Thiết kế dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường năng suất 25 triệu lít sản phẩmnăm

Sữa là một trong những thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất. Trong sữa có đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể hấp thu. Ngoài các thành phần chính là protein, lactoza, lipit, muối khoáng còn có tất cả các loại vitamin chủ yếu, các enzyme, các nguyên tố vi lượng không thể thay thế. Đối với trẻ em, canxi của sữa là nguồn canxi không thể thay thế. Trong số các thức ăn tự nhiên của con người không có sản phẩm nào mà hỗn hợp các chất cần thiết lại được phối hợp một cách có hiệu quả như sữa. Do đó sữa và các thành phần từ sữa từ lâu đã được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi. Thêm vào đó, những năm gần đây chất lượng cuộc sống được nâng cao nên nhu cầu về sữa càng lớn.

ĐẶT VẤN ĐỀ Những năm qua ngành sữa Việt Nam phát triển nhanh Nếu trước năm 1990 có từ tới hai nhà sản xuất, phân phối sữa thị trường sữa Việt Nam tăng lên 72 doanh nghiệp Sữa thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Trong sữa có đầy đủ tất chất dinh dưỡng cần thiết dễ thể hấp thu Ngoài thành phần protein, lactoza, lipit, muối khoáng có tất loại vitamin chủ yếu, enzyme, nguyên tố vi lượng thay Đối với trẻ em, canxi sữa nguồn canxi thay Trong số thức ăn tự nhiên người sản phẩm mà hỗn hợp chất cần thiết lại phối hợp cách có hiệu sữa Do sữa thành phần từ sữa từ lâu ưa chuộng sử dụng rộng rãi Thêm vào đó, năm gần chất lượng sống nâng cao nên nhu cầu sữa lớn Nắm bắt xu thị trường, công ty lớn sữa Vinamilk, TH True Milk đẩy mạnh sản xuất, định hướng phát triển nâng cao suất sản xuất, xây dựng quy trình khép kín đảm bảo chất lượng nguồn nguyên liệu Song theo thống kê từ Hiệp hội thức ăn gia súc Việt Nam sữa nước sản xuất đáp ứng 22% nhu cầu tiêu dùng Thêm vào đó, chứa nhiều chất dinh dưỡng nên sữa môi trường thuận lợi cho phát triển sinh vật Để khắc phục điểm mà ta phải có phương pháp tiệt trùng, trùng, lên men nhằm kéo dài thời gian bảo quản, tăng giá trị cảm quan Sản phẩm sử dụng rộng rãi thị trường Việt Nam sữa tiệt trùng Do định chọn đề tài: “Thiết kế dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường suất 25 triệu lít sản phẩm/năm.” PHẦN 1: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 1.1 NGUYÊN LIỆU CHÍNH: Sữa bò tươi, sữa có đầy đủ chất cần thiết cho việc tạo thành tổ chức thể thể có khả hấp thụ sữa cao, đầy đủ chất dinh dưỡng chất béo, đường lactoza, vitamin, chất khoáng, enzym, Ngoài sữa có đầy đủ axit amin không thay Đây axit amin cần thiết cho thể 1.1.1 Thành phần hóa học cấu trúc hóa lí sữa tươi Sữa gồm hai thành phần nước chất khô Chất khô bao gồm lactose, protein, muối khoáng, enzyme chất béo Ngoài ra, sữa chứa số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, chất màu khí Thành phần hóa học sữa loài động vật khác khác Sữa loài động vật khác khác nhau, sữa cừu có hàm lượng protein chất béo cao nhất, tiếp đến sữa trâu, hàm lượng lactoza sữa người mẹ cao hẳn so với sữa loài động vật khác Phụ thuộc vào nhiều yếu tố mà thành phần hóa học không giống chủng vật nuôi, tình trạng sinh lí vật, điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn gia súc, chế độ ăn, thời tiết ) Bảng 1.1 Thành phần hóa học sữa số loại sữa (% khối lượng) [4,2] Protein tổng Casein Chất béo Carbonhydrat e Khoáng Bò 3,5 2,8 3,7 4,8 0,7 Dê 3,6 2,7 4,1 4,7 0,8 Cừu 5,8 4,9 7,9 4,5 0,8 Ngựa 2,2 1,3 1,7 6,2 0,5 Người 1,2 0,5 3,8 7,0 0,2 Động vật Hàm lượng thành phần sữa dao động phạm vi rộng, phụ thuộc vào khác biệt giống, điều kiện tự nhiên điều kiện chăn nuôi Bảng 1.2 Thành phần lít sữa bò(% khối lượng )[3,6] Các thành phần Khoảng biến thiên Giá trị trung bình (% khối lượng) Nước 85,5 – 89,5 87 Tổng chất khô 10,5 – 14,5 12,9 Lactose 3,6 – 5,5 4,8 Protein 2,9 – 5,0 3,4 Chất béo 2,5 – 6,0 3,9 Khoáng 0,6 − 0,9 0,8 Hàm lượng chất khoáng sữa dao động từ 8–10g/l Các muối sữa dạng hòa tan dung dich keo (kết hợp với casein) Trong nguyên tố khoáng có sữa, chiếm hàm lượng cao canci, phospho va magie Các nguyên tố khác Zn, Fe, Cu, Mo cần thiết cho trình dinh dưỡng người Bảng 1.3 Thành phần số nguyên tố khoáng sữa.[4,24] Nguyên tố Hàm lượng Nguyên tố (mg/l) Hàm lượng (mg/l) Kali 1500 Kẽm Canci 1200 Nhôm 0,5 Natri 500 Sắt 0,4 Magie 120 Đồng 0,12 Phospho 3000 I ốt 0,06 Clo 1000 Asen 0,04 Vitamin sữa bao gồm hai nhóm tan nước (vitamin nhóm B, C) tan chất béo (A,D,E) Nếu xử lí nhiệt thời gian ngắn không khí xâm nhập vào nhiệt độ nhỏ hay 100°C không làm giảm đáng kể lượng vitamin, trừ vitamin C nhảy cảm với nhiệt Khi trùng chế độ lượng vitamin C giảm 17% Nhiệt độ cao 100°C làm phá hủy phần hầu hết loại vitamin Khi để lọt không khí, có tác dụng ánh sáng, bao bì thiết bị bẩn làm giảm lượng vitamin loại Vitamin C bị phá hủy hoàn toàn điều kiện Bảng 1.4 Hàm lượng số vitamin sữa [4,23] Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng (mg/l) A 0,3 mg/l B1 0,4 B12 0,005 B 0,001 µg/l B2 1,7 C 20 E 1,4 µg/l B6 0,5 Biotin 0,04 Acid pantothenic Acid folic 0,05 Nicotinamit 1.1.2 Một số tính chất sữa bò Sữa chất lỏng có màu trắng đục hay vàng nhạt, có độ nhớt lớn lần so với nước có vị đường nhẹ có mùi rõ nét Bảng 1.5 Một số tiêu vật lí quan trọng sữa bò tươi [3,5] Đại lượng Đơn vị đo Giá trị – 6,5 – 6,6 Độ acid °D 16 –18 Tỉ trọng g/cm ³ 1,028 – 1,036 °C 0,55 Sức căng bề mặt 20°C dynes/cm 50 Nhiệt dung riêng Cal/g.°C 0,933 –0,954 Ph Nhiệt độ đông đặc 1.1.3 Hệ vi sinh vật sữa bò 1.1.3.1 Nguồn gốc hệ vi sinh vật sữa Hệ vi sinh vật sữa đa dạng, có nhiều nguồn gốc khác từ số nguồn sau đây: - Bầu vú động vật cho sữa - Người thiết bị cho sữa - Thiết bị chứa sữa - Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa 1.1.3.2 Hệ vi sinh vật sữa [3,24] Hệ vi sinh vật số lượng chúng sữa luôn thay đổi phụ thuộc vào mức độ nhiễm vi sinh vật trình vắt sữa + Loài Streptococus thermophilus: tác nhân hình thành acid + Vi khuẩn lactic: chung Streptococus lactic S.cremoris tác nhân đông tụ tự nhiên + Loài Leuconostoc: loài vi khuẩn lactic lên men không định hình, tạo loại acid lactic + Nấm men (yeast): số nấm men sử dụng đường lactose chuyển thành rượu Chúng phát triển sữa gây biến đổi thành phần hóa học trình bảo quản sữa Một số chủng nấm men Sacharomyces, mycorderma + Nấm sợi (moulds): số loài nấm sợi thường nhiễm vào sữa mucor, rhizopus, penicillium, apergillus Ngoài có hệ vi sinh vật gây bệnh Đặc trưng samonella typhi, samonella para typhi, shigella dysenterial Hầu hết loài nấm men nấm sợi bị tiêu diệt trình trùng sữa 75°C thời gian từ 10-15 giây 1.2 NGUYÊN LIỆU PHỤ 1.2.1 Chất tạo Sử dụng đường saccharose dạng siro có hàm lượng chất khô 70 % Vai trò: - Tạo vị cho sữa, làm tăng giá trị cảm quan Cung cấp lượng chủ yếu cho thể Dể dàng tiêu hóa 1.2.2 Chất nhũ hóa Sử dụng E 471 (mono-diglycerides acid béo) với liều lượng sử dụng 2,5-15 g/kg nguyên liệu Làm giảm sức căng bề mặt giọt phân tán từ làm giảm lượng hình thành giọt hệ Tạo ổn định hệ keo phân tán pha liên tục 1.2.3 Nước Là nguồn nguyên liệu thiếu sản xuất sản phẩm sữa nói chung Ngoài sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường sử dụng nước để hòa trộn đường RE chất ổn định để trì trạng thái đồng sản phẩm sữa Các tiêu chuẩn nước sản xuất quy định rõ QCVN 01:2009/ BYT PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG CÓ ĐƯỜNG Sữa nguyên liệu Kiểm tra chất lượng Gia nhiệt Ly tâm Tiêu chuẩn hóa Chất nhũ hóa Phối trộn Siro Gia nhiệt Bài khí Đồng hóa Tiệt trùng UHT Làm nguội Bao gói Bao bì giấy vô trùng Kiểm tra chất lượng Sản Phẩm Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tiệt trùng có đường 2.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.2.1 Thu nhận làm lạnh sữa Sữa vắt làm lạnh ngay, tránh biến đổi xấu với sữa Sữa nguyên liệu sau thu nhận thiết bị thu nhận sữa tươi Tetra Pak loại M42-2293 làm lạnh nhà máy đưa vào sản xuất Yêu cầu sữa nguyên liệu: Sữa lấy từ bò khỏe mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh Sữa có mùi vị tự nhiên, mùi vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất tẩy rửa - Sữa có thành phần tự nhiên - - Sữa phải tươi làm lạnh đến - 60C Mục đích: Làm lạnh thiết bị gia nhiệt dạng Alfa Laval hạn chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu hạn chế phân hủy chất dinh dưỡng sữa tác dụng hệ enzyme có sẵn sữa tươi, tăng hiệu trùng, tăng thời gian bảo quản cho sữa 2.2.2 Kiểm tra chất lượng Với chuyên gia, hay với người có kinh nghiệm Sau mở cửa xe lạnh chứa sữa, họ ngửi mùi để xác định chất lượng sữa Tiếp sữa kiểm tra tổng số vi sinh vật qua phản ứng màu chất thị, kiểm tra tiêu độ tươi, hóa lý, cảm quan 2.2.3 Gia nhiệt  Mục đích: Tạo điều kiện thuận lợi cho trình ly tâm, tiêu diệt số vi sinh vật gây hại  Tiến hành: Để nâng nhiệt người ta thường sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng Nước đun nóng bão hòa, nước từ xuống dịch sữa từ lên trao đổi nhiệt gián tiếp cho Nhiệt độ sữa nâng lên 65 oC Gia nhiệt xong sữa đưa qua thiết bị ly tâm tách béo  Thiết bị: chọn thiết bị gia nhiệt kiểu MS 10-SR Alfa Laval 2.2.4 Ly tâm  Mục đích: - Tách béo, điều chỉnh hàm lượng chất béo sữa - Tách vi sinh vật - Tách tạp chất  Tiến hành: Sữa nguyên liệu đưa vào qua ống trục thiết bị ly tâm Chảy theo rãnh vào khe đĩa phân bố thành lớp mỏng đĩa Khe hở đĩa thùng quay khoảng 0,4mm Sữa thùng quay chuyển động với tốc độ - cm/s Dưới tác dụng lực ly tâm phân chia sữa Các cầu mỡ nhẹ nên tác dụng lực ly tâm chuyển động phía trục quay tập trung xung quanh trục Các cầu mỡ có kích thước lớn tập trung gần tâm Càng xa tâm lượng cream giảm dần Sữa gầy nặng nên có xu hướng tiến phía ngoại vi Sữa nguyên liệu tiếp tục đưa vào gây áp suất đẩy sữa gầy cream đến phía qua hai đường khác Hàm lượng chất béo sữa gầy 0,05%, cream 40% Thiết bị: Chọn thiết bị ly tâm diyingix xuất xứ Trung Quốc 2.2.5 Chuẩn hóa  Mục đích: Quá trình chuẩn hóa nhằm đưa hàm lượng chất béo sữa hàm lượng tiêu chuẩn quy định Đối với sữa tươi tiệt trùng hàm lượng chất béo là: 3,5%  Tiến hành: Sử dụng hệ thống điều chỉnh chất béo hoàn toàn tự động Tetra FlexDos TM Sữa gầy cream từ ly tâm chuẩn hóa đến hàm lượng béo thích hợp 3,5%  Thiết bị: Chọn hệ thống điều chỉnh chất béo hoàn toàn tự động Tetra FlexDosTM 2.2.6 Quá trình phối trộn  Mục đích: - Tăng độ ngọt, giá trị dinh dưỡng, thời gian bảo quản cảm quan cho sản phẩm - Hòa tan chất ổn định, đường vào sữa triệt để  Bổ sung: -Chất ổn định chất nhũ hóa: Sử dụng với hàm lượng 0,1% khối lượng nguyên liệu -Chất tạo ngọt: Đường saccharose cho vào dạng siro có hàm lượng chất khô 70%  Thực hiện: bơm sữa sau tiêu chuẩn hóa vào bồn trộn, sau bơm tiếp nguyên liệu sau gia nhiệt chứa thùng chứa sau gia nhiệt vào bồn trộn, cho bồn trộn ổn định dòng sữa, nhiệt độ từ 400C- 450C Tiến hành đổ từ từ chất ổn định, chất nhũ hóa, siro theo tiêu chuẩn Cánh khuấy hòa trộn từ 10-15 phút cho sữa qua gia nhiệt  Thiết bị: Tetra Pak Mixer RJCI 2.2.7 Gia nhiệt  Mục đích: Nâng nhiệt độ sữa lên nhiệt độ thích hợp cho trình khí đồng hóa diễn tốt Làm giảm độ nhớt khối sữa tiêu diệt phần vi sinh vật  Tiến hành: Sử dụng thiết bị gia nhiệt mỏng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 90 oC Quá trình tương tự gia nhiệt  Thiết bị: Chọn thiết bị gia nhiệt mỏng MS 10-SR Alfa Laval    - 2.2.8 Bài khí Mục đích: - Làm giảm lượng oxy phân tán, hòa tan sữa tránh hao hụt chất lượng, oxy hóa chất béo, tăng hệ số truyền nhiệt - Ổn định lưu lượng tăng độ xác kết đo trì tuổi thọ bơm Tiến hành: Sữa sau gia nhiệt lên 90oC tiến hành khí Bài khí môi trường chân không bơm chân không Một áp lực chân không thích hợp tạo làm cho khí dạng phân tán, hòa tan phần nước hợp chất dễ bay thoát khỏi thiết bị Toàn hỗn hợp đưa vào phận ngưng tụ đặt đỉnh thiết bị khí Nước số cấu tử chuyển sang dạng lỏng chảy xuống đáy thiết bị khí cấu tử không ngưng tụ bơm chân không hút Nhiệt độ sữa 80oC Thiết bị: chọn thiết bị khử khí chân không INVD-3000 từ Trung Quốc 2.2.9 Quá trình đồng hóa  Mục đích: Làm giảm kích thước cầu mỡ, làm cho chúng phân bố chất béo sữa, làm cho sữa đồng Đồng hóa làm tăng độ nhớt sữa lên chút làm giảm đáng kể trình oxy hóa, làm tăng chất lượng sữa sản phẩm sữa  Thực hiện: Đồng hóa hai cấp Thông số kĩ thuật: Nhiệt độ sữa trước đồng hóa 65°C + Cấp 1: 150 -160 bar: phá vỡ cầu béo thành cầu béo nhỏ + Cấp 2: 50-40 bar: giúp cầu béo không liên kết lại với 10 Hình 4.4 Thiết bị chuẩn hóa Tetra FlexDosTM Ta có: Lượng sữa trước vào giai đoạn chuẩn hoá: 23569,17 kg/ca [CBVC] Đổi sang thể tích ta được: 2828,2 (l/h) Số lượng thiết bị: n= 4.1.8  + + + 2828, = 0,86 < 3300 Vậy chọn thiết bị tiêu chuẩn hoá Thiết bị phối trộn có cánh khuấy [11] Chọn thiết bị phối trộn Tetra Pak Mixer RJCI Thông số kỹ thuật Bao gồm bơm, ống, bảng điều khiển, vật liệu từ thép chống rỉ AISI 304 Năng suất : 3400 (l/h) Công suất: 11kw Kích thước : HxRxD= 3008x1673x3560 27 Hình 4.5 Thiết bị phối trộn Lượng sữa trước công đoạn trộn là: 25456,55 (kg/ca) [CBVC] Cộng thêm lượng đường, chất ổn định, nước pha thể tích tăng lên 27370,72(kg/h) Đổi sang thể tích ta được: 3284,4 (l/h) Số lượng thiết bị: n= 3284, = 0,966 < 3400 Vậy chọn thiết bị 4.1.9 Nồi nấu siro [12] Lượng đường RE khô 99,8% dùng cho nấu siro 978,57 kg/ca Lượng nước pha đường RE 388,693 kg/ca Lượng hỗn hợp ca là: 978,57+388,693=1367,263 kg/ca 1367, 263 = 1013,54 1,349 Đổi sang thể tích ta được: (1,349 khối lượng riêng dung dịch đường 70%) Hệ số chứa đầy 0,9 nên thể tích thực: 1013,54 = 1126,15 0,9 (l/ca) Đầu tiên ta bơm nước đường vào nồi, mở cánh khuấy, mở van cấp nhiệt cho nước Nâng nhiệt lên 65-75oC, bắt đầu cho đường vào sau định mức nước theo tỉ lệ Tỷ lệ 700kg/100l siro Tiến hàng khuấy đều, nhiệt độ 8085oC 28 Ta chọn thiết bị nồi vỏ kiểu khuấy hệ thống làm lạnh JC-500-4  Thông số kỹ thuật D=1100mm H=1150 mm Năng suất 1500l Gồm lớp vỏ áo, motor, cánh khuấy, cửa nạp Số lượng thiết bị: n= 1126,15 = 0, 75 < 1500 Vậy chọn thiết bị nấu siro 4.1.10.Thùng chứa siro đường sau nấu Lượng dịch sau nấu V=1126,15 l/ca Chọn thiết bị công ty zhuzhing xuất xứ Trung Quốc Chứng nhận: ISO 9001:2000 Gồm cửa, hệ thống CIP, điều chỉnh chân, vavle, đo nhiệt, đo áp, đo mức, cánh khuấy Năng suất: 1500 (l) D= 1160 mm H= 3350 mm 4.1.11.Thiết bị gia nhiệt Lượng sữa trước trình gia nhiệt: V=27345,26 kg/ca 27345, 26 = 3281,33 1, 0417.8 Vậy lượng sữa đổi sang thể tích: V= (l/h) Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu MS 10-SR Alfa Laval  Thông số kỹ thuật - Hãng sản xuất: Alfalaval - Năng suất: 60 lít/h bề mặt truyền nhiệt Thiết bị gồm 122 (plates) nên có 61 bề mặt truyền nhiệt nên suất thiết bị 60.61=3660(l/h) - Nhiệt độ làm việc: 1100C - Áp suất làm việc: 6bar - Kích thước: H × R × D= 1150 × 460 × 1500 mm 29 Hình 4.6 Thiết bị gia nhiệt mỏng n= 3281,33 = 0,89 < 3660 Số thiết bị: 4.1.12.Thiết bị khí [13]  Thiết bị: Chọn thiết bị khử khí sữa chân không xuất xứ Trung Quốc Thường sử dụng chế biến nước trái cây, sữa, trà  Thông số kỹ thuật + Chứng nhận ISO 9001 + Vật liệu: SUS 304(AISI 304) Lượng sữa trước khí: V=2409,8 (l/h) Vậy chọn thiết bị: + Model: INVD-3000 + Năng suất thiết bị : 3000 lít/h + Kích thước thiết bị : HxRxD= 1185x800x3100 Hình 4.7 Thiết bị khí 30 Số lượng thiết bị: n= 2409,8 = 0,803 < 3000 Vậy chọn thiết bị khí 4.1.13.Thùng chứa sữa sau khí Lượng sữa sau khí là: 27317,9 (kg/ca) [CBVC] Đổi sang thể tích ta được: 26224,35 (l/ca) Hệ số chứa đầy 0,9 V=29138,16 (l/ca) Thùng chứa sữa nguyên liệu hai vỏ có cánh khuấy,thân hình trụ đứng, đáy chỏm cầu, vỏ thùng làm thép không gỉ Hình 4.8 Thùng chứa sữa Vậy chọn thiết bị Tetra Alsafe có dung tích 30000(l) H=5,6(m) D=3,6(m) Áp suất làm việc tối đa 3000Kpa Thiết bị gồm valve, lọc không khí vô trùng, thiết bị an toàn, thiết bị đo áp lực, bảng điều khiển, hệ thống CIP 4.1.14.Thiết bị đồng hóa Chọn thiết bị đồng hóa LPH APV Gaulin 1321MC18-3TPS Homogeniser  + + + + Thông số kỹ thuật Năng suất: 5000 l/h Áp suất làm việc: 160 bar Kích thước thiết bị: HxRxD= 1300x1300x1600 mm Chiều dài piston: 54mm 31 Hình 4.9 Thiết bị đồng hóa Lượng sữa vào đồng hóa: 27290,6 kg/ca Đổi thể tích ta được: 3274,7 (l/h) n= 3274, = 0, 655 5000 Số lượng thiết bị: Vậy chọn thiết bị 4.1.15.Hệ thống tiệt trùng làm nguội UHT [14] Lượng sữa trước vào UHT 27236,011 kg/ca Đổi thể tích 3268,2 l/h Chọn cụm thiết bị tiệt trùng, làm nguội Tetra Therm Aseptic Flex (Thụy Điển)  Thông số kỹ thuật + Năng suất : 7000 lít/h + Nhiệt độ tiệt trùng : 139 - 140oC + Nhiệt độ nước làm nguội : 20oC, áp suất bar + Thời gian tiệt trùng : 4s + Lượng vào : 30 kg/h, tối đa 110 kg/h + Áp suất vào : bar + Kích thước thiết bị : HxRxD=11100 × 5100 × 4000 mm + Công suất thiết bị : 23 - 60 kW 32 Hình 4.10 Hệ thống tiệt trùng làm nguội [13] Số lượng thiết bị: n= 3268, = 0, 4668 < 7000 Vậy chọn cụm thiết bị tiệt trùng làm nguội 4.1.16.Bồn chờ rót  Thiết bị: Chọn thiết bị Tetra AlsafeRLA hãng Tetra Pack Thụy Điển  Thông số kỹ thuật + Kích thước : D = 3600 mm; H = 5600 mm + Áp suất làm việc: bar + Năng suất: 30000 l Hình 4.11 Bồn chờ rót Tetra AlsafeRLA Lượng sữa đem bao gói là: 27127,176 (kg/ca) [CBVC] 33 Đổi sang thể tích ta được: V=26041,26 (l/ca) Hệ số chứa đầy 0,9 nên thể tích bồn chứa là: V=28934,73 (l/ca) Số lượng thiết bị: n= 28934, 73 = 0, 96 < 30000 Vậy chọn thiết bị 4.1.17.Thiết bị rót đóng hộp [15] Lượng sữa đưa máy rót 3255,16 l/h  Thiết bị: Chọn loại máy rót hiệu Tetra Pak TBA19 180 ml Slim Thụy Điển sản xuất  Thông số kỹ thuật + Đóng gói kích thước : 180 ml + Năng suất : 7500 lít/h + Khí nén, áp suất làm việc : - kg/cm2 + Nước làm mát : 20oC + Kích thước : 3500×2000×4500 mm + Áp lực nước : 1,7 kg/cm3 + Nhiệt độ khí tiệt trùng : 125 - 128oC + Nồng độ H2O2 : 35 - 50% + Nhiệt độ H2O2 : 69 - 80oC Số lượng thiết bị: n= 3255,16 = 0, 434 < 7500 Vậy chọn thiết bị Hình 4.12 Thiết bị rót đóng hộp Tetra Pak TBA 19 4.1.18.Băng tải vận chuyển sữa hộp thành phẩm [16]  Chọn loại băng tải Belt priven conveyor + Kích thước: chiều cao gờ 500 mm, H=1400mm, D=2100m + Công suất mô tơ: 0,37 kw Chọn băng tải 4.1.19.Dán màng bao [17] 34  Chọn máy dán màng bao hiệu Multi Shrink 30 speed hãng Tetra Pak  Thông số kĩ thuật: Năng suất: 24000 hộp/h HxRxD= 1100x500x2200 mm n= 27127,176 = 0, 7535 < 8.1, 0417.(24000.180.10−3 ) Số thiết bị : Vậy ta chọn thiết bị 4.1.20.Thiết bị đóng thùng [18]  Chọn thiết bị đóng thùng Crate Packer 73 Tetra pak  Thông số kỹ thuật: Năng suất: 15000 hộp/h Kích thước: HxRxD= 1500x500x1400 n= 27127,176 = 0, 0986 < 8.1, 0417.(15000.180.10 −3 ) Số lượng thiết bị: Vậy chọn thiết bị đóng thùng Hình 4.13 Thiết bị rót đóng hộp Tetra Pak TBA 19 4.1.21.Bơm ly tâm Chọn bơm ly tâm UHB – 10, Xuất xứ từ ITALIA 35 Hình 4.13 Bơm ly tâm  + + + + + + + − − − − − − − − − − Thông số kỹ thuật: Năng suất : 0,5 - 10 (m3/h) Áp suất đẩy : - 50 m nước Số vòng quay : 1440 (vòng/phút) Công suất : 3,1 kW Đường kính bên ống hút đẩy : 38 mm Chiều cao hút : m Kích thước : 453 × 280 × 250 mm Bơm ly tâm sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp thực phẩm, dùng để bơm chất lỏng thông thường, có độ nhớt không cao Trong trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng, bơm ly tâm dùng công đoạn sau đây: bơm đặt thiết bị thu nhân sữa tươi bơm thiết bị làm lạnh sau tiếp nhận bơm thiết bị gia nhiệt bơm thiết bị ly tâm bơm thiết bị chuẩn hóa bơm thiết bị khí bơm thùng chứa sau khí bơm đồng hóa bơm hệ thống tiệt trùng bơm bồn chở rót Vậy dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng ta cần: 10 bơm ly tâm 4.1.22.Bơm khía Bơm khía thường dùng để bơm chất lỏng có độ nhớt cao Dịch đường có độ nhớt cao nên ta chọn bơm khía Chọn bơm khía A3P - 25/5*1  Thông số kỹ thuật: + Năng suất : 2,5 (m3/h) + Số vòng quay : 960 (vòng/phút) 36 + Công suất + Kích thước + Khối lượng : 1,7 kW : 450 × 240 × 265 (mm) : 22 (kg) Trong trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng, bơm khía dùng công đoạn: − bơm đặt nồi nấu siro − bơm đặt thùng chứa dịch sirup sau nấu Vậy dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng bơm khía 4.1.23.Bơm chân không  + + + + Bơm chân không dùng để tạo độ chân không thiết bị khí, gia nhiệt Chọn bơm chân không vòng nước nhãn hiệu: KBH - Thông số kỹ thuật: Năng suất : 0,8 (m3/phút) Độ chân không : 620 (mmHg) Công suất động điện : 2,2 kW Kích thước : 400 × 350 × 250 (mm) Vậy dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng ta cần bơm chân không: + thiết bị khí sau thiết bị gia nhiệt + bơm sau thùng chứa sau làm lạnh + bơm sau thiết bị phối trộn 4.1.24.Bơm định lượng  + + + + − Chọn bơm định lượng kiểu khí dạng Piston hiệu OBL, xuất xứ Italia Thông số kỹ thuật: Năng suất : 0,8 - 300 (l/h) Áp suất đầu xả : - 40 bar Công suất động điện : 0,37 kW Kích thước : 400 × 350 × 250 (mm) Chọn bơm định lượng với cấu: Chọn bơm dùng để định lượng suất nguyên liệu sữa sau chuẩn hóa vào thiết bị phối trộn đảm bảo yêu cầu Vậy dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng ta cần bơm định lượng đặt sau thùng chứa gia nhiệt, trước trình ly tâm Bảng 4.1 Bảng tổng kết thiết bị dùng phân xưởng sản xuất ST T Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng 37 Thiết bị thu nhận sữa tươi HxRxD=1500x650x1330 Thiết bị làm lạnh sau tiếp nhận HxRxD=523x107x200 Thùng chứa sau làm lạnh D=3600, H=5600 Thiết bị gia nhiệt HxRxD=1150x460x1500 Thùng chứa sữa sau gia nhiệt D = 3600, H = 5600 Thiết bị ly tâm HxRxD=1600x700x1100 Thiết bị chuẩn hóa HxRxD=2270x700x1300 Thiết bị phối trộn HxRxD=3008x1673x3560 Nồi nấu sirô D = 1100, H = 1150 10 Thùng chứa sirup đường sau D = 1160, H =3350 nấu 11 Thiết bị gia nhiệt HxRxD=1150x460x1500 12 Thiết bị khí HxRxD=1185x800x3100 13 Thùng chứa sữa sau khí D = 3600, H = 5600 14 Thiết bị đồng hóa HxRxD=1300x1300x1600 15 Hệ thống tiệt trùng làm nguội HxRxD=4000x5100x1110 UHT 38 16 Bồn chờ rót D = 3600, H = 5600 17 Thiết bị rót HxRxD=3500x2000x4500 18 Băng tải vận chuyển sữa hộp thành HxRxD=1400x500x2100 phẩm 19 Bơm ly tâm 453 x 280 x 250 10 20 Bơm khía 450 x 240 x 265 21 Bơm chân không 400 x 350 x 250 22 Bơm định lượng 400 x 350 x 250 23 Máy bao màng HxRxD=1100x500x2200 24 Máy dán thùng HxRxD=1500x500x1400 39 KẾT LUẬN Qua tháng nhận đề tài “Thiết kế dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường suất 25 triệu lít sản phẩm/năm” đến đồ án hoàn thành thời gian quy định Qua tài liệu chuyên môn sách, báo, tham khảo số trang web thiết bị, tính toán, chọn lựa công nghệ, thiết bị nhất, bố trí hoàn chỉnh thiết kế Bài khóa luận đưa được: - Quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng - Những điều kiện cần thiết để xây dựng dây chuyền sản xuất hiệu - Những yếu tố ảnh hưởng đến trình - Máy móc chủ yếu sử dụng nhà máy sữa - Biến đổi sữa qua giai đoạn Tuy nhiên, việc tìm kiếm tài liệu gặp số khó khăn, nhiều điều thắc mắc cần giải đáp, nhờ giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn T.S Nguyễn Văn Huế mà hoàn thành đồ án Với kiến thức thân hạn hẹp, chưa có kinh nghiệm thực tế, tài liệu chưa có nhiều chưa đầy đủ nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Vậy kính mong nhận dẫn góp ý thầy cô để đồ án hoàn thiện Cuối xin gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo Nguyễn Văn Huế, tận tình hướng dẫn trình làm đồ án Tôi xin chân thành cảm ơn! 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1]Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa, (Tập I), NXB Đại học quốc gia TPHCM, 2004 [2] Lê Xuân Phương-VSV Công nghiệp- Đại học Đà Nẵng- Trường Đại Học Kĩ Thuật [3] Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng, Công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, NXB Khoa học kỹ thuật, 2002 [4] Lâm Xuân Thanh, Giáo trình công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2003 [5] Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2006 Tài liệu internet [6]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/alfa-laval-brazed-plate-heatexchanger-b3-52a-60010097318.html [7] http://www.tetrapak.com/processing/buffering/tetra-alsafe [8]http://www.processplantandmachinery.com/equipment-for-sale/liquidprocessing/used-heat-exchangers-pasteurisers-systems [9]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/dairy-centrifugal-milkseparator-centrifugal-milk-degreasing-separator-1911024121.html? spm=a2700.7732608.35.1.O4qCQh [10] http://www.tetrapak.com/processing/dosing/tetra-flexdos [11] http://www.tetrapak.com/processing/mixing/tetra-pak-mixer-rjci [12]http://www.vatgia.com/10210/2350021/thong_so_ky_thuat/n%E1% BB%93i-2-v%E1%BB%8F-ki%E1%BB%83u-khu%E1%BA%A5y-v %C3%A0-h%E1%BB%87-th%E1%BB%91ng-l%C3%A0m-l%E1%BA %A1nh-jc-500-4.html [13]http://vietnamese.alibaba.com/product-gs/2000lph-milk-vacuumdegasser-with-stable-performance-60244229784.html? spm=a2700.7732608.35.1.4JCWiC [14]http://www.tetrapak.com/processing/uht-treatment/tetra-therm-asepticflex-1 [15]http://www.processplantandmachinery.com/equipment-forsale/packing-and-weighing/packaging [16]http://www.processplantandmachinery.com/equipment-for-sale/searchresults [17]http://productxplorer.tetrapak.com/en/equipment/multi-shrink-30-speed [18] http://productxplorer.tetrapak.com/en/equipment/crate-packer-73 41 [...]... trong dây chuyền sản xuất Việc tính toán và lựa chọn thiết bị phù hợp sẽ đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục và hiệu quả nhất Trong quá trình sản xuất, một ngày nhà máy làm việc 3 ca nên ta lấy năng suất là 3 ca để tính và chọn thiết bị Số lượng thiết bị sử dụng được tính theo công thức sau: [5,28] n= 4.1.1 - Năng suất của công đoạn Năng suất thiết bị (n: số lượng thiết bị) Mỗi ca làm việc 8 giờ Thiết. .. lỏng thông thường, có độ nhớt không cao Trong quá trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng, bơm ly tâm được dùng ở các công đoạn sau đây: 1 bơm đặt ở thiết bị thu nhân sữa tươi 1 bơm ở thiết bị làm lạnh sau tiếp nhận 1 bơm ở thiết bị gia nhiệt 1 bơm ở thiết bị ly tâm 1 bơm ở thiết bị chuẩn hóa 1 bơm ở thiết bị bài khí 1 bơm ở thùng chứa sau bài khí 1 bơm ở đồng hóa 1 bơm ở hệ thống tiệt trùng 1 bơm ở bồn... lượng) SNF: hàm lượng chất khô không béo trong sữa (% khối lượng) W: hàm lượng nước trong sữa (% khối lượng) Sữa tươi tiệt trùng có đường : W = 100 − 14 − 3,5 − 0,1 = 82, 4% d= 100 = 1, 0417 3,5 (14 − 3,5) + + 82, 4 ( g / cm 3 ) 0,93 1, 068 − Năng suất của dây chuyền tính theo lít/ ca là: − Quy đổi sang kg/ca: 259 60, 54.1, 0417 = 27043, 09 (kg / ca ) 250 00000 = 259 60,54 963 (l/ca) 15 3.2.3 Ước lượng tổn... 3268,2 l/h Chọn cụm thiết bị tiệt trùng, làm nguội Tetra Therm Aseptic Flex 1 (Thụy Điển)  Thông số kỹ thuật + Năng suất : 7000 lít/ h + Nhiệt độ tiệt trùng : 139 - 140oC + Nhiệt độ nước làm nguội : 20oC, áp suất 3 bar + Thời gian tiệt trùng : 4s + Lượng hơi vào : 30 kg/h, tối đa là 110 kg/h + Áp suất hơi vào : 7 bar + Kích thước của thiết bị : HxRxD=11100 × 5100 × 4000 mm + Công suất của thiết bị : 23 -... cần có thời gian tổng kết hoạt động và lên kế hoạch sản xuất cho một năm tiếp theo 3.1.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy Một năm nhà máy sản xuất 11 tháng Nhà máy hoạt động liên tục chỉ nghỉ , các dịp lễ Tết và tháng 2 để bảo dưỡng thiết bị Các ngày nghỉ trong năm là: 01/01, tháng 2, 30/04, 01/05, 10/03 âm lịch, 02/09 Bên cạnh đó, trong quá trình sản xuất mỗi tháng có 1 ngày nghỉ để vệ sinh, bảo dưỡng thiết. .. D=3,6(m) Áp suất làm việc tối đa 3000Kpa Thiết bị gồm các valve, bộ lọc không khí vô trùng, thiết bị an toàn, thiết bị đo áp lực, bảng điều khiển, hệ thống CIP 4.1.4 Thiết bị gia nhiệt 1( heat exchanged) [8] Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu tấm bản MS 10-SR Alfa Laval  Thông số kỹ thuật - Hãng sản xuất: Alfalaval - Năng suất: 60 lít/ h trên một bề mặt truyền nhiệt Thiết bị gồm 122 tấm (plates) nên có 61 bề... mm 4.1.11 .Thiết bị gia nhiệt 2 Lượng sữa trước quá trình gia nhiệt: V=27345,26 kg/ca 27345, 26 = 3281,33 1, 0417.8 Vậy lượng sữa đổi sang thể tích: V= (l/h) Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu tấm bản MS 10-SR Alfa Laval  Thông số kỹ thuật - Hãng sản xuất: Alfalaval - Năng suất: 60 lít/ h trên một bề mặt truyền nhiệt Thiết bị gồm 122 tấm (plates) nên có 61 bề mặt truyền nhiệt nên năng suất của thiết bị 60.61=3660(l/h)... Tiến hành: Sữa hộp thành phẩm được xếp vào thùng carton, sau đó được xếp vào pallet và lưu kho Thời gian bảo quản tối đa 6 tháng Sữa tươi tiệt trùng bảo quản nơi thoáng mát không cần bảo quản lạnh Sau mỗi mẻ sản xuất đều phải có lưu mẫu Quá trình lưu mẫu nhằm kiểm tra sản phẩm, đề phòng khi sản phẩm gặp sự cố trên thị trường PHẦN 3 CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 3.1.1 Kế hoạch thu... khí yêu cầu thiết bị: 500-700 Kpa Nguồn điện 240/4000V, AC, 50/60 Hz Lượng sữa trước khi KTCL: 258 36,47 kg/ca là 3229,56 (kg/h) Là 3100,27 (l/h) Giả sử chọn năng suất lớn nhất của thiết bị là 5000(l/h) n= 3100, 27 = 0, 62 5000 Số thiết bị cần chọn: 22 Vì 0,62