Ta có hệ phương trình: ZY = 0,22 Z= 1567,23ZT= 9,38 => T= 167,08 ( kg mẻ) Z+T+Y=X+Y= 9900,01 Y= 8165,7Lượng sữa cần ly tâm tách béo: X=9900,018165,7=1734,31 (kg)Lượng sữa sau khi tiêu chuẩn hóa về hàm lượng 3,2% là:m= Z +Y= 9732,93 (kg)Gs= m1,04= 9358,59 (lít)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM - - Tiểu luận THIẾT KẾ NHÀ MÁY THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG GVHD: Lớp: Nhóm: Th.S Vũ Thị Hoan DHTP11D Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng năm 2018 MỤC LỤC PHẦN I: TỔNG QUAN Tổng quan nguyên liệu 1.1 Nguyên liệu chính 1.1.1 Sữa tươi Sữa nguồn dinh dưỡng hoàn hảo, chứa đầy đủ thành phần dinh dưỡng Pr, L, G, vitamin khoáng chất, canxi cần thiết cho thể người Protein: sữa bò tươi lượng protein calories (cal) cao khoảng 67Kcal/100ml sữa ,thành phần protein sữa chủ yếu nước casein.bên cạnh có canxi, magie, photpho,… Với tỉ lệ cao axit amin thiết yếu tốt cho hệ tiêu hóa người Chất béo: sữa tươi nguyên chất có khoảng 4% chất béo Chất béo sữa nguyên chất nằm dạng glycerides nhẹ nước nên thường lên bề mặt sữa, thành phần chất béo có sữa tươi tốt cho phát triển não,tái tạo mô tế bào, ổn định mạch chất béo sữa lượng cholesterol thấp loại chất béo thông thường Vitamin: sữa có lượng vitamin phong phú đa dạng nhóm vitamin A, vitamin B, vitaminB2,vitamin B12, vitamin D,… cần thiết cho trình bổ sung tăng cường dưỡng chất cho tế bào thể.các vitamin giúp thúc đẩy tiêu hóa,kích thích vị giác giúp ăn ngon miệng đặc vitamin A giúp cải thiện thị lực bạn,hỗ trợ não bộ,… sữa tươi nguyên chất giúp thể có đầy đủ lượng vitamin cần thiết cho hoạt động sống mooic ngày Các loại khoáng chất khác:sữa tươi nguyên chất có nhiều khống chất cần thiết cho thể canxi, magie, sắt, phosphorous, sodium, potassium, nước (khá nhiều khoảng 85% - 90%), lactose (đường sữa), đạm sữa có giá trị sinh học cao cung cấp lượng dinh dưỡng tốt cho thể sống 1.2 Tiêu chuẩn đánh giá nguyên liệu (TCVN: 7045:2009) 1.2.1 Các tiêu cảm quan Tên tiêu Yêu cầu Màu sắc Từ màu trắng đến màu kem nhạt Mùi, vị Mùi, vị đặc trưng sữa tươi tự nhiên, mùi, vị lạ Trạng thái Dịch thể đồng 1.2.3 Các tiêu lý – hóa Tên tiêu Mức Hàm lượng chất khô, % khối lượng, không nhỏ 11,5 Hàm lượng chất béo, % khối lượng, không nhỏ 3,2 Hàm lượng protein, % khối lượng, không nhỏ 2,8 Tỷ trọng sữa 20 0C, g/ml, không nhỏ 1,026 Độ axit chuẩn độ, 0T 16 - 21 Điểm đóng băng, 0C -0,51 đến -0,58 Tạp chất lạ nhìn thấy mắt thường 1.2.4 Các chất nhiễm bẩn Khơng có - Hàm lượng kim loại nặng, theo quy định hành - Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật: theo quy định hành - Dư lượng thuốc thú y: theo quy định hành - Các tiêu vi sinh vật: theo quy định hành - Độc tố vi nấm aflatoxin M1: 0,5 µg/kg - Melamin: 2,5 mg/kg PHẦN II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Quy trình cơng nghệ Sữa tươi Kiểm tra Bảo quản Ly tâm Gia nhiệt To = - 6oC V = 4600 vòng/phút, To =45-50oC To = 60-650C Bài khí Đồng hóa Chất ổn định Thanh trùng Đường Phối trộn To =70-750C P: 200-250 bar To =75oC, 15s- hạ nhiệt nhanh 25oC To =70oC, 250 vòng/phút Chất nhũ hóa Lọc Tiệt trùng UHT ,làm nguội Bao bì D = 105m To =1400C, 4-5s Rót hộp Sữa tiệt trùng 2.1 Thuyết minh quy trình 2.1.1 Nguyên liệu Nguyên liệu sữa từ trang trại phải có chất lượng tốt, lấy từ bò khỏe mạnh, khơng chứa vi khuẩn gây bệnh Đảm bảo đặc tính cảm quan: - Sữa đồng nhất, không bị tách bơ có màu vàng kem đặc trưng - Sữa khơng bị lẫn tạp - Khơng có mùi vị lạ 2.1.2 Kiểm tra Sữa kiểm tra sơ điểm thu mua Sau sữa tươi nguyên liệu trữ lạnh xe bồn chuyên dụng đưa đến điểm tiếp nhận nhà máy để kiểm tra lần để đảm bảo thông số chất lượng sữa trước đưa vào sản xuất Các tiêu cần kiểm tra tiêu cảm quan: mùi vị, màu sắc, độ sạch,… Chỉ tiêu lý hóa như: hàm lượng chất béo, hàm lượng protein, độ axit, tỷ trọng,… Mục đích: - Xác định chất lượng sữa - Kiểm tra tiêu chuẩn sữa tươi nguyên liệu 2.1.3 Bảo quản Từ xe bồn sữa đưa thẳng vào hệ thống làm lạnh Tại nhiệt độ sữa giữ mức từ 4-6oC Mục đích: Bảo quản sữa thời gian chuẩn bị tiến hành sản xuất Hạn chế phát triển vi sinh vật Giảm hoạt động enzyme làm phân hủy thành phần dinh dưỡng sữa Các biến đổi: - Sự xuất váng bề mặt - Giảm phản ứng oxy hóa chất béo - Nhiệt độ thấp ức chế vi sinh vật phát triển 2.1.4 Ly tâm Sữa qua máy ly tâm tách béo, thiết bị ly tâm với tốc độ cực lớn tách cầu mỡ nhẹ phía tâm trục Ngồi q trình giúp tách vi sinh vật đặt biệt bào tử chịu nhiệt tạp chất khỏi sữa trước đưa vào q trình đồng hóa Mục đích: Giảm hàm lượng chất béo sản phẩm, loại bỏ tạp chất, vi sinh vật Các biến đổi: - Độ nhớt giảm tăng nhiệt độ - Tỷ trọng giảm 2.1.5 Gia nhiệt Sữa vào thiết bị gia nhiệt, nhiệt độ sữa tăng lên 600C Mục đích: để chuẩn bị cho q trình đồng hóa, giảm độ nhớt sữa, tiêu diệt phần vi sinh vật Các biến đổi: - Độ nhớt giảm - Nhiệt độ tăng 2.1.6 Bài khí Bài khí sữa phương pháp nhiệt Khí sữa làm thể tích sữa khơng xác, gây giảm hiệu truyền nhiệt Mục đích: Giúp q trình đồng hóa đạt hiệu cao Các biến đổi: - Khí sữa bị đuổi 2.1.7 Đồng hóa Nhiệt độ sữa vào thiết bị đồng hóa nằm khoảng từ 70-75 0C, áp suất đồng hóa 200-250 bar Mục đích: Tán nhỏ chất béo có sữa làm cho chúng phân bố sữa, làm cho sữa đồng Làm giảm tượng lắng, tách lớp,tách béo, tăng độ ổn định thời gian bảo quản Các biến đổi: - Độ nhớt tăng - Giảm q trình oxy hóa - Tăng độ đồng 2.1.8 Thanh trùng Sữa bơm vào thiết bị trùng, sữa phải gia nhiệt lên 75 0C vòng 15 giây sau chảy vào bồn chứa Mục đích: Mục đích qúa trình trùng nhằm tiêu diệt VSV, enzym gây 2.1.9 hư hỏng có sữa Ngồi có tác dụng ổn định pr dịch sữa Các biến đổi: Nhiệt độ áp suất cao Vi sinh vật bị tiêu diệt Phối trộn Bơm sữa từ bồn chứa lên thiết bị phối trộn Tại sữa phối trộn với chất ổn định chất nhũ hóa vòng 10 phút sau cho thêm đường vào tuần hồn vòng phút Q trình thực bồn chứa có cánh khuấy với số vòng quay 250 vòng/phút Mục đích: Tạo độ thích hợp cho sản phẩm, tạo ổn định cho sữa, tránh phân lớp tăng thời gian bảo quản Các biến đổi: - Sữa phụ gia trộn 2.1.10 Lọc Sữa lọc qua thiết bị lọc có kích cỡ 105µm Mục đích: Lọc đường chất chưa tan lúc phối trộn Các biến đổi: - Sữa phụ gia trộn đều, đồng 2.1.11 Tiệt trùng Là giai đoạn dây chuyền sản xuất sữa Sử dụng hệ thống tiệt trùng UHT tiên tiến gia nhiệt sữa lên 140 oC vòng giây, sau hạ nhiệt làm nguội 250C, tồn trình điều khiển chương trình cài đặt sẵn để đảm bảo sữa tiệt trùng Công nghệ UHT giúp tiêu diệt tồn vi khuẩn lại có sữa Sữa sẵn sàng đưa vào bồn chứa tiệt trùng sẵn sàng cho công đoạn chiết rót vào bao bì tiệt trùng Mục đích: dựa vào nhiệt độ cao để tiêu diệt vi sinh vật có sữa, tiệt trùng sữa, tăng thời gian bảo quản Các biến đổi: - Vi sinh vật vị tiêu diệt 2.1.12 Chiết rót Robot tự động chuyển cuộn giấy tiệt trùng lớp vào máy rót Quy trình trải qua bốn bước gồm tiệt trùng bao bì, tiệt trùng máy rót, chiết rót sữa mơi trường vơ trùng hàn kín sản phẩm Nhờ q trình khép kín vơ trùng mà ta bảo quản sữa lên đến tháng mà không cần dùng chất bảo quản Mục đích: - Bảo quản sữa - Phân chia sữa thành đơn vị nhỏ thuận tiện cho trình vận chuyển bảo quản - Tăng giá trị cảm quan 2.1.13 Sản phẩm Hoàn thiện sữa sau khép mí dán ống hút bọc màng co theo lốc, đóng thành thùng sau chuyển vào kho để bảo quản 2.2 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm 2.2.1 Chỉ tiêu hóa lý Tiêu chuẩn Yêu cầu Tên tiêu Mức yêu cầu Hàm lượng chất khô, % khối lượng, không nhỏ 11,5 Hàm lượng chất béo, % khối lượng, không nhỏ 3,2 Tỷ trọng sữa 20 °C, g/ml, không nhỏ 1,027 Độ axit, °T 2.2.2 14 đến 18 Chỉ tiêu sinh học Tên tiêu Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc ml sản phẩm Mức cho phép 102 Coliform, số khuẩn lạc ml sản phẩm Khơng có E coli, số khuẩn lạc ml sản phẩm Khơng có Salmonella, số khuẩn lạc 25 ml sản phẩm Khơng có Staphylococcus aureus, số khuẩn lạc ml sản phẩm Khơng có 10 14.Máy đóng block hộp 15.Máy đóng thùng carton 4.2 Tính toán chọn thiết bị 4.2.1 Xe bồn Một ngày nhà máy nhập liệu lần: 50 tấn/lần Chọn xe bồn chở sữa DONGFENG L315 Thông số kỹ thuật • Tổng trọng thiết kế 31000 kg • Kích thước: 11960 2500 3250 mm • Dung tích bồn chứa sữa 15 Vậy chọn xe cho lần chở - - 4.2.2 Thiết bị thu nhận sữa tươi - Lượng sữa từ xe bồn: 50 = 48076,92 l Chọn thiết bị thu nhận sữa có mã hiệu M42-2293 TetraPak 18 - - - Vật liệu: tất phần tiếp xúc với nước làm thép khơng gỉ, làm kín cao su Bộ phận: • Bình chứa chân khơng có cửa quan sát kính • Bơm ly tâm liên tục • Bộ phận truyền lưu lượng điện từ, hiển thị tủ điều khiển • Ống van, bao gồm ống lọc, van kiểm tra • Tủ điều khiển Thơng số kỹ thuật: • Năng suất 10000 l/h • Nguồn điện 240/400V, AC, 50/60Hz • Áp suất khí u cầu thiết bị 500-700KPa • Áp suất làm việc tối đa 400KPa • Nhiệt độ làm việc tối đa 100 Một lần nhà máy nhập liệu xe Chọn thiết bị thu nhận sữa tươi 4.2.3 Bồn làm lạnh - Lượng sữa cần chứa là: 50 - Chọn bồn lạnh hiệu HENTO mã HTO-MT20 19 - Các thông số kỹ thuật: • Dung tích: 20000 lít • Kích thước: 2380 7150 mm - Bồn làm lạnh sữa trữ sữa trước đưa vào sản xuất Vậy chọn bồn làm lạnh 4.2.4 Hệ thống ly tâm tách béo - Lượng sữa ly tâm: 1734,31 l/mẻ Chọn thiết bị tách cặn ly tâm Tetra Centri hãng Tetra Pak - Các thơng số kỹ thuật: 20 • • • - Năng suất 1.000 lít/h Cơng suất KW Kích cỡ: 749 488 924 mm Năng suất thực tế 1000 90% = 900 l/h Số thiết bị: n = Nên chọn thiết bị ly tâm 4.2.5 Bồn phối trộn gia nhiệt - Lượng sữa cần phối trộn: 9358,59 l/mẻ Chọn bồn phối trộn gia nhiệt mã SSG-15 hãng JIMEI - - Các thơng số Dung tích: Đường kính: Chiều cao: Dung tích kỹ thuật: 11000 l 2650mm 4450mm thực tế 11000 - 90% = 9900 l Số thiết bị: n Nên chọn = bồn phối trộn • • • gia nhiệt 4.2.6 Thiết bị - Lượng sữa - 9311,8 l/mẻ Chọn thiết bị khí chân khơng ZTD-3 cua JIMEI khí cần khí: 21 • • • • - Các thông số kỹ thuật: Năng suất làm việc: 3000 l/h Cơng suất: 7,3 KW Kích cỡ: 1185 800 3140 mm Trọng lượng: 450kg Năng suất thực tế 3000 × 90% = 2700 l/h Số lượng thiết bị: n = Nên chọn thiết bị khí 4.2.7 Hệ thống đồng hóa - Lượng sữa đồng hóa: 9265,2 l/mẻ Chọn thiết bị đồng hóa Tetra Alex GJJ – 5/25 hãng Tetra Pak 22 - Các thông số kỹ thuật: • Năng suất thiết bị: 6000 l/h • Cơng suất điện: 37 KW • Kích thước: 1435 1280 1390 mm - Năng suất thực tế 6000 × 90% = 5400 l/h Số thiết bị: n = Nên chọn thiết bị đồng hóa 4.2.8 Thiết bị trùng - Thể tích sữa cần trùng là: 9255,94 l/mẻ - Chọn thiết bị trùng Tetra Therm Lacta hãng TetraPak 23 - - Các thông số kỹ thuật: • Năng suất thiết bị: 6000 l/h • Nhiệt độ gia nhiệt: 70 – 110 • Cơng suất điện: 20 KW • Kích thước: 7400 4330 2200mm Năng suất thực tế 6000 × 90% = 5400 l/h Số lượng thiết bị: n = 0,86 Vậy chọn thiết bị 4.2.9 Thiết bị phối trộn có cánh khuấy - Lượng nguyên liệu cần phối trộn là: 9628,26 l/mẻ - Chọn phối trộn Tetra Almix TetraPak 24 - Các thông số kỹ thuật: • Năng suất: 6000 l/h • Kích thước: 180 900 1400 mm • Cơng suất điện: 11,5 KW - Năng suất thực tế 6000 × 90% = 5400 l/h Số lượng thiết bị: n = 0,89 Vậy chọn thiết bị 4.2.10 Thiết bị lọc - Thể tích sữa cần lọc là: 9628,26 l/mẻ Chọn thiết bị lọc Duplex hãng Jhenten - Các thông số kỹ thuật: 25 Cơng suất 7.000 lít/h Áp suất: 2-6 bar Nhiệt độ hoạt động: 10-1000C Năng suất thực tế 7000 × 90% = 6300 l/h Số lượng thiết bị: n = 0,76 Vậy chọn thiết bị • • • - 4.2.11 Hệ thống tiệt trùng UHT - Thể tích sữa cần tiệt trùng là: 9618,63 l/mẻ - Chọn thiết bị tiệt trùng Tetra Therm Aseptic Flex hãng Tetra Pak - Các thơng số kỹ thuật: - • Cơng suất: 6000 l/h • Nhiệt độ gia nhệt: 140 • Thời gian giữ nhiệt: 4s • Nhiệt độ làm lạnh: 20 – 25 • Kích thước: 1600 1400 1800 mm • Cơng suất thiết bị: 16 KW Năng suất thực tế 6000 × 90% = 5400 l/h Số lượng thiết bị: n = 0,89 Vậy chọn thiết bị 26 4.2.12 Bồn chứa sau tiệt trùng UHT - Lượng sữa cần chứa sau tiệt trùng UHT là: 9285,822 l/mẻ - Chọn bồn chứa Tetra Alsafe HA hãng TetraPak Thơng số kỹ thuật - • Dung tích bồn: 6000 lít • Chức năng: Bồn chứa vơ trùng, dùng để chứa sữa sau tiệt trùng chờ rót • Chiều cao: 4400 mm • Đường kính: 2100 mm • Vật liệu chế tạo: thép không ghỉ AISI316 - Năng suất thực tế 6000 × 90% = 5400 l/h Số lượng thiết bị: n = 0,89 Vậy chọn bồn 4.2.13 Máy chiết rót - Lượng sữa cơng đoạn rót là: 9570,54 l/mẻ - Vậy số hộp cần rót là: 53169,7 hộp/mẻ - Chọn thiết bị Tetra Pak A3 Speed 27 - Thơng số kỹ thuật • Năng suất: 30000 hộp/h • Cơng suất thiết bị: 7,5 KW/h • Nhiệt độ rót: 25⁰C • Kích thước: 2700 1700 1900mm - Năng suất thực tế 30000 × 90% = 27000 hộp/h - Số lượng thiết bị: n = 0.98 - Vậy chọn máy rót 4.2.14 Máy đóng block hộp - Số lượng hộp sản phẩm: 52638 hộp/mẻ Yêu cầu block gồm hộp, có 13159,5 block/mẻ Chọn thiết bị có mã TB-18000 JIMEI 28 - - Thơng số kỹ thuật • Năng suất: 8000 block/h • Nguyên liệu bọc block: PVC • Công suất: kW • Kích thước: 2400 890 2600mm • Trọng lượng: 1500 kg Năng suất thực tế 8000 × 90% = 7200 block/h Số lượng thiết bị: n = 0,91 Vậy chọn máy đóng block 4.2.15 Máy đóng thùng carton - Số lượng block sản phẩm: 13159,5 block/mẻ Yêu cầu thùng chứa 16 block, có 822,5 thùng/mẻ Chọn máy đóng thùng carton tự động mã YZ-T12 JIMEI 29 - - Thơng số kỹ thuật • Năng suất: 500 thùng/h • Cơng suất: kW • Kích thước: 4850 1680 1800mm Năng suất thực tế 500 × 90% = 450 thùng/h Số lượng thiết bị: n = 0,98 Vậy chọn máy đóng thùng Bảng tổng hợp máy thiết bị 30 STT Tên thiết bị Năng suất Số Hãng cung cấp lượng DONGFENG Xe bồn 15 Thiết bị thu nhận sữa 10000 l/h TetraPak Bồn làm lạnh 20000 l Ly tâm 1000 l/h HENTO TetraPak Bồn phối trộn gia nhiệt 11000 l JIMEI Bài khí 3000 l/h Đồng hóa 6000 l/h JIMEI TetraPak Thanh trùng 6000 l/h TetraPak Phối trộn 6000 l/h TetraPak 10 Lọc 7000 l/h 11 Tiệt trùng UHT 6000 l/h Jhenten (TQ) TetraPak 12 Bồn chứa sau tiệt trùng 6000 l TetraPak 13 Chiết rót 30000 hộp TetraPak 14 Máy đóng block 8000 block/h JIMEI 15 Máy đóng thùng 500 thùng/h JIMEI 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7405:2009 Sữa tươi nguyên liệu, Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F12 Sữa sản phẩm sữa biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7028:2009 Sữa tươi tiệt trùng, Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F12 Sữa sản phẩm sữa biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Websites: https://trungtamnghiencuuthucpham.vn/quy-trinh-cong-nghe-san-xuat-sua-thanhtrung/ http://ifoodvietnam.com/giai-nhiet-va-gia-nhiet/ https://www.vinamilk.com.vn/vi/cai-tien-doi-moi/page/248/cong-nghe-san-xuatmoi http://congnghevotrung.com/phan-tach/ http://xetaiviet.vn/xe-bon-cho-sua-15-khoi-dongfeng-4-chan-l315-tec15m3/#gioi_thieu http://productxplorer.tetrapak.com/sites/all/files/file/tetra_alsafe.pdf http://congnghevotrung.com/khi-chan-khong/ http://pdf.directindustry.com/pdf/tetra-pak/tetra-alex-2/61931-565246.html http://congnghevotrung.com/khi-chan-khong/ http://congnghevotrung.com/jmb-4000/ http://congnghevotrung.com/may-dong-thung-carton-wrap-around/ http://congnghevotrung.com/may-co-chai-pet/ 32 ... đặt sẵn để đảm bảo sữa tiệt trùng Công nghệ UHT giúp tiêu diệt tồn vi khuẩn lại có sữa Sữa sẵn sàng đưa vào bồn chứa tiệt trùng sẵn sàng cho cơng đoạn chiết rót vào bao bì tiệt trùng Mục đích: dựa... trình trải qua bốn bước gồm tiệt trùng bao bì, tiệt trùng máy rót, chiết rót sữa mơi trường vơ trùng hàn kín sản phẩm Nhờ q trình khép kín vơ trùng mà ta bảo quản sữa lên đến tháng mà không cần... lúc phối trộn Các biến đổi: - Sữa phụ gia trộn đều, đồng 2.1.11 Tiệt trùng Là giai đoạn dây chuyền sản xuất sữa Sử dụng hệ thống tiệt trùng UHT tiên tiến gia nhiệt sữa lên 140 oC vòng giây, sau