designing a fruit beverages and preserves with a capacity of roughly 20 tons of materials per annum

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sản lượng phô mai chế biến nhập vào nước ta từ năm 2001 – 2010 ………… Bảng 2.1.Thành phần có 100 g phô mai chế biến …………………………………………… Bảng 2.2 Chỉ tiêu vi sinh phô mai chế biến…………………………………………………… Bảng 2.3 Chỉ tiêu hóa lý có 100 g phô mai Cheddar qua ủ – tháng…………… Bảng 2.4 Chỉ tiêu vi sinh phô mai Cheddar qua ủ – tháng Bảng 2.5 Chỉ tiêu hóa lý có 100 g phô mai Cheddar qua ủ – tháng………………7 Bảng 2.6.Chỉ tiêu vi sinh có phô mai Cheddar qua ủ – tháng…………………… Bảng 2.7.Chỉ tiêu hóa lý có 100 g phô mai Cheddar qua ủ – 10 tháng…………… Bảng 2.8 Chỉ tiêu vi sinh có phô mai Cheddar qua ủ – 10 tháng……………………9 Bảng 2.9.Chỉ tiêu hóa lý bột sữa bột gầy……………………………………………………… 10 Bảng 2.10 Chỉ tiêu vi sinh sữa bột gầy…………………………………………………………10 Bảng 2.11.Chỉ tiêu hóa lý bột whey………………………………………………………………11 Bảng 2.12.Chỉ tiêu vi sinh bột whey…………………………………………………………… 12 Bảng 2.13 Chỉ tiêu hóa lý AMF………………………………………………………… 13 Bảng 2.14.Chỉ tiêu vi sinh AMF………………………………………………………………… 14 Bảng 2.15 Chỉ tiêu hóa lý muối ăn………………………………………………………………15 Bảng 4.1.Thành phần có phô mai Cheddar qua ủ – tháng…………………………22 Bảng 4.2.Thành phần có phô mai Cheddar qua ủ – tháng…………………………22 Bảng 4.3.Thành phần có phô mai Cheddar qua ủ – 10 tháng……………………….23 Bảng 4.4.Thành phần có sữa bột gầy…………………………………………………………23 Bảng 4.6 Thành phần có AMF……………………………………………………………… 24 Bảng 4.7.Thành phần hóa học có phô mai chế biến……………………………………….24 Bảng 4.8 Tổn thất qua công đoạn…………………………………………………………….25 Bảng 4.9.Khối lượng loại nguyên liệu dùng để sản xuất 100 kg phô mai chế biến cho mẻ chưa tính tổn thất……………………………………………………………………………….27 Bảng 4.10 Khối lượng loại nguyên liệu dùng để sản xuất 100 kg phô mai chế biến cho mẻ sau tính tổn thất……………………………………………………………………………….28 Bảng 4.11 Khối lượng loại nguyên liệu dùng để sản xuất phô mai chế biến cho mẻ ………………………………………………………………………………………………………….29 Bảng 4.12 Bảng đầu vào dòng nguyên liệu trình, tính theo mẻ 1……29 Bảng 4.13 Khối lượng nguyên liệu sót lại thiết bị phối trộn thiết bị nấu sau mẻ 1…………………………………………………………………………………………………………….30 Bảng 4.14 Khối lượng nguyên liệu cần dùng để sản xuất 150 kg phô mai chế biến từ mẻ trở đi………………………………………………………………………………………………………… 30 Bảng 4.15 Khối lượng loại nguyên liệu dùng để sản xuất phô mai chế biến mẻ, ngày, tháng, năm……………………………………………………………………………………31 Bảng 5.1 Lịch làm việc thiết bị ép đùn, thiết bị phối trộn nguyên liệu, thiết bị nấu…… 32 Bảng 5.2 Lịch làm việc bồn chứa trung gian, hệ thống thiết bị bao gói, thiết bị làm nguội………………………………………………………………………………………………………32 Bảng 5.3 Tổng lượng nước cần vệ sinh…………………………………………………………… 38 DANH MỤC HÌNH Hình Thiết bị ép đùn GoldPeg……………………………………………………………48 Hình Băng chuyền GoldPeg………………………………………………………………48 Hình Thiết bị phối trộn GoldPeg…………………………………………………………49 Hình Thiết bị nấu Stephan UMSK 200 IMA Industrial……………………………… 49 Hình Thiết bị rót đóng khuôn tự động Corazza FF4 IMA Industrial…………….50 Hình Thiết bị đóng hộp carton Corazza SF100 IMA Industrial………………………50 Hình Thiết bị hàn hộp carton Corazza EB80 IMA Industrial…………………………51 Hình Thiết bị làm nguội không khí HJ40 – MRT Hans Jensen Engineering………………………………………………………………………………………….51 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm giúp em xây dựng tảng kiến thức lòng đam mê nghề nghiệp suốt thời gian qua Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Châu Trần Diễm Ái kiến thức tận tâm mà cô truyền đạt để em hoàn thành Đồ án chuyên ngành “Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai chế biến với suất sản phẩm tấn/ngày” Em mong nhận nhận xét đóng góp từ thầy cô bạn để Đồ án hoàn thiện Sinh viên thực Phan Thị Thủy Page Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật 1.1 Tiềm phát triển ngành Phô mai thực phẩm sử dụng phổ biến giới Phô mai có nhiều loại: phô mai cứng/bán cứng, mềm/bán mềm, phô mai chế biến Ở Việt Nam, phô mai chế biến người dân ưa thích nhất, nhờ mùi vị thơm ngon, giàu dưỡng chất, dễ sử dụng Phô mai chế biến sản xuất cách nấu nóng chảy hỗn hợp gồm hay nhiều loại phô mai nguyên liệu có thời gian ủ khác nhau, muối nhũ hóa số sản phẩm từ sữa khác nhằm tăng thời hạn sử dụng sản phẩm Loại phô mai phát minh vào năm 1911, Thụy Sĩ, Walter Gerber Fritz Stettler nấu chảy phô mai Thụy Sĩ natri citrate để tạo thành sản phẩm có độ đồng cao Những nhãn hiệu tiếng tiêu thụ rộng rãi nước phô mai Con bò cười, Vinamilk, Teama Phô mai du nhập vào Việt Nam khoảng vài chục năm trước với thương hiệu Con bò cười Pháp Vài năm trở lại đây, Vinamilk bắt đầu tự sản xuất phô mai chế biến Ngoài ra, số thương hiệu phô mai khác Teama, Wel nhập làm phong phú thị trường tiêu thụ loại sản phẩm Đây điều chứng tỏ sức thu hút nhu cầu sử dụng người dân mặt hàng Dưới thống kê FAO lượng phô mai chế biến nhập vào nước ta từ năm 2001 – 2010 Bảng 1.1 Sản lượng phô mai chế biến nhập vào nước ta từ năm 2001 – 2010 Năm 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Sản lượng, 115 130 83 118 1591 1985 1796 1823 1853 2173 Thống kê cho thấy lượng phô mai chế biến (dạng lát, miếng tam giác/hình chữ nhật…) nhập vào nước không ngừng tăng lên năm trở lại tiềm phát triển loại sản phẩm bối cảnh nước ta có nhà máy sản xuất phô mai Ngày nay, nhu cầu sử dụng sữa sản phẩm chế biến từ sữa ngày tăng Việc dân số tăng mạnh kèm theo thu nhập người dân ngày nâng cao, điều kiện sống cải thiện khiến người dân ý đến sản phẩm dinh dưỡng Ngoài ra, ảnh hưởng văn Page hóa Tây phương tác động đến tiêu thụ mặt hàng phô mai, phô mai chế biến tiêu thụ nhiều nước ta Đối tượng sử dụng phô mai chế biến chủ yếu trẻ em Phô mai ăn kèm với bánh mì, sandwich,… ăn không Phô mai chế biến thực phẩm cung cấp khoáng chất cần thiết chất dinh dưỡng, hàm lượng calcium cao giúp xương khỏe, thích hợp cho trẻ em sử dụng Nhận thức tầm quan trọng loại sản phẩm này, phân xưởng thiết kế nhằm sản xuất phô mai chế biến với suất sản phẩm/ngày đồ án 1.2 Địa điểm xây dựng nhà máy Phân xưởng sản xuất phô mai chế biến, đồ án này, đặt Nhà máy chế biến sữa VINAMILK thuộc khu công nghiệp Mỹ Phước, tỉnh Bình Dương Đây vùng kinh tế trọng điểm phía Nam địa phương tập trung nhiều khu công nghiệp nước, nằm tuyến giao thông (quốc lộ 13) thuộc huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương Khu công nghiệp Mỹ Phước khu công nghiệp kiểu mẫu với sở hạ tầng hoàn thiện, xây dựng theo hướng trọng đến bảo vệ môi trường, tạo công viên công nghiệp xanh, theo mô hình thành phố công nghiệp, đô thị đại nhằm hướng đến phát triển lâu dài bền vững phía bắc tỉnh Bình Dương Nhà máy chế biến sữa VINAMILK tự động hóa hoàn toàn kể hệ thống kho Toàn dây chuyền thiết bị nhà máy nhà sản xuất châu Âu cung cấp, với mức độ tự động hóa tối đa áp dụng giới Các hạng mục từ đường sá, điện lưới, cấp thoát nước, viễn thông, hải quan, phòng cháy chữa cháy, nhà cho chuyên gia, công nhân… xây dựng đồng Điện lưới quốc gia cung cấp từ tuyến Tân Định – Mỹ Phước Bến Cát – Mỹ Phước (22KV) cung cấp tới ranh giới lô đất với công suất trạm 200 MAV Hệ thống cấp thoát nước: nước xử lý theo tiêu chuẩn WHO công suất 20000 m 3/ngày cung cấp tới ranh giới lô đất Nhà máy xử lý nước thải với công suất 16000 m3/ngày đêm Hệ thống liên lạc viễn thông: đường dây điện thoại lắp đặt sẵn tới ranh giới lô đất cung cấp đầy đủ theo nhu cầu khách hàng Hệ thống cáp quang kết nối với ứng dụng viễn thông hệ thống kênh thuê riêng Page Khu nhà giá thấp cho công nhân tạo điều kiện nơi ăn, chốn an toàn ổn định cho công nhân Xe đưa đón công nhân: có tuyến xe buýt Tp.HCM – thị xã Thủ Dầu Một – Bến Cát tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hút lực lượng lao động có trình độ chuyên môn kỹ thuật cao Hệ thống giao thông – đường cao ốc Tân Vạn – Mỹ Phước, mạch giao thông chiến lược tỉnh, xuyên suốt khu công nghiệp với cảng biển (Thị Vải, Cái Mép), cảng container (cảng Bình Dương, Đồng Nai, Quận – thành phố Hồ Chí Minh), sân bay quốc tế (Long Thành); đồng thời góp phần giảm 25% thời gian vận chuyển 30% chi phí vận chuyển Đại lộ Bình Dương, đoạn qua tỉnh Bình Dương trục mạng lưới đường bộ, nối liền hoạt động kinh tế, xã hội tỉnh với trung tâm kinh tế lớn khu vực thành phố Hồ Chí Minh tỉnh Tây Nguyên Các ưu giao thông gần cảng biển trung tâm kinh tế lớn tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm Page Chương 2: Tổng quan sản phẩm nguyên liệu sản xuất 2.1 Mô tả sản phẩm Phô mai chế biến hay gọi phô mai nấu chảy chế biến chế biến cách phối trộn hay nhiều loại phô mai có thời gian ủ khác với sản phẩm làm từ sữa (chất béo khan, cream, bơ, bột sữa gầy, bột whey, whey protein concentrate…), với chất nhũ hóa Sản phẩm bao gói giấy nhôm thành miếng hình tam giác với khối lượng 16 g/miếng Trên thị trường, phô mai chế biến bán theo hộp giấy, hộp gồm miếng Bảng 2.1.Thành phần có 100 g phô mai chế biến Thành phần Khối lượng, g Chất béo 27 Protein Carbohydrate Ẩm 53 NaCl 0,95 Bảng 2.2 Chỉ tiêu vi sinh phô mai chế biến Tên Giá trị Tổng số vi khuẩn hiếu khí < 1000 cfu/g E.coli < 10 cfu/g Nấm mốc < 10 cfu/g Salmonella cfu/ 25 g Listeria cfu/ 25 g Page 10 Chọn thiết bị CIP Tổng thời gian chạy CIP: 80 phút Công suất thiết bị CIP: Chọn thiết bị Tetra Alcip có công suất 6000 l/h Thông số kỹ thuật: L x W = 3000 x 2460 mm Điện tiêu thụ: kW 5.4 Ước lượng diện tích kho chứa nguyên liệu sản phẩm 5.4.1 Diện tích kho chứa nguyên vật liệu Phô mai Cheddar dùng để sản xuất phô mai chế biến lưu kho lạnh nhà máy, với số lượng đủ dùng tháng 5.4.2 Diện tích kho chứa thành phẩm Phô mai chế biến bao gói thành miếng tam giác với khối lượng 16 g/miếng, cho vào hộp carton hình tròn với số lượng miếng/hộp Số hộp phô mai sản xuất mẻ: Số hộp phô mai sản xuất ngày: 15360 hộp Kho dùng để chứa thành phẩm ngày Các hộp phô mai đóng thùng đem lưu kho Chọn kích thước thùng chứa phô mai: L x W x H = 400 x 400 x 120 mm Kích thước hộp phô mai: Page 43 - Đường kính hộp: 10 cm Bề dày hộp: cm Số hộp phô mai thùng chứa: 96 hộp Số thùng chứa phô mai mẻ: 10 thùng Các thùng chứa phô mai đặt lên pallet đặt lên kệ Chọn kích thước pallet: L x W = 1200 x 1000 mm Số thùng chứa pallet: x x (lớp) Số tầng kệ: tầng Số pallet tầng: pallet Vậy số kệ cần có để chứa số phô mai sản xuất ngày: kệ Kích thước ước tính kho chứa thành phẩm: Dài x Rộng x Cao = 18 x x m Page 44 Chương 6: Định mức tiêu hao lượng 6.1 Tính cấp nhiệt – Tính chọn nồi 6.1.1 Tính cho trình xử lý nhiệt Phô mai Cheddar với nguyên liệu lại nấu 900C 10 phút Khối lượng hỗn hợp cần xử lý nhiệt mẻ: Nhiệt độ hỗn hợp trước gia nhiệt: Nhiệt độ hỗn hợp sau gia nhiệt: Nhiệt dung riêng hỗn hợp cần xử lý nhiệt: K Nhiệt lượng cần cung cấp cho trình nâng nhiệt từ 300C lên 900C cho mẻ: Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt môi trường 5% 0,9: lượng ngưng 90% : ẩn nhiệt hóa nước áp suất bar Lượng nhiệt cần cung cấp để giữ hỗn hợp phô mai nấu chảy 900C 10 phút cho mẻ: Trong đó: G – khối lượng hỗn hợp phô mai cần nóng chảy, kg T – thời gian giữ nhiệt, r - ẩn nhiệt hóa nước, kJ/kg Lượng bar cần cung cấp cho thiết bị nấu mẻ: Page 45 6.1.2 Tính cung cấp cho CIP Gia nhiệt nước lên 500C Khối lượng nước cần gia nhiệt lần CIP: Nhiệt độ nước trước gia nhiệt: Nhiệt độ nước sau gia nhiệt: Nhiệt dung riêng nước: K Nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt nước từ lên lần CIP: Lượng bar cần cung cấp để gia nhiệt nước lên 500C lần CIP: Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt môi trường 5% 0,9: lượng ngưng 90% : ẩn nhiệt hóa nước áp suất bar Gia nhiệt nước lên 950C Khối lượng nước cần gia nhiệt lần CIP: Nhiệt độ nước trước gia nhiệt: Nhiệt độ nước sau gia nhiệt: Nhiệt dung riêng nước: K Nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt nước từ lên lần CIP: Page 46 Lượng bar cần cung cấp gia nhiệt nước từ lên lần CIP: Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt môi trường 5% 0,9: lượng ngưng 90% : ẩn nhiệt hóa nước áp suất bar Gia nhiệt dung dịch acid nitric 1% lên 700C Khối lượng dung dịch acid nitric 1% cần gia nhiệt lần CIP: Nhiệt độ dung dịch acid trước gia nhiệt: Nhiệt độ dung dịch acid sau gia nhiệt: Nhiệt dung riêng dung dịch acid nitric 1% lấy gần với nước nồng độ dung dịch nhỏ: K Nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt dung dịch acid nitric 1% từ lên lần CIP: Lượng bar cần cung cấp để gia nhiệt dung dịch acid nitric 1% từ lên lần CIP: Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt môi trường 5% 0,9: lượng ngưng 90% : ẩn nhiệt hóa nước áp suất bar Gia nhiệt dung dịch kiềm 1% lên 750C Page 47 Khối lượng nước cần gia nhiệt lần CIP: Nhiệt độ dung dịch kiềm 1% trước gia nhiệt: Nhiệt độ dung dịch kiềm 1% sau gia nhiệt: Nhiệt dung riêng dung dịch kiềm 1% lấy gần với nước nồng độ dung dịch nhỏ: K Nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt dung dịch kiềm 1% từ lên lần CIP: Lượng bar cần cung cấp để gia nhiệt dung dịch kiềm 1% từ lên lần CIP: Trong đó: 1,05: tổn thất nhiệt môi trường 5% 0,9: lượng ngưng 90% : ẩn nhiệt hóa nước áp suất bar Tổng lượng sử dụng ngày cho sản xuất phô mai chế biến: 6.1.3 Chọn nồi Phân xưởng làm việc 16 tiếng/ngày Năng suất nồi hơi: Chọn nồi có mã hiệu LD 0.15/5D công ty cổ phần nồi Việt Nam Thông số kỹ thuật: Năng suất sinh hơi: 150 kg/h Áp suất làm việc: kg/cm2 Page 48 Nhiệt độ bão hòa: 1580C Hiệu suất: 89 – 90% Điều khiển tự động Nhiên liệu đốt: dầu DO, dầu FO, gas 6.2 Tính lạnh 6.2.1 Quá trình làm nguội Để làm nguội sản phẩm, sử dụng thiết bị làm nguội với tác nhân làm nguội không khí lạnh Khối lượng phô mai chế biến cần làm lạnh mẻ: Nhiệt dung riêng phô mai chế biến: Nhiệt độ trước làm nguội phô mai chế biến: Nhiệt độ sau làm nguội phô mai chế biến: Nhiệt lượng cần lấy mẻ: Vậy nhiệt lượng cần lấy ngày cho trình làm nguội: 6.2.2 Kho chứa thành phẩm Sản phẩm phô mai chế biến cần bảo quản nhiệt độ khoảng – 100C Chọn nhiệt độ bảo quản sản phẩm kho 80C Tổn thất lạnh cho không khí kho chứa: Trong đó: : Thể tích kho chứa Page 49 : Khối lượng riêng không khí 80C : Hệ số tuần hoàn không khí : Entanpy không khí bên kho (thời điểm nóng Bình Dương có độ ẩm 80% nhiệt độ 370C : Entanpy không khí bên kho (độ ẩm 83%, nhiệt độ 80C) Vậy: Tổn thất lạnh qua bao bì, tường, sàn, trần chiếu sáng: Tổng suất lạnh cung cấp cho kho chứa thành phẩm: 6.2.3 Chọn máy nén lạnh Chọn máy nén lạnh cho thiết bị làm nguội Tải lạnh trung bình trình làm nguội phô mai chế biến: Công suất máy nén lạnh: Chọn máy nén lạnh Bitzer S6J-16.2-40P Công ty TNHH thương mại miền Nam Thông số kỹ thuật: Năng suất: 16 HP Nguồn điện: 380 V/3 P Chọn máy nén lạnh cho kho chứa thành phẩm Năng suất lạnh cần cung cấp cho kho chứa thành phẩm Page 50 Chọn máy nén lạnh Bitze Công ty TNHH thương mại miền Nam Thông số kỹ thuật: Năng suất: HP Nguồn điện: 380 V/3 P 6.3 Tính chọn hệ thống cấp nước Lượng nước sử dụng phối trộn: 56 kg cho mẻ 52,3 kg cho mẻ – 16 Lượng nước sử dụng cho lần chạy CIP: 1806 kg/lần Lượng nước vệ sinh nhà xưởng nước sinh hoạt ngày chiếm khoảng 20% lượng nước cần cho vệ sinh thiết bị: 361,2 kg/ngày Lượng nước cho vào nồi mẻ chiếm khoảng 20% tổng lượng nước cần cho vệ sinh thiết bị: 361,2 kg/ngày Vậy tổng lượng nước phân xưởng sử dụng ngày: 6.3.1 Xây bể nước: Xây bể nước hình chữ nhật, kích thước: - Chiều dài: m Chiều rộng: m Chiều cao: m Thể tích bể: 27 m3 6.3.2 Chọn đài nước: Nước từ bể chứa bơm lên đài nước Đài nước đặt lên cao để tạo áp lực lên đường ống Lượng nước cần sử dụng ngày sản xuất: 15 m3 Lượng nước cần trung bình giờ: 0,94 m3 Page 51 Chọn đài nước m3 TÀI LIỆU THAM KHẢO Caric M., Kalab M, 2004, Pasterurized processed cheese and substitude/imitation cheese products Elsevier Ltd., Vol 2: 349-395 Kapoor R., Metzger L E., 2007, Effect of natural cheese characteristics on process cheese properties Journal of dairy science, Vol 90: 1625-1635 Kapoor R., Metzger L E., 2008, Process cheese: Scientific and technological aspects – A review Comprehensive reviews in food science and food safety, Vol 7: 194-214 Purna S K G., Pollard A., 2006, Effect of formulation and manufacturing parameters on process cheese food functionality Journal of dairy science, Vol 89: 2386-2396 Tamime A Y., Uatunol Z., 2011, Manufacturing practices of processed cheese Blackwell publishing Ltd Thống kê FAOSTAT tình hình nhập phô mai chế biến Việt Nam từ năm 2001 – 2010 Thông tin Khu công nghiệp Mỹ Phước Page 52 PHỤ LỤC Một số hình ảnh thiết bị sản xuất phô mai chế biến Hình Thiết bị ép đùn GoldPeg Hình Băng chuyền GoldPeg Page 53 Hình Thiết bị phối trộn GoldPeg Hình Thiết bị nấu Stephan UMSK 200 IMA Industrial Page 54 Hình Thiết bị rót đóng khuôn tự động Corazza FF4 IMA Industrial Hình Thiết bị đóng hộp carton Corazza SF100 IMA Industrial Page 55 Hình Thiết bị hàn hộp carton Corazza EB80 IMA Industrial Hình Thiết bị làm nguội không khí HJ40 – MRT Hans Jensen Engineering Page 56 Page 57 ... năm……………………………………………………………………………………31 Bảng 5.1 Lịch làm việc thi t bị ép đùn, thi t bị phối trộn nguyên liệu, thi t bị nấu…… 32 Bảng 5.2 Lịch làm việc bồn chứa trung gian, hệ thống thi t bị bao gói, thi t bị làm nguội………………………………………………………………………………………………………32... HÌNH Hình Thi t bị ép đùn GoldPeg……………………………………………………………48 Hình Băng chuyền GoldPeg………………………………………………………………48 Hình Thi t bị phối trộn GoldPeg…………………………………………………………49 Hình Thi t bị nấu Stephan UMSK... gói, dán nhãn, kiểm tra khối lượng tự động hóa hoàn toàn Thi t bị: gồm loại thi t bị rót đóng khuôn tự động, thi t bị đóng hộp carton, thi t bị hàn hộp carton Thông số công nghệ: Page 25 Nhiệt