Thiết kế phân xưởng sản xuất yaourt dạng lỏng năng suất 8 triệu lít năm và yaourt dạng gel năng suất 7 triệu tấn năm

Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt LỜI NÓI ĐẦU Sữa sản phẩm cung cấp gần đầy đủ chất dinh dưỡng cho người Vì nguồn thực phẩm quan trọng khơng thể thiếu người Đặc biệt sản phẩm yaourt có lợi cho hệ tiêu hóat.Do với phát triển ngành công nghiệp thực phẩm, cơng nghiệp chế biến sữa nói riêng phát triển Trong năm trở lại nhu cầu tiêu thụ sữa sản phẩm từ sữa người dân cao, nguồn sữa nước khơng đáp ứng đủ nhu cầu, nhập nhiều loại sữa từ nước Nước ta có vị trí địa lý thuận lợi, khí hậu nhiệt đới gió mùa Đây điều kiện tốt cho việc chăn ni bò sữa Về mặt thị trường, nước ta tiêu thụ mạnh sản phẩm từ sữa như: sữa tươi tiệt trùng, yaourt uống nhiều sản phẩm khác Mặt khác nhà nước ta tạo điều kiện tốt cho phát triễn ngành cơng nghiệp chế biến sữa Việt Nam Có nhiều công nghệ sử dụng việc nâng cao chất lượng bảo quản sữa Tuy nhiên giới hạn đồ án chuyên ngành này, tơi xin trình bày việc tính tốn thiết kế phân xưởng sản xuất yaourt dạng lỏng suất với suất triệu lít/năm dạng gel triệu tấn/năm i Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt Mục lục LỜI NÓI ĐẦU .i Mục lục ii Danh mục bảng v Danh mục hình vi PHẦN 1: TỔNG QUAN .1 1.1 Lợi ích sữa 1.2 Lập luận kinh tế: 1.3 Chọn vị trí xây dựng nhà máy 1.3.1 Nguyên tắc chọn 1.3.2.Lựa chọn địa điểm .2 PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT .3 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Sữa tươi .3 2.1.2 Đường 10 2.1.3 Chất ổn định (Phụ gia) .12 2.1.4 Vi sinh vật 12 2.2 Sản phẩm 13 PHẦN 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 15 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 15 3.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 17 3.2.1 Thuyết minh trình chung hai dây chuyền sản xuất 3.2.2 Thuyết minh cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng uống 18 3.2.3 Thuyết minh cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng gel 20 17 PHẦN 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 20 4.1 Bố trí lịch sản xuất 20 4.2 Tính cân vật chất 4.2.1 Số liệu ban đầu 21 21 4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng uống 22 4.2.3 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng gel 4.2.4 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất chung 24 27 PHẦN 5: CHỌN THIẾT BỊ 29 ii Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt 5.1 Tank chứa sữa tươi 29 5.2 Thiết bị chuẩn hóa 30 5.3.Thiết bị xử lý nhiệt 30 5.4 Thiết bị đồng hóa lần 32 5.5 Thiết bị đồng hoá lần 33 5.6.Thiết bị lên men 34 5.7.Thiết bị cấy giống 35 5.8.Thiết bị phối trộn 36 5.9.Thiết bị rót cho dạng yaourt uống 37 5.10.Thiết bị rót cho dạng yaourt gel 38 5.11 Bồn chờ rót sản xuất yaourt uống 38 5.12 Nồi nấu siro 70% 39 5.13 Thiết bị chứa chất ổn định 39 5.14.Chọn bơm 39 5.15 Thiết bị CIP 40 PHẦN : TÍNH NĂNG LƯỢNG 40 6.1.Tính chọn nồi 40 6.1.1 Tính cho sản xuất 41 6.1.2 Tính nước cho CIP 41 6.1.3 Chọn nồi .43 6.2 Tính lạnh chọn máy nén lạnh 43 6.2.1.Tính lạnh 43 6.2.2.Chọn máy nén lạnh 44 6.3.Tính điện 45 6.3.1 Điện sản xuất 45 6.3.2 Điện dân dụng 45 6.3.3 Chọn ổn áp 46 PHẦN : TÍNH XÂY DỰNG 46 PHẦN : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH .46 8.1 An toàn lao động 46 8.1.1 Tai nạn xảy nguyên nhân chủ yếu sau .46 8.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động 47 8.1.3.Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 47 iii Phân xưởng sản xuất yaourt 8.2 Vệ sinh công nghiệp GVHD: Huỳnh Trung Việt 49 8.2.1 Vệ sinh cá nhân công nhân 49 8.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị 49 8.2.3 Vệ sinh xí nghiệp .50 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 iv Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt Danh mục bảng  BẢNG 1.1: HÀM LƯỢNG CÁC ACID AMIN TRONG SỮA  BẢNG 1.2: CÁC GIỐNG VI SINH VẬT TRONG SẢN XUẤT YAOURT .12  BẢNG 4.1: BIỂU ĐỒ BỐ TRÍ SẢN XUẤT CHO TỪNG PHÂN XƯỞNG 20  BẢNG 4.2: TIÊU HAO NGUYÊN LIỆU Ở QUY TRÌNH SỮA CHUA DẠNG LỎNG 22  BẢNG 4.3: TIÊU HAO NGUYÊN LIỆU Ở QUY TRÌNH SỮA CHUA DẠNG GEL 24  BẢNG 4.4: TIÊU HAO NGUYÊN LIỆU Ở DÂY CHUYỂN SẢN XUẤT CHUNG .27  BẢNG 4.5: BẢNG TỔNG KẾT TIÊU HAO NGUYÊN LIỆU 28  Bảng 6.1 : công suất tiêu thụ điện thiết bị 45 v Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt Danh mục hình Hình :Bồn chứa sữa Tetra Alsafe LA 29 Hình 2: Thiết bị ly tâm Tetra Alfast Plus .30 Hình 3: Thiết bị gia nhiệt mỏng 31 Hình 4: Thiết bị đồng hóa Tetra Alex 32 Hình 5: Thiết bị lên men 35 Hình 6: Thiết bị cấy giống 36 Hình 7: Thiết bị phối trộn 37 Hình 8: Thiết bị đóng gói 37 vi Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Lợi ích sữa: Hiện nay, đời sống ngày nâng cao nhu cầu vật chất người tăng Do đó, ngành công nghệ thực phẩm ngành khoa học quan trọng tronh kinh tế quốc dân Nó đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho người góp phần giải việc làm cho người lao động Trong phải kể đến ngành công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa Sữa thực phẩm giàu dinh dưỡng cân đối nhất, cần thiết phần ăn hàng ngày người, có tác dụng phục hồi sức khỏe mau chóng cho người lao động, dễ hấp thụ người bệnh, trẻ em, người cao tuổi Đặc biệt sản phẩm sữa chua giúp ích cho đường ruột Do với phát triển ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp chế biến sữa nói riêng phát triển Trong năm trở lại nhu cầu tiêu thụ sữa sản phẩm từ sữa người dân cao, nguồn sữa nước không đáp ứng đủ nhu cầu, nhập nhiều loại 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 ni bò sữa Về mặt thị trường, nước ta tiêu thụ mạnh sản phẩm từ sữa như: sữa tươi tiệt trùng, sữa chua uống nhiều sản phẩm khác Mặt khác nhà nước ta tạo điều kiện tốt cho phát triễn ngành công nghiệp chế biến sữa Việt Nam 1.2 Lập luận kinh tế: Những năm gần với phát triển kinh tế, đời sống vật chất người ngày cải thiện, nhu cầu việc sử dụng loại thực phẩm vừa ngon vừa có lợi cho sức khỏe tăng cao Một thực phẩm thỏa mãn nhu cầu sữa Sữa tươi chứa hàm lượng chất dinh dưỡng cân đối đặc biệt nguồn protein hồn hảo, giúp cung cấp lượng, cải thiện chiều cao, ngăn ngừa loãng xương, phát triển trí não… Trong yaourt sản phẩm lên men từ sữa có vị chua đặc trưng, hương vị thơm ngon.Các vi khuẩn lactic có yaourt có lợi cho hệ tiêu hóa người, làm chậm q trình lão hóa kéo dài tuổi thọ người Vì ưu điểm trên, nhu cầu sử dụng yaourt ngày tăng, loại sản phẩm yaourt dạng lỏng dang gel truyền thống nhiều người ưa thích sử dụng phổ biến.Do việc xây dựng thêm phân xưởng, đổi Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt công nghệ cần thiết để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng, tăng khả cạnh tranh cho nhà sản xuất 1.3 Chọn vị trí xây dựng nhà máy: 1.3.1 Nguyên tắc chọn: - Gần thị trường tiêu thụ -Gần nguồn nguyên liệu: sữa thu mua chủ yếu từ trại bò sữa Long Thành - Đồng nai -Giao thông: gần đường giao thơng để thuận tiện vận chuyển ngun liệu, sản phẩm -Có mạng lưới nước sinh hoạt thành phố, gần mạng lưới điện quốc gia -Nằm khu quy hoạch, đảm bảo an ninh quốc phòng -Đặt gần khu dân cư, khí hậu, thời tiết, địa hình…thn lợi 1.3.2.Lựa chọn địa điểm: Phân xưởng đặt khu công nghiệp Biên Hòa, phường An Bình, thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai 1.3.2.1.Vị trí địa lý: Đây khu cơng nghiệp thuộc địa bàn tỉnh Đồng Nai, vùng kinh tế trọng điểm phía Nam địa phương tập trung nhiều khu công nghiệp nước Một mặt giáp quốc lộ1, tuyến giao thông huyết mạch Bắc – nam điểm giao lộ Đồng Nai – Tp.HCM – Vũng Tàu -Cách thành phố Biên Hòa km -Cách thành phố Hồ Chí Minh 25 km -Cách sân bay Tân Sơn Nhất 30 km -Cách cảng Phú Mỹ 44 km -Cách cảng Sài Gòn 30 km -Cách cảng Đồng Nai km -Cách ga Sài Gòn 28 km Tổng diện tích: 355 1.3.2.2 Hạ tầng kỹ thuật khu công nghiệp: -Giao thông: đường giao thơng đường nội hồn chỉnh Mặt đường trải bêtông nhựa với tải trọng ( H30-30MT/cm2 ) -Cấp điện: trạm biến áp 40MVA từ lưới điện quốc gia -Cấp nước: công suất cung cấp nước khoảng 25.000m3/ngày đêm -Thông tin liên lạc: bưu điện khu công nghiệp Biên Hòa vố mạng thơng tin IDD đại dịch vụ bưu khác sẵn sàng nhu cầu đầu tư cấp dịch vụ VoIP, ADSL… Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt -Xử lý nước thải: nước thải từ khu công nghiệp Biên Hòa thu gom trạm bơm đưa xử lý nhà máy xử lý nước thải Biên Hòa với cơng suất 4000 m3/ngày ( công suất thiết kế 8000 m3/ngày ) -Giá điện: 1100 đồng/kWh -Giá nước: 4820 đồng/m3 -Phí xử lý nước thải: 0,28 USD/m3 1.3.2.3 Lựa chọn suất: -Đối với yaourt dạng lỏng : triệu lít/năm -Đối cới yaourt dạng gel : triệu tấn/năm PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 2.1 Nguyên liệu: 2.1.1 Sữa tươi: Sữa sản phẩm tiết vú thú sau sinh con, mạnh khỏe, khơng làm việc q sức, có từ nhiều lần vắt sữa không chịu xử lý làm thay đổi thành phần Sữa tươi coi sản phẩm giàu chất dinh dưỡng thực phẩm cân đối thành phần chất protein, lipit, muối khống, chứa tất acid amin nhiều loại vitamin khác 2.1.1.1 Tính chất vật lý sữa tươi: Sữa tươi có màu trắng đục, có độ nhớt lớn hai lần so với nước có vị đường nhẹ có mùi rõ nét Sữa thường có tính chất sau: + Mật độ quang 150C : 1,03 ÷ 1,034 + Tỷ nhiệt : 0,93 + Điểm đơng : - 0,550C + pH : 6,5 ÷ 6,6 + Độ axit tính bằng độ Donic - 0D : 16 ÷ 18 + Chỉ số khúc xạ 200C : 1,35 2.1.1.2 Cấu trúc hóa lý thành phần hóa học sữa tươi: - Cấu trúc hóa lý: Về phương diện hóa lý người ta coi sữa tươi thể keo gồm cầu béo (đường kính từ 3÷ 5 m) mixen protein (đường kính gần 0,1 m pha phân tán nước) Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt - Thành phần hoá học sữa tươi: Sữa bao gồm hai thành phần chất khơ nước  Nước: Nước tồn sữa hai dạng nước tự nước liên kết nước tự chiếm 96 ÷ 97% tổng lượng nước + Nước tự phân bố tương đối đồng sản phẩm bốc q trình cô đặc, sấy sở để sản xuất loại sản phẩm từ sữa khác sữa cô đặc, sữa bột phomat + Nước liên kết chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng ÷ 4%, hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào thành phần có hệ keo như: protein, phosphatic, polysacarit Nước liên kết thường gắn với nhóm như: -NH 2, -COOH, -OH, =NH, -CO  Chất khô: chất khô sữa bao gồm tồn thành phần lại sữa trừ nước Chất khô sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, loại vitamin, axit, enzym - Chất béo: Chất béo sữa coi thành phần quan trọng mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh lượng cao có chứa vitamin hoà tan (A,D,E) Ðối với sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái sản phẩm  Phân loại: Chất béo sữa gồm hai loại: đơn giản phức tạp + Chất béo đơn giản: Có hàm lượng 35 ÷ 45 g/l gồm axit béo no khơng no như: axit oleic, axit palmitic, axit stearic + Chất béo phức tạp: Thường chứa P, N, S phân tử, chất béo phức tạp có tên gọi chung phosphoaminolipit đại diện lexitin xephalin Đặc tính hóa lý chất béo + Mật độ quang ở150C : 0,91 ÷ 0,950C + Điểm nóng chảy : 31 ÷ 360C Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt -Nhiệt độ dầu:30-35 oC -Áp suất dầu: 80-100 kg/cm2 -Kích thước: 5000 x 2100 x 2000 (mm) 5.11 Bồn chờ rót sản xuất yaourt uống: -Bồn làm bằng thép khơng rỉ, có hệ thống cánh khuấy, bồn có lớp vỏ áo để làm lạnh sữa nhiệt độ : 4-60C -Khối lượng sữa chờ rót ca là: 11908,1 (kg/ca) -Thể tích sữa chờ rót là: 11908,1 = 5736,1 (l/mẻ) 1,038 �2 Đặt mua bồn chờ rót có thơng số kĩ thuật sau: + Thể tích làm việc: 6000 l + Cơng suất cánh khuấy: 0,8 kW + Tốc độ khuấy: 150 vòng/phút + Nhiệt độ sữa ra: 40C + Thời gian làm lạnh: + Khối lượng thiết bị: 1200 kg + Kích thước (mm): D = 2000, H = 2500 5.12 Nồi nấu siro 70%: - Lượng sirô cần nấu : 773,5 + 431,7 = 1205,2 (kg/ca) - Đổi sang thể tích : 1205,2 = 893,4 (lit/ca) 1,349 (1,349 khối lượng riêng sirơ 70% tính theo kg/lit) - Chọn nồi nấu vỏ có cách khuấy nắp đậy kín lại WM0-60 + Thể tích 600 lít + Áp suất làm việc 29,5 (N/m2) + Tiêu thụ 62 (kg/h) + Kích thước : 1000x 1066 (mm) + Khối lượng 810 kg 38 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt 5.13 Thiết bị chứa chất ổn định: Lượng chất ổn định sử dụng ca:110,7 + 97,5 = 208,2 (kg/ca) Đặt mua thùng để chứa chất ổn định có kích thước: D = 350 mm H = 450 mm 5.14.Chọn bơm: -Bơm dùng để bơm sữa -Lượng sữa tối đa cần bơm vào khoảng 20711,4 (l/ca) -Thời gian bơm sữa vào bồn: 30 phút -Năng suất: 20711,4 x 60/30 = 41422,8 (l/h) -Chọn suất thực lớn suất tính toán 20% - Năng suất thực thiết bị: 41422,8/0,8 = 51778,5 (l/h) -Chọn bơm LHK-20 hãng Alfa Laval -Thông số kỹ thuật: +Năng suất: 65 m3/h +Vật liệu: AISI 316 +Tốc độ quay: 3000 vòng/phút +Cơng suất động cơ: 4kW 5.15 Thiết bị CIP: - Chọn thiết bị Tetra Alcip 100: dung dịch vệ sinh hồi lưu để tái sử dụng - Năng suất thiết bị: 45.000 l/h - Hệ thống thiết bị chia làm ba dãy - Thành phần hệ thống: + Bồn chưa xút + Bồn chứa acid + Bồn chứa nước rửa sơ + Bồn chứa nước + Bồn chứa dung dịch hồi lưu để tái sử dụng + Hệ thống gia nhiệt mỏng 39 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt + Bơm định lượng: hoạt động điện xoay chiều tần số 50/60Hz, điện 230/400V, công suất 0,55kW: suất 500 l/h + Bơm cao áp: điện xoay chiều tần số 50Hz, điện sử dụng 400V, công suất bơm 11kW + Bảng điều khiển: tần số 50/60 Hz, điện sử dụng 230V, công suất 0,5kW + Nước sử dụng: bar, suất 45.000 l/h + Hơi nước: bar, lớn 1550 kg/h + Khí nén để điều chỉnh van bảng điều khiển: 6bar + Kích thước thiết bị: DxRxC= 2x2,5x3m PHẦN : TÍNH NĂNG LƯỢNG 6.1.Tính chọn nồi hơi: Hơi cung cấp cho công đoạn sản xuất, vệ sinh *Các thông số gia nhiệt: − Dùng gia nhiệt có áp suất Bar − Ẩn nhiệt hóa nước áp suất bar: r1 = 2141 kJ/kg − Giả sử nước ngưng tụ 90% − Tổn thất nhiệt môi trường ngồi 5% − Nhiệt dung riêng sữa sau chuẩn hóa: C = 3,95 kJ/kgK 6.1.1 Tính cho sản xuất: * Gia nhiệt trước chuẩn hóa: − Khối lượng sữa nguyên cần gia nhiệt ngày: m1= 21227,4 x = 42454,8 kg − Nhiệt độ sữa vào thiết bị gia nhiệt: t11= 40C − Nhiệt độ sữa sau gia nhiệt: t12 = 650C − Nhiệt dung riêng: C = 3,95 kJ/kgK − Nhiệt lượng cần cung cấp: Q1 = m1xC (t12 – t11) =21227,4 x 3.95 x (65-4) = 10.229.484,1 kJ/ ngày * Xử lý nhiệt: - Khối lượng sữa vào thiết bị trao đổi nhiệt: m2 = 20930,7x2=41861,4 kg - Nhiệt dung riêng sữa: C = 3.95 kJ/kgK - Nhiệt độ sau chuẩn hóa: t21 = 650C - Nhiệt độ xử lý nhiệt: t22 = 950C - Nhiệt lượng cần cung cấp: Q2 = m2 x C x (t22 – t21) = 41861,4 x 3.95 x (95-65) = 4.960.575,9 kJ/ ngày - Tổng lượng sử dụng ngày: Q1+Q2 =10.229.484,1 + 4.960.575,9 =15.190.060 kJ/ngày 40 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt -Lượng sử dụng: HSX= 1.05 x �Q/(0,9 x r1)=8277,3 kg/ngày 6.1.2 Tính nước cho CIP: - Nước dùng để vệ sinh thiết bị ngày sản xuất tái sử dụng - Lượng nước để vệ sinh thiết bị chế độ lấy bằng 15% thể tích bồn lớn bồn nguyên liệu V= 15%.30000 = 4500 l - Các thiết bị phân xưởng từ khâu tiếp nhận nguyên liệu đến khâu đóng gói vệ sinh bằng hệ thống CIP - Lưu lượng cho lần CIP 4500 l/h hay 4500kg/h - Đối với thiết bị trao đổi nhiệt trùng (hoạt động nhiệt độ cao):chế độ I - Mỗi lần CIP chạy nước nóng 500C 10 phút Tổng thời gian CIP (I) ngày khoảng 30 phút - Lượng nước cần dùng: G11 = 4500x30/60 = 2250 kg - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho nước từ 280C đến 500C: Q11 = G11.Cn.(t2 – t1) = 2250x 4,18 x (50 – 28) = 206910 (kJ) - Chạy dung dịch xút 1% cho lần CIP 15 phút 600C Thời gian chạy xút ngày: 45 phút - Lượng dung dịch xút 1% cần dùng: Gddx1 = 4500x45/60 = 3375 kg - Lượng xút cần dùng: GxI =1% x Gddx1 = 33,75 kg (Xem khối lượng riêng dung dịch gần nước) - Lượng nước cần dùng: G12= 3341,25 kg - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho dung dịch từ 28oC đến 60oC: Q12 = Gddx1xCnx (t2 – t1) = 3375x 4,18 x (60 – 28) =451440(kJ) - Chạy nước nóng 50oC để tráng rửa xút lần CIP phút Mỗi ngày chạy khoảng 10 phút: - Lượng nước cần dùng: G13 = 4500x10/60 =750 kg - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho nước từ 280C đến 500C: Q13 = G13.Cn.(t2 – t1) = 750 x 4,18 x (50 – 28) = 288.294,6 (kJ) - Chạy dung dịch acid 0,6% cho lần CIP 10 phút 600C Trung bình ngày chạy 30 phút: - Lượng dung dịch acid 0,6% cần dùng: Gdda1 = 4500 x 30/60 = 2250 kg (Xem khối lượng riêng dung dịch gần nước) - Lượng acid cần dùng: Ga1= 0,6% x 2250=13,5 kg - Lượng nước cần dùng: G14= 2236,5 kg - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho dung dịch từ 280C đến 600C: Q14 = Gdda1xCn x (t2 – t1) = 2250 x 4,18 x (60 – 28) = 300960(kJ) - Chạy nước lạnh 280C phút Mỗi ngày chạy 10 phút - Lượng nước cần dùng: G15 = 4500*10/60 = 750 kg - Tổng kết cho chế độ vệ sinh loại I: - Tổng lượng nước cần: GI = G11+ G12+ G13+ G14+ G15 = 9327,75 kg - Tổng lượng cần: HI = (Q11+ Q12 + Q13 + Q14 )/ (0,9x r1)= 647,5 kg 41 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt - Lượng xút 1%: GxI = 33,75 kg - Lượng acid nitric 0,6%: GaI = 13,5 kg - Đối với thiết bị khác: quy trình vệ sinh sử dụng nước xút(chế độ II): - Chạy nước nóng 500C phút Mỗi ngày chạy 12 phút -Lượng nước cần dùng: G21 = 4500x 12/60 = 900 kg - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho nước từ 28oC đến 50oC: Q21 = G21x Cnx (t2 – t1) = 900x 4,18x (50 – 28) = 82764 (kJ) - Chạy dung dịch xút 1% phút 600C Mỗi ngày chạy 25phút - Lượng dung dịch xút 1% cần dùng: Gddx2 = 4500x 25/60 = 1875 kg - Lượng xút cần dùng: Gx2= 1% Gddx2= 18,75 kg - Lượng nước cần dùng: G22= 1856,25 kg -Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho dung dịch từ 28oC đến 60oC: Q22 = Gddx2x Cnx (t2 – t1) =1875 4,18 (60 – 28) = 250800(kJ) - Chạy nước nóng 50oC để tráng rửa xút phút Mỗi ngày chạy 12 phút - Lượng nước cần dùng: G23 = 4500x 12/60 = 900 kg - Lượng nhiệt cần để gia nhiệt cho nước từ 28oC đến 50oC: Q23 = G23x Cnx (t2 – t1) = 900x 4,18x (50 – 28) = 82764(kJ) - Chạy nước lạnh 28oC phút Mỗi ngày chạy 25 phút - Lượng nước cần dùng: G24 = 4500x 25/60 = 1875 kg - Tổng kết cho chế độ vệ sinh loại II: - Tổng lượng nước cần: GII = G21 + G22 + G23 + G24 = 5531,25 kg - Tổng lượng cần: HII = (Q21 +Q22 +Q23)/(0,9x r1)= 218,4 kg - Lượng xút GxII = 33.75kg - Tổng kết cho tồn phân xưởng: - Tổng lượng nước cần dùng để chạy CIP ngày: GCIP= GI+GII= 9327,75 + 5531,25= 14859kg - Tổng lượng cần dùng để chạy CIP ngày: HCIP= HI+HII= 647,5 + 218,4= 865,9 kg - Tổng nhiệt lượng cần dùng để chạy CIP ngày: QCIP= 1.663.932,6 kj 6.1.3 Chọn nồi hơi: -Tổng lượng dùng xưởng: H= Hsx+HCIP= 8277,3+865,9= 9143,2 kg -Tổng nhiệt lượng cần dùng: Q= QSX+QCIP= 15.190.060 +1.663.932,6= 16.853.992,6 kj/ngày - Lượng sử dụng trung bình giờ: Htb = H /24 =9143,2 /24 = 381 kg/h 42 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt - Chọn hệ số sử dụng đồng thời k = 1,4 - Năng suất tối thiểu lò hơi: 381 x 1,4 = 533,4 kg/h - Chọn nồi kiểu B8/40 Liên Xô chế tạo, với thông số : + Năng suất hơi: 1500 -1200 (kg/h) + Ap suất at + Kích thước : 4200 x 3570 x 3850 (mm) + Mặt chịu nhiệt : 42 (m2) 6.2 Tính lạnh chọn máy nén lạnh: 6.2.1.Tính lạnh: - Khối lượng sữa tươi cần dùng ngày: m1 = 21291,3 x 2= 42582,6 kg sữa - Nhiệt dung riêng sữa tươi :C = 3,95 kJ/kgK - Nhiệt độ sữa tươi lấy khỏi xe bồn: t11 = 6oC - Nhiệt độ sữa tươi bảo quản lạnh : t12 = 4oC - Nhiệt lượng làm lạnh sữa tươi nguyên liệu: Q1 = m1x Cx (t11 – t12) = 42582,6 x 3.95x (6-4)= 33642,54 kJ - Nhiệt lượng giữ lạnh cho sữa tươi bảo quản bồn: Q’1 - Chọn Q’1 = 20% x Q1 = 20% x 33642,54 =67280,51 kJ - Làm nguội dung dịch sữa trước cấy giống yaourt dạng uống: -Khối lượng sữa vào thiết bị trao đổi nhiệt: m2 = 11628,5x 2=23257 kg -Nhiệt dung riêng sữa:C = 3.95 kJ/kgK -Sau xử lý nhiệt làm nguội phần nhờ dòng sản phẩm vào, sữa có nhiệt độ t21= 60oC, tiếp tục làm nguội xuống t22= 43oC -Nhiệt lượng làm nguội sữa: Q2 = m2x Cx (t21 – t22) =23257x 3.95x (60-43)= 1561707,6 kJ - Làm nguội dung dịch sữa trước cấy giống yaourt dạng gel: - Khối lượng sữa vào thiết bị trao đổi nhiệt:m3=10239x2=20478 kg - Sau xử lý nhiệt làm nguội phần nhờ dòng sản phẩm vào, sữa có nhiệt độ t31= 60oC, tiếp tục làm nguội xuống t22= 43oC - Nhiệt lượng làm nguội sữa: Q3 = m3x Cx (t31 – t32) =20478x 3.95x (60-43)= 1375097,7 kJ - Làm mát dịch sữa trước rót yaourt dạng uống: - Khối lượng sữa làm lạnh: m4 = 11908,1x2=23816,2 kg - Sữa sau đồng hóa làm nguội từ 65oC đến 20oC - Nhiệt lượng làm mát sữa: Q4 = m4x Cx (t41 – t42) = 23816,2x 3.95x (65-20)= 4233329,6 kJ - Làm mát dịch sữa trước rót yaourt dạng gel: - Khối lượng sữa làm lạnh: m5 = 10830x2= 21660 kg - Sữa sau đồng hóa làm nguội từ 65oC đến 20oC - Nhiệt lượng làm mát sữa: Q5 = m5x Cx (t51 – t52) =21660x 3.95x (65-20)= 3850065 kJ 43 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt 6.2.2.Chọn máy nén lạnh: Các thiết bị làm lạnh sữa tươi, làm mát dịch yaourt uống dùng nước 20oC để làm mát sản phẩm - Nhiệt lượng cần làm lạnh: QL1 = 1,05x (Q1 + Q1’ + Q2 + Q3+Q4+Q5) =1.05x(33642,54+67280,51+1561707,6+1375097,7+4233329,6+3850065) =11121122,95 kJ/ngày Trong đó: xem tổn thất lạnh đường ống 5% - Tải lạnh trung bình: Qtb1 = QL1 / 24 = 463380,1229 kJ/h - Chọn hệ số sử dụng đồng thời k = 1,6 - Năng suất lạnh tối thiểu máy nén: QMN1 = Qtb1 x k = 463380,1229 x1,6=741408,2=205,9 kW Chọn máy nén lạnh -Chọn máy nén hãng Mycom: + Năng suất lạnh: 250.000 kcal/h + Công suất tiêu thụ: 100kW + Kích thước: 1660x1560x1320mm + Dung tích quét piston: 720 m3/h + Tóc độ quay: 720 vòng/ phút + Số xilanh: 10 + Hành trình piston: 130 6.3.Tính điện: 6.3.1 Điện sản xuất: Cơng suất tiêu thụ điện thiết bị phân xưởng sản xuất  Bảng 6.1 : Công suất tiêu thụ điện thiết bị STT Tên thiết bị 10 11 12 Tank chứa sữa tươi Thiết bị chuẩn hóa Thiết bị xử lý nhiệt Thiết bị đồng hóa Thiết bị đồng hóa Thiết bị lên men Thiết bị cấy giống Thiết bị phối trộn Thiết bị rót cho dạng yaourt lỏng Thiết bị rót cho dạng yaourt gel Bơm Thiết bị CIP 44 Số Công suất Tổng công lượng 1 1 1 1 1 tiêu thụ, kW 0,8 0,5 224 118 4 55 25 22 11 suất, kW 1,6 0,5 224 118 4 110 25 22 11 Phân xưởng sản xuất yaourt 13 Máy nén lạnh Tổng cộng GVHD: Huỳnh Trung Việt 100 200 726,1 -Tổng cơng suất thiết bị chính: 726,1 kW -Cơng suất hệ thống cấp nước, xử lí nước thải hệ thống máy thiết bị lạnh… bằng 10% cơng suất thiết bị -Cơng suất điện động lực phân xưởng: Pđl= 1,1x 726,1 =798,71 kW -Cơng suất tính tốn: 0,6x 798,71= 479,226 kW ( hệ số sử dụng không đồng thời ) 6.3.2 Điện dân dụng: - Lấy bằng 10% điện động lực: Pdd = 0,1 Pđl = 0,1 x798,71 = 79,871 kW -Công suất tính tốn: 0,6x 79,871 = 47,9226 kW ( hệ số sử dụng không đồng thời ) 6.3.3 Chọn ổn áp: -Để đảm bảo phân xưởng hoạt động liên tục, chọn máy ổn áp có cơng suất cho phụ tải làm việc với công suất bằng 80% công suất định mức phân xưởng, máy làm việc kinh tế Khi đó, ta có: Ptt Ptt 479, 226+47,9226 S dm 693,62( kVA) cos 0,8 �cos 0,8 �0,95 - Dựa vào catalogue hãng LiOA, ta chọn máy ổn áp NL – 80000 W/3 - Các thông số kỹ thuật: + Ổn áp Lioa phase 1000 KVA + Điện áp vào: 300-460 V (380±20%) + Điện áp ra: 380 V (±1%~±5%) + Tần số: 50 Hz + Trọng lượng:3000 kg P  0,8� � S dm PHẦN : TÍNH XÂY DỰNG Phân xưởng sản xuất chính: - Các thiết bị phân xưởng khơng q kồng kềnh, thiết bị trao đổi nhiệt không lớn lắm, đường ống vẩn chuyển dễ - Phân xưởng đặt trung tâm nhà máy, chọn phân xưởng sản xuất dạng chữ i có đặc điểm sau: - Chiều dài : 54 m - Chiều rộng : 18 m - Chiều cao : 10 m - Bước cột : m PHẦN : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH 45 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt 8.1 An toàn lao động : An tồn lao động nhà máy đóng vai trò quan trọng Nó ảnh hưởng lớn đến q trình sản xuất , sức khoẻ tính mạng cơng nhân tình trạng máy móc, thiết bị Vì cần phải quan tâm mức , phổ biến rộng rãi để người công nhân hiểu rõ tầm quan trọng Nhà máy cần phải đề nội quy , biện pháp chặt chẽ để đề phòng 8.1.1 Tai nạn xảy nguyên nhân chủ yếu sau : - Tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động thiếu khơng đảm bảo an toàn - Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa cao - Vận hành thiết bị , máy móc khơng quy trình kỹ thuật - Trình độ lành nghề nắm vững mặt kỹ thuật cơng nhân yếu - Các thiết bị , máy móc trang bị khơng tốt chưa hợp lý 8.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động : - Công tác tổ chức quản lý nhà máy : có nội qui, qui chế làm việc cụ thể cho phận, phân xưởng sản xuất Máy móc thiết bị phải có bảng hướng dẫn vận hành sử dụng cụ thể - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất Các loại thiết bị có động : Gàu tải , máy nghiền ¼phải có che chắn cẩn thận - Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ơn , có áp kế - Phải kiểm tra lại phận máy trước vận hành để xem có hư hỏng khơng , có phải sửa chữa kịp thời - Kho xăng , dầu , nguyên liệu phải đặt xa nguồn nhiệt Trong kho phải có bình CO2 chống cháy vòi nước để chữa lửa Ngăn chặn người vô phận vào khu vực sản xuất kho tàng Không hút thuốc kho - Người công nhân vận hành máy phải thực chức mình, phải chịu hồn tồn trách nhiệm máy móc bị hư hỏng quy trình vận hành 46 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt - Công nhân nhân viên phải thường xuyên học tập thực hành cơng tác phòng cháy nổ 8.1.3.Những u cầu cụ thể an toàn lao động : * Đảm bảo ánh sáng làm việc : Các phòng, phân xưởng sản xuất phải có đỏ ánh sáng thích hợp với cơng việc Bố trí hệ thống đèn chiếu sáng đảm bảo khơng bị lấp bóng lóa mắt Bố trí cửa phù hợp để tận dụng ánh sáng tự nhiên * Thơng gió : Nhà sản xuất làm việc phải thơng gió tốt Phân xưởng nấu thải nhiều nhiệt cần phải bố trí thêm quạt máy , tạo điều kiện thoải mái cho công nhân làm việc * An toàn điện : - Hệ thống điện điều khiển phải tập trung vào bảng điện, có hệ thống chng điện báo hệ thống đèn màu báo động - Trạm biến áp, máy phát phải có biến báo, bố trí xa nơi sản xuất - Các thiết bi điện phải che chắn, bảo hiểm - Trang bị bảo hộ lao động đầy đủ cho cơng nhân điện * An tồn sử dụng thiết bị : - Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức , công suất - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng Sau ca làm việc phải có bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc , thiết bị - Có chế độ vệ sinh, sát trùng, vô dầu mỡ cho thiết bị - Phát sửa chữa kịp thời có hư hỏng * Phòng chống cháy nổ :  Yêu cầu chung: - Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa , tác động tia lửa điện , cạn nước lò , ống bị co giãn , cong lại gây nổ 47 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt - Đề phòng cháy nổ cần phải tuyệt đối tuân theo thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu , xăng dầu , gara tơ v.v - Có bể chứa nước chữa cháy., thiết bị chữa cháy - Thường xuyên tham gia hội thao phòng cháy chữa cháy  Yêu cầu thiết kế thi công: - Tăng tiết diện ngang cấu trúc bề dày lớp bảo vệ cấu kiện bêtơng cốt thép - Bố trí khoảng cách khu nhà mặt bằng cho hợp lý để thuận lợi phòng chữa cháy - Xung quanh nhà lạnh cần phải có đường ơtơ vào để phòng chữa cháy  u cầu đơi với trang thiết bị: -Đối với thiết bị dễ cháy nổ cần tuân thủ cách nghiêm ngặc qui định thao tác, sử dụng cần đặt cuối hướng gió * An tồn với hố chất : - Các hố chất phải đặt nơi quy định Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề để tránh gây độc hại , ăn mòn hư hỏng thiết bị * Chống sét : Để đảm bảo an tồn cho cơng trình nhà máy , phải có cột thu lơi cho cơng trình vị trí cao 8.2 Vệ sinh cơng nghiệp : Vấn đề vệ sinh cơng nghiệp có ý nghĩa quan trọng nhà máy bia Nếu tiêu chuẩn vệ sinh nhà máy không đảm bảo tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển , làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sức khoẻ người tiêu dùng công nhân 8.2.1 Vệ sinh cá nhân công nhân : Vấn đề yêu cầu cao , đặc biệt công nhân trực tiếp làm việc phân xưởng sản xuất - Cơng nhân phải ăn mặc quần áo Khi vào sản xuất phải mặc đồng phục nhà máy , đội mũ , đeo trang , ủng mang găng tay 48 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt - Không ăn uống khu vực sản xuất - Thực tốt chế độ khám sức khoẻ cho công nhân theo định kỳ tháng lần Không để người đau ốm vào khu vực sản xuất 8.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị : - Máy móc thiết bị trước bàn giao lại cho ca sau phải vệ sinh - Đối với thùng lên men sau giải phóng hết lượng dịch lên men , cần phải vệ sinh sát trùng kỹ để chuẩn bị lên men lượng dịch lên men 8.2.3 Vệ sinh xí nghiệp : - Trong phân xưởng sản xuất , sau mẻ , ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc - Thường xuyên kiểm tra việc thực vệ sinh phân xưởng 49 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt KẾT LUẬN Ngày nay, sữa trở thành nguồn thực phẩm thiết yếu với nhiều chủng loại sản phẩm phong phú sữa chua dòng sản phẩm u thích Không nhãn hiệu sữa ngoại xuất ngày nhiều nước ta mà nhà máy chế biến sữa Việt Nam gia tăng mở rộng sản xuất nhằm chiếm lĩnh thị phần nước, đáp ứng nhu cầu ngày tăng người tiêu dùng Vì vậy, việc xây dựng phân xưởng sản xuất sữa chua tương lai cần thiết có tính khả thi Có thêm phân xưởng giúp mở rộng sản xuất, tăng sản lượng sữa chua sản xuất, nâng cao tính cạnh tranh ngành sữa nước với ngành sữa giới Trong thiết kế này, phân xưởng thiết kế đáp ứng yêu cầu nguyên liệu sản phẩm, thiết bị lựa chọn đại, chuyên dụng, an toàn dễ vận hành nhiên tiêu hao nhiều lượng chiếm nhiều diện tích nhà xưởng Do trình độ hạn chế, thời gian có hạn, thiếu kinh nghiệm thực tế sản xuất nên thiết kế khơng tránh khỏi thiếu sót: - Phần chọn thiết bị: Do khả tìm tài liệu mạng hạn chế, số nhà sản xuất không muốn giới thiệu đầy đủ tất thông số kỹ thuật thiết bị cơng nghệ họ internet nên khơng tìm số thiết bị thông tin thiết bị khơng đầy đủ, rõ ràng - Phần tính lượng: Do khơng tìm đầy đủ thơng số cơng suất thiết bị nên phần tính điện nước chưa xác Tuy nhiên sau hồn tất Đồ án chuyên ngành giúp cho em học hỏi thêm nhiều kiến thức mới, điều bổ ích để từ rút kinh nghiệm, tích lũy kiến thức, chuẩn bị hành trang cần thiết bước vào đời 50 Phân xưởng sản xuất yaourt GVHD: Huỳnh Trung Việt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS.KTS Vũ Duy Cừ-Qui hoạch khu công nghiệp-NXB xây dựng 2000 [2] Nguyễn Thị Hiền, Vai trò nước hệ thống tẩy rửa khử trùng (CIP) nhà máy thực phẩm, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 2003, 103 trang [3] Trần Thanh Kỳ, Thiết kế lò hơi, NXB Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh,1990, 220 trang [4] Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, NXB Khoa học & Kỹ thuật, HàNội, 2002, 350 trang [5] Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống, tập 1, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004, 296 trang [6] Ngơ Hồng Quang, Giáo trình cung cấp điện, NXB Giáo dục, 2005, 216 trang [7] Lâm Xuân Thanh, Công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 2003, 196 trang [8] Lê Bạch Tuyết, Các trình công nghệ thực phẩm, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996, 360 trang [9] Trần Xoa – Nguyễn Trọng Khuôn – Hồ Lệ Viên, Sổ tay trình thiết bị công nghệ hố chất, tập 1, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 1992, 630 trang [10] Gosta Bylund, Dairy processing hanbook, Tetra Pak Processing System, Sweden, 1995, 436 trang [11] Fox P.F., Sweeney P.L.H.Mc, Dairy chemistry and biochemistry, Blackie academic & professional, New York, 1998, 463 trang [12] Walstra P., Geurts T.J., Noomen A., Jellema A., Dairy technology – principle of milk properties and processes, Marcel Dekker Inc., 1999, 727 trang [13] Web: http://www.sonadezi.com.vn/ http://diendan.sanotc.com/Upload/banphantich_thucphamdinhuong_dongtam.pdf http://vietnamnet.vn/khoahoc/2007/10/752334/ http://www.tetrapak.com/ 51 Phân xưởng sản xuất yaourt 52 GVHD: Huỳnh Trung Việt ... 29 58 54 11 29 hay 68 hay 59 12 năm 29 280 hay 67 699 hay 60 6 47 4.2 Tính cân vật chất:  Dây chuyền sản xuất yaourt dạng lỏng: triệu lit /năm  Dây chuyền sản xuất yaourt dang gel: triệu tấn /năm. .. sản xuất cho phân xưởng Số ngày Tháng Yaourt dạng uống Ca/ngày Ca/tháng 50 Yaourt dạng gel Ca/ngày Ca/tháng 50 sản xuất 25 25 50 50 29 58 54 29 58 52 29 58 52 29 58 54 29 58 54 29 58 54 29 58. .. cho dạng yaourt uống 37 5.10 .Thiết bị rót cho dạng yaourt gel 38 5.11 Bồn chờ rót sản xuất yaourt uống 38 5.12 Nồi nấu siro 70 % 39 5.13 Thiết bị chứa chất ổn định 39 5.14.Chọn bơm 39 5.15 Thiết