

100

4

4 ,

−

42 , 47 98

, 1 90

, 49

- Lượng sữa vào giai đoạn ủ:

- Lượng sữa trước làm lạnh:

- Lượng sữa trước thanh trùng lần 1:

- Lượng sữa trước đồng hóa 1:

- Lượng sữa trước gia nhiệt:

14 ,

48 5

, 1 100

100

42 ,

47 5

, 1 100

100

48 1

, 0 100

100

14 ,

48 1

, 0 100

100

48 5

, 0 100

100

19 ,

48 5

, 0 100

100

48 1

100

100

4 ,

48 1

100

100

49 3

, 0 100

100

9 ,

48 3

, 0 100

100

- Lượng sữa trước lọc:

- Lượng sữa trước hoàn nguyên:

- Thành phần sữa hoàn nguyên gồm 6% béo, 23% sữa bột

và 71% nước

- Lượng béo cần bổ sung:

- Lượng sữa bột nguyên liệu

- Lượng nước cần cho quá trình hoàn nguyên:

16 ,

49 2

, 0 100

100

07 ,

49 2

, 0 100

100

49 5

, 0 100

100

16 ,

49 5

, 0 100

100

2 100

6 4 ,

362 ,

11 100

23 4 ,

074 ,

35 100

71 4 ,

Bảng 3: tổng kết nguyên liệu sản xuất sữa chua uống hương trái cây trong 1 ca ( tấn)

Nước hòa tan nguyên liệu 3,087

- Tính số lượng bao bì:

sữa chua được rót vào bao bì hộp giấy 180ml

Số hộp giấy sử dụng trong 1 ca:

- Lượng ống hút cần dùng là:370370 (ống/ca)

370370 18

, 0

1 3

1

B Tính thiết bị

I Thùng hoàn nguyên

Thùng hoàn nguyên (tank) có dạng trụ đứng,đáy chỏm cầu,vỏ bằng thép không gỉ,phía trên thùng là động cơ gắn với cánh khuấy nằm sát đáy.

Gọi D là đường kính tank.

Ho là chiều cao của thân tank

h là chiều cao phần chỏm cầu

r là bán kính chỏm cầu:

H=1,3D

h=0,3D

Chiều cao toàn thiết bị là H

Gọi Vhn là thể tích thùng hoàn nguyên

2

0205 , 1 4

3 , 1 14 , 3 4

.

D D

D H

2

2 3 3

, 0 3 , 0 6 ) 3 (

D D

D r

= +

= π π

⇒Số mẻ cần hoàn nguyên / ca : (mẻ/ca)

Lượng sữa cần hoàn nguyên là 49400 Kg/ca

Đổi sang thể tích: Vd (m3/ca)

Chọn hệ số chứa đầy là 0,9 => số thùng (tank chứa) là:

Để bảo đảm sản xuất và vệ sinh ta chọn 3 thùng, kích thước 1x1,9 (m)

3 3

3 0,13188 1,152380205

,

=

24 20

60 8

=

5 ,

47 10

04 , 1

49400

3 =

2 9

,

1 9

, 0 15238 ,

1 24

5 , 47

<

=

=

n

II Thùng chứa nước nóng dùng cho hoàn nguyên

- Lượng nước nóng cần dùng là: 35074 (Kg/ca) = 35,074 (m 3 /ca)

- Trong 1 ca có thể nấu 10 mẻ nước nóng Chọn hệ số chứa đầy là 0,9 thì số nồi:

=>chọn 4 nồi

15238 ,

1

15238 ,

4 38

,

3 10

9 , 0 15238 ,

1

074 , 35

<

=

=

n

III Thùng chứa AMF

Lượng AMF chứa trong thùng đủ để sử dụng trong 1/3 ca chọn hệ số

chứa đầy là 0,9 số thùng AMF là:

Chọn 2 thùng

684 ,

0

375 ,

0842 ,

1 3

3 10

91 , 0

2946

3 =

−

2 76 ,

1 3 9 , 0 684 , 0

257 , 3

<

=

=

n

IV Thiết bị thanh trùng, làm nguội

Chọn thiết bị thanh trùng dạng tấm Alpha – laval

- Hiệu suất sử dụng hơi: 82%

- Điện năng tiêu thụ: 12KW

- Kích thước: 1980 x 1110 x 1550 (mm)

Lượng dịch sữa cần đưa vào thanh trùng là:

44444 089

2 2000

8

4 , 44444

, 1

75940

=

3 ,

4 2000

8

69733

=

=

n

V Thiết bị lên men: bồn dạng trụ đứng, đáy hình nón

- Thùng phải đủ lớn để chứa sữa lên men trong 3h, vậy trong 1 ca

ta thực hiện 2,7 mẻ/ca Chọn hệ số chứa đầy là 0,9; Số thùng là:

- Chọn 3 thiết bị

3

375,

=

9 ,

44 10

098 ,

1

49400

3 17 ,

2 7

, 2 9 , 0 42 , 9

9 ,

VI Thiết bị chứa men: là thiết bị hình trụ, đáy hình nón, bên trong

1

375 ,

9 ,

1 10

032 ,

1

1980

279

,

19

,0.1774,

1

9,1

<

=

=

n

.098,

1

77090

3 =

42 , 9

375 ,

203

,

18.9,0.42,9

2,70

<

−

=

n

VIII Nồi nấu siro

Kích thước: H x D = 2 x 0,8 (m)

IX Thiết bị đồng hóa:

Chọn thiết bị đồng hóa kí hiệu APV (Den Mark)

47383 032

, 1

48900

=

3 28

,

2 4000

8

7 , 73266

<

=

=

n

X Máy rót sữa (Bencopak)

,

3 2700

3 ,

XI Thùng chứa hương liệu

Chọn thùng hình trụ, đáy chõm cầu, kích thước:

D x H = 557 x 1000 (mm)

XIII Thiết bị lọc:

Chọn thiết bị lọc ly tâm, kích thước 1000 x 1200 (mm)

STT Tên thiết bị Kích thước

(H x D) (mm)

Số lượng

1 Tank hoàn nguyên 1900x1000 3

2 Tank chứa nước hoàn nguyên 1900x1000 4

C Mặt bằng tổng thể:

I Xác định vị trí xây dựng:

• Khu công nghiệp Viet-Sin tọa lạc tại khu công nghiệp tập trung của tỉnh Bình Dương, đang phát triển ào ạt về kinh tế xã hội Nằm cách trung tâm thành phố khoảng 25 km về phía Tây Bắc

• Lợi thế về vị trí: nằm trong khu công nghiệp lớn, dễ dàng liên doanh với

công ty sản xuất sữa bột Tận dụng các ưu thế khi xây dựng trong các khu công nghiệp như được miễn thuế xây dựng, các chi phí khác như hệ thống giao thông, cơ sở hạ tầng, hệ thống cấp và xử lý nước… Gần các trung tâm thương mại, các cảng, các nhà phân phối lớn như TPHCM, Đồng Nai…

• Lợi thế về khí hậu: chỉ có 2 mùa ổn định, ít thiên tai…

• Lợi thế về chính sách ưu đãi của tỉnh: miễn thuế xây dựng 3 năm, miễn

thuế cho doanh nghiệp 5 năm, hỗ trợ vay vốn và kêu gọi đầu tư…

Diện tích cho cán bộ gồm GĐ và 3 PGĐ: 12m 2 /người

Diện tích cho nhân viên văn phòng: 4m 2 /người

⇒ Diện tích cho cán bộ nhân viên là:

Diện tích hội trường: 0,5 x 322 = 161 (m 2 )

Trong đó: 0,5 : diện tích cho 1 người

322: số người làm trong nhà máy 1 ngày

18

4 ( )

4 12

168 3

2 126

2

=

=

• Xây dựng nhà vệ sinh đi kèm nhà ăn: Fvs= 9 m2

• Vậy F2 = F2’ + Fvs = 218 + 9 = 227 (m2)

• Lấy F2 = 230 (m2)

3 Phòng vệ sinh, giặt ủi

Xây dựng phòng vệ sinh dành cho 60% nhân lực ca đông nhất0,6 x 98 = 59 (người)

- Thời gian lưu kho là 5 ngày

- Mỗi thùng cacton chứa 40 hộp, kích thước thùng là 42x21x13(cm)

- Diện tích chiếm chỗ mỗi pallet: 1,092 (m 2 )

- Mỗi pallet chứa 10 chồng thùng Mỗi chồng chứa 10 thùng Vậy mỗi pallet có 100 thùng -> có 4000 hộp sản phẩm/pallet

- Mỗi ngày sản xuất 200000 lít -> 1111111( hộp/ngày)

vậy số pallet sử dụng trong 1 ngày: 1111111/4000=278 pallet

63928

,62488

,1044

,

52

F

Số pallet trong 5 ngày lưu kho: 278 x 5 = 1390 pallet

- Diện tích chiếm chỗ của mỗi pallet: 1390 x 1,092 = 1517,88 (m2)

- Kho lưu mẫu:

5 Kho nguyên liệu

- Kho chứa RE: đảm bảo sản xuất cho 30 ngày

lượng dường RE sử dụng trong ngày:

Hệ số khoảng cách giữa các bao là 1,1 Vậy:

FRE (m 2 )

Diện tích lối đi: 20%FRE = 0,2 x 185,5 = 37,1 (m 2 )

Diện tích kho phụ gia: 20%FRE = 37,1 (m2)

⇒ F5 = FRE + (37,1 x 2) = 185,5 + 74,2 = 259,7 (m 2 )

Kích thước kho: 26 x 10 x 6 (m)

6 Kho bao bì:

Kho bao bì chứa bao gì cacton, hộp giấy, ống hút sử dụng trong 15 ngày

- Bìa cacton xếp gọn, kích thước: 0,7 x 0,4 x 0,02 (m)

mỗi chồng bìa chứa 2500 bìa, diện tích chiếm chỗ là 0,28 m 2

mỗi ngày cần 27778 thùng, trong 15 ngày cần 416670 thùng

⇒ Số chồng bìa dùng trong 15 ngày: 416670/2500 = 167 chồng

⇒ Diện tích chiếm chỗ kho của bìa cacton: 167 x 0,28 = 46,76 (m 2 )

185 15

50

32 , 0 13170

30 1 , 1

=

=

Diện tích chiếm chỗ của bao bì hộp giấy: 1,092 x134 = 147 (m2)

diện tích lối đi: 20% (5,36 +147 + 46,76) = 39,8 (m2)

⇒F6 = 39,8 + 5,36 + 147 + 46,76 = 238,9 (m2)

kích thước: 24 x10 x6 (m)

7 Phân xưởng chính: dựa vào bảng 4, tổng kết số lượng và

kích thước thiết bị ta có bảng sau:

Tên thiết bị Số lượng Dài (mm) Rộng (mm) Cao (mm)

Phân xưởng thiết kế dạng chữ I, và được sắp xếp như sau:

- Thiết bị có số lượng nhiều được sắp xếp theo chiều ngang

- Các loại thiết bị sắp xếp theo hình chữ I dọc theo chiều dài phân xưởng

- Dọc phân xưởng có 1 lối đi rộng 3m

- Khoảng cách giữa các thiết bị cùng loại là 0,5m

- Khoảng cách giữa 2 loại thiết bị là 2m

- Khoảng cách được chừa ra 2 bên là 9m, mỗi bên 4,5m

- Khoảng cách cửa ra sản phẩm và vào nguyên liệu với quy trình

9 Kho nhiên liệu

• Lượng dầu FO cần cho nồi hơi là 107,5 (kg/hơi)

• Lượng dầu FO đảm bảo sản xuất trong 15 ngày

1 44

, 29

796 , 41

=

100

1

758

,0

3.20

=

Từ những tính toán trên ta có bảng sau:

F

F =

1571535

,0

25,5500

K

F

K =

78,

025

,5500

195,

Yêu cầu điện dùng cho chiếu sáng:

- Ánh sáng phải phân bố đều không có bóng tối và không làm loá mắt.

- Đảm bảo chất lượng của độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với công trình

- Đảm bảo chất lượng quang thông, màu sắc ánh sáng và độ sáng tối thiểu.

Sử dụng phương pháp công suất riêng để tính toán Ta có công thức tính như sau:

Tính công suất sử dụng thực tế theo công thức: Pcs = nc x Po

•Sử dụng chung: đèn huỳnh quang, nguồn điện 220V

Pt c =

p

t d

S P

⇒ Pt d = Pt c. Sp (W )

Từ bảng trên, ta có công suất chiếu sáng thực tế P cs=39.04 kW

Yêu cầu điện dùng cho động lực:

Công suất của các động cơ tại các phân xưởng phải phù hợp với

yêu cầu của thiết bị trong dây chuyền Nếu ta chọn hệ số dự trữ

công suất quá nhỏ thì dễ gây quá tải khi làm việc Ngược lại nếu

chọn quá lớn thì sẽ tiêu thụ nhiều công suất đồng thời làm giảm hệ

số công suất

STT Thi t b ế ị S l ố ượ ng Công su t ấ

đ nh m c (kW) ị ứ T ng công ổ su t ấ

(kW)

2Tank ch a n ứ ướ c hoàn

Từ bảng trên, ta có công suất động lực P dl=243.9 kW

Tính tổng điện năng tiêu thụ hằng năm:

Số giờ làm việc tối đa trong năm: T= 709 ca * 8 giờ/ca =5672(h)

II Tính hơi

Trong các nhà máy thực phẩm, để cấp nhiệt cho các thiết bị người

ta thường sử dụng tác nhân là hơi nước bão hoà Thường được dùng với mục đích gia nhiệt như: thanh trùng sữa, nâng nhiệt sữa, chạy rửa thiết bị… Ngoài ra hơi nước còn được dùng để phục vụ cho sinh hoạt, vô trùng cho các thiết bị trước và sau mỗi ca sản xuất.

Sử dụng hơi nước trong sản xuất có một số ưu điểm sau:

- Hơi nóng truyền nhiệt đều, không xảy ra hiện tượng truyền nhiệt cục bộ, dễ điều chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh áp hơi.

- Thuận tiện cho việc vận hành các thiết bị, không cồng kềnh, phức tạp, chiếm một phần diện tích nhỏ trong phân xưởng.

- Không gây độc hại, đảm bảo vệ sinh cho sản xuất, nên được

dùng cho sản xuất thực phẩm.

- Không ăn mòn thiết bị, có thể vận chuyển đi xa bằng ống.

- Đảm bảo vệ sinh cho sản xuất.

Năng suất sử dụng hơi:

•Thanh trùng : 500kg/h (8 máy)

•Đun AMF: 200kg/h(2 cái)

•Nấu siro đường: 80kg/h (1 cái)

•Làm nóng nước hoàn nguyên : 60kg/h (4 cái)

•Lên men: 40kg/h (3 cái)

•Đồng hoá: 100kg/h (5 cái)

⇒Tổng lượng hơi sử dụng trong các thiết bị: 5340kg/h

•Hơi khử trùng thiết bị = 20% tổng lượng hơi = 1068kg/h

•Hơi sinh hoạt khoảng 0.5kg/người/h

⇒126x0.5 = 63kg/h

•Hơi thất thoát khoảng 8% = 427.2 kg/h

=> Tổng lượng hơi tiêu thụ: 5340+1068+63+427.2=6898.2kg/h

• Chọn nồi hơi:

Nồi hơi đốt dầu ống lò lệch tâm:

- Công suất hơi: 7000~8000kg/h

- Áp suất hơi: 10 bar

- Nhiệt độ hơi: 183oC

- Kiểu ống lò ống lửa, nằm ngang

- 3 pass, hộp khói ướt, ống lò bố trí lệch tâm

III Tính nước

•Nước nguyên liệu: (35.074+3.087+18.54)x3=170.1m3/ngày

•Nước lò hơi: 6898.2kg/h = 6.8982m3/h = 165.56m3/ngày

•Nước sinh hoạt: 35l/người/ngày

⇒Tính toán cho 60% nhân lực ca đông nhất:

77x0.035=2.695m3/ngày

•Nước rửa xe, tưới cây: 5m3/ngày

•Nước cứu hoả dự phòng: 50m3/ngày

•Nước vệ sinh thiết bị nhà xường: 1.5m3/h = 36m3/ngày

⇒Chi phí nước kể đến hệ số sử dụng không đều (K = 1,5):

G = 429.36x1.5 = 644m3/ngày

Tính kinh tế

I Vốn đầu tư cho tài sản cố định

1 Vốn xây dựng nhà máy

STT Công trình F (m2) Đơ n giá (10 6 đ/m 2 ) Thành ti n (10 ề 6 đ)

1Phân x ưở ng chính 1035.25 1.5 1552.875 2Phòng b o v ả ệ 12 0.8 9.6

• Vốn đầu tư xây dựng: V1 = 5878.275x106đ

– Các công trình phụ: tường, hè, đường, cống rãnh, các khoản khác… = 30% V1

– Chi phí thăm dò thiết kế: 10% V1

⇒Tổng vốn đầu tư xây dựng:

⇒V’1 = 1.4 V1 = 8229.585x106đ

• Khấu hao xây dựng: Hxd = 5%V’1 = 411.48x106đ

2 Vốn đầu tư máy móc thiết bị

9 Tr ưở ng ca, tr ưở ng phòng 3 8.5 102 306

• Tổng lương của cán bộ công nhân viên 1 năm:

L1 = 6516x106đ

* Tiền bảo hiểm y tế: 3% L1

* Bảo hiểm thất nghiệp: 1% L1

III Chi phí sản xuất 1 năm

1 Nhiên liệu sử dụng chung

2 Nguyên liệu sử dụng của dây chuyền sản xuất

STT Danh m c ụ Đơ n v ị Đơ n giá

(10 3 đ) S l ng

ố ượ (1 ca) S l ng

ố ượ (1 n m ă

709 ca)

Thành

ti n ề (10 3 đ)

IV Tính giá thành cho 1 đơn vị sản xuất