Tính toán và thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua ăn với năng suất 1000kg/ngày
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM LÊ THỊ HỒNG ÁNH BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SỮA CHUA ĂN VỚI NĂNG SUẤT 10000KG/NGÀY Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Ngọc Thúy Sinh viên thực hiện: TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v MỞ ĐẦU Chương XÂY DỰNG LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1 Nhu cầu thị trường sản phẩm 1.2 Số liệu nguyên liệu .10 1.3 Chọn vị trí xây dựng nhà máy 11 1.3.1 Vị trí địa lý 11 1.3.2 Hạ tầng kỹ thuật khu công nghiệp 13 1.3.3 Giao thông 15 1.3.4 Nguồn nhân lực 16 1.4 Năng suất sản lượng nhà máy .17 Chương TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 18 2.1 Tổng quan sữa chua .18 2.1.1 Một số khái niệm sữa chua 18 2.1.2 Cơ cấu sản phẩm nhà máy 19 2.2 Tổng quan nguyên liệu 19 2.2.1 Nguyên liệu 19 2.2.2 Nguyên liệu phụ .23 Chương SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT 27 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 27 3.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ .27 Chương TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 28 4.1 Lập kế hoạch sản xuất .28 4.2 Tính cân bằng vật chất 28 Chương TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 29 Chương TÍNH NĂNG LƯỢNG 30 Chương TÍNH XÂY DỰNG CHO NHÀ MÁY PHÂN XƯỞNG 31 Chương AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CÔNG NGHIỆP 32 Phụ lục 33 KẾT LUẬN 34 DANH MỤC HÌNH Ả Hình 1.1 Chi tiêu bình qn đầu người từ 2008 – 2014 Hình 1.2 Tiềm tăng trưởng sữa chua Việt Nam Hình 1.3 Tăng trưởng doanh thu ngành sữa Việt Nam Hình 1.4 Cơ cấu mặt hàng sữa Hình 1.5 Khu công nghiệp Tây Bắc – Củ Chi 12 Hình 1.6 Vị trí địa lý KCN Tây Bắc – Củ Chi 13 Hình 1.7 Sơ đồ đường vào KCN Tây Bắc – Củ Chi 14 Hình 1.8 Mạng lưới cấp điện cho nhà máy KCN Tây Bắc – Củ Chi 15Y Hình 2.1 Streptococcus thermophilus 24 Hình 2.2 Lactobacillus bulgaricus 24 Hình 2.3 Men FD-DVS YC-180 – YoFlex cơng ty Chris Hansen Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất sữa chua ăn 29 Hình 3.2 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng 32 Hình 3.3 Cầu béo qua khe hẹp thiết bị đồng hóa 34 Hình 3.4 Các hạt cầu béo sau qua đồng hóa 35 Hình 3.5 Hệ thống chiết rót 43 DANH MỤC BẢ Bảng 1.1 Cơng suất thiết kế số nhà máy chế biến sữa lớn năm 2005 Bảng 1.2 Bảng phân bố diện tích đất KCN 10 13Y Bảng 2.1 Phân loại sữa bột gầy 19 Bảng 2.2 Yêu cầu kỹ thuật sữa bột gầy 19 Bảng 2.3 Yêu cầu kỹ thuật đường RE 21 Bảng 2.4 Khuyến cáo sử dụng dòng men Yoflex cấy vào sữa 25 Bảng 2.5 Yêu cầu kỹ thuật dầu bơ27 Bảng 4.1 Kế hoạch sản xuất 44 Bảng 4.2 Bảng tiêu hao nguyên liệu 44 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Thuật ngữ tiếng Việt WPNI Whey protein nitrogen index (là số mg protein huyết sữa khơng bị biến tính nhiệt có 1g sữa bột gầy) MỞ ĐẦU 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 Về mặt thị trường, nước ta tiêu thụ mạnh sản phẩm từ sữa như: sữa tươi tiệt trùng, sữa chua nhiều sản phẩm từ sữa khác Mặt khác, nhà nước ta tạo điều kiện tốt cho phát triển ngành cơng nghiệp chế biến sữa Việt Nam Do đó, với phát triển ngành công nghiệp thực phẩm, cơng nghiệp chế biến sữa nói riêng phát triển Sữa chua sản phẩm cung cấp giá trị dinh dưỡng quý giá cho người Sữa chua giàu dinh dưỡng, giúp giảm stress, tăng cường hệ miễn dịch, chống lão hóa, tăng cường tuổi thọ thực phẩm làm đẹp thiếu cho phái nữ…Sữa chua biết đến nhiều sản phẩm thực phẩm hiệu vai trò tăng cường hoạt động hệ tiêu hóa Vì vậy, nguồn thực phẩm quan trọng người Với lợi ích dinh dưỡng giá trị kinh tế to lớn mà sữa chua đem lại, sữa chua đề nghiên cứu đáng quan tâm Vì đồ án tốt nghiệp này, chúng em xin trình bày việc tính tốn thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua ăn với suất 1000kg/ngày Chương XÂY DỰNG LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1 Nhu cầu thị trường sản phẩm Sau hai mươi năm đổi mới, nước ta thu thành tựu đáng khích lệ nhiều lĩnh vực kinh tế, văn hóa, đời sống xã hội…Sự phát triển đất nước làm cho đời sống người dân tăng lên, với gia tăng thu nhập, mức sống người dân ngày nâng cao, thể mức chi tiêu bình quân người có xu hướng gia tăng liên tục qua năm Hình 1.1 Chi tiêu bình quân đầu người (nhìnVNĐ/người/tháng) từ 2008 – 2014 Chỉ vòng năm từ 2008 – 2014, mức chi tiêu tháng người Việt Nam tăng gấp đơi từ 792 nghìn đồng lên đến gần 1,9 triệu đồng Điều đáng ý, số tiền bỏ chi tiêu, người Việt sử dụng ngày nhiều tiền để chi cho ăn uống, mà sữa số Trong gần 1,9 triệu đồng, người Việt bỏ tới nửa để chi cho ăn uống, tỷ lệ cải thiện rõ rệt so với năm 2007 Do đó, ngành cơng nghệ thực phẩm ngành khoa học quan trọng kinh tế quốc dân Nó đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho người góp phần giải việc làm cho người lao động, đặc biệt ngành công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa Về mặt thị trường, nước ta tiêu thụ mạnh sản phẩm từ sữa như: sữa chua ăn, sữa chua uống, sữa tươi trùng, tiệt trùng, sữa đặc nhiều sản phẩm khác,… Doanh số sữa chua toàn thị trường Việt Nam theo số liệu thống kê Euromonitor năm 2012 5.737 tỷ đồng, đến năm 2013 số tăng lên 12.000 tỷ đồng, nhiên, quy mô thị trường sản phẩm nhỏ so với dòng sản phẩm sữa tươi, bằng khoảng 20% So với nhiều quốc gia khác, tỷ lệ nhỏ, ví Pháp tỷ lệ 80/20, Singapore 70/30 Thái Lan cân bằng 50/50 Hình 1.2 Tiềm tăng trưởng sữa chua Việt Nam Tuy thói quen sử dụng sữa chua người tiêu dùng chưa nhiều theo dự báo nhiều chuyên gia, thị trường sữa chua Việt giữ mức 20% khoảng 10 năm tới Quy mô thị trường dần tăng lên cân bằng với sữa tươi Trong khoảng 4-5 năm tỷ lệ thị trường đạt đến mức cân bằng 50:50 Với nhiều tiềm phát triển nên nhiều doanh nghiệp nội, ngoại không bỏ qua hội đầu tư vào thị trường Hình 1.3 Tăng trưởng doanh thu ngành sữa Việt Nam (Nguồn: Euromonitor International, VPBS) Hình 1.4 Cơ cấu mặt hàng sữa (Nguồn: Euromonitor International, VPBS) Trước năm 1990, Việt nam có số nhà máy chế biến sữa nhà nước quản lý Tuy nhiên, phát triển ngành sữa khiến cho số lượng nhà máy khơng ngừng mở rộng Tính đến năm 2005 có cơng ty với tổng cộng 17 nhà máy chế biến sữa Từ 2006 - 2007 số công ty mở nâng số nhà máy sữa nước lên số 22 Trong đó, cơng ty VNM lớn với nhà máy với Chương 5.1 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ Tank chứa nước Ta có tỉ trọng nước d = (g/cm3) Theo tính tốn cân bằng vật chất, lượng nước cần cho ca sản xuất (l/ca) Hệ số chứa đầy: 0,9 Thể tích tank chứa nước là: Thể tích: 600l Đường kính: 900mm Chiều cao: 2140mm Khối lượng thiết bị: 120kg Vật liệu chế tạo: thép khơng gỉ Hình 5.1 Tank chứa Jimei VN 5.2 Bồn trộn Tỉ trọng sữa: d = 1,04 (g/cm3) Tổng lượng nguyên liệu ban đầu cho vào phối trộn Năng suất thiết bị: − Thiết bị có suất thực tế lớn suất tính tốn 20% nên suất thiết bị Chọn bồn trộn Mixing Tank hãng Shanghai Kaiquan Machine Valve Thể tích bồn 700l Tốc độ trộn 500 vòng/phút Kích thước DxRxC: 900x1000x2400 Cơng suất: 0,75kW Vật liệu: thép khơng gỉ AISI 316L Hình 5.2 Bồn trộn Mixing Tank 5.3 Thiết bị lọc − Lượng sữa vào giai đoạn lọc − Năng suất: − Chọn thiết bị lọc dạng túi công ty CP Thiết bị lọc miền Nam − Chất liệu: inox 304 − Vật liệu lọc: túi PE − Áp suất: 10Pa − Lưu lượng lọc: 45m3/h − Cấp lọc 150μm Hình 5.3 Thiết bị lọc dạng túi 5.4 Thiết bị xử lý nhiệt Lượng sữa đem xử lý nhiệt 502,848 (kg/ca) Thể tích sữa xử lý nhiệt ca: − Thiết bị có suất thực tế lớn suất tính tốn 20% nên suất thiết bị − Năng suất thiết bị: Chọn thiết bị gia nhiệt mỏng hãng Shanghai Kaiquan Machine Valve Năng suất: 100l/h Vật liệu chế tạo: thép khơng gỉ AISI 316 Kích thước tấm: 500x168mm Diện tích bề mặt truyền nhiệt: 0,05 m2 Bề dày tấm: 0,8mm Công suất: 2kW Hình 5.4 Thiết bị gia nhiệt mỏng 5.5 - Thiết bị đồng hóa Lượng sữa đem đồng hóa là: 501.843 kg/ ca Ta có: kg/h Thiết bị có suất thực tế lớn tính tốn 40% Nên suất thiết bị là: Vậy chọn thiết bị đồng hóa FBF Italia Srl mẫu FBF 007, số hiệu: 13033173 Các thông số thiết bị: Thiết bị đồng hóa hai cấp, áp lực cao, áp suất làm việc: 300 bar Năng suất thiết bị: 400 (l/h) Nước làm mát thiết bị: bar Hình 5.5 Thiết bị đồng hóa Hơi tiệt trùng: – bar Tiếng ồn: 60 Hz Kích thước thiết bị: DxRxC = 900 x 1250 x 1500 mm Công suất động cơ: 6KW Khối lượng thiết bị: 500 kg 5.6 - Thiết bị ủ Lượng sữa đem ageing là: 498.837 kg/ ca Ta có: 498.837/11= 45.348 kg/h Thiết bị có suất thực tế lớn tính tốn 40% Nên suất thiết bị là: 45.348 /0.6= 75.58 kg/h Vậy chọn bồn Ageing ROKK TMW Sức chứa: 1200 lít Bồn làm bằng thép khơng gỉ AISI 304 Có điện tử điều khiển nhiệt độ Nguồn điện: 400V Đường kính: 140cm Chiều cao: 165cm Hình 5.6 Thiết bị ủ Khối lượng thiết bị: 230kg 5.7 Lượng Thiết bị lên men sữa đem lên men là: 506.062kg/ ca Ta có: 506.062/11= 46.005kg/h Thiết bị có suất thực tế lớn tính tốn 20% Hình 5.7 Thiết bị lên men Nên suất thiết bị là: 46.005/0.8=57.50625 kg/h Thông số kỹ thuật: Dung tích: 100 l – 20000l Đồng hồ hiển thị số, phạm vi hiển thị từ – 1000C Tốc độ khuấy tối đa 500 vòng/ phút Thiết bị làm bằng thép khơng gỉ 5.8 Thiết bị rót hộp: Lượng dịch sữa vào giai đoạn rót hộp là: 505,051kg/ca Mỗi hộp có khối lượng 100g Nên suất thiết bị rót là: Chọn thiết bị rót hộp cơng ty Jimei Việt Nam Có đặc tính kỹ thuật: Model: DGD-200F Năng suất: 6600 hộp/h Tổng công suất: 7kW Điện hoạt động: 4kW Kích thước: 4200x2900x2880 Khối lượng 2,6T Hình 5.5 Thiết bị rót hộp 5.9 Thiết bị CIP Chọn thiết bị CIP vệ sinh công ty Jimei Việt Nam Các thông số kỹ thuật: Chất liệu: Thép không gỉ SUS304 Năng suất: 1000-10000l/h Áp lực làm việc: áp lực thông thường bể chứa 0,3-0,7MP bên đường ống nước Nguyên liệu: acid nitric, caustic soda lỏng, nước Thiết bị : bể acid kiềm lỏng, ống hơi, máy bơm ly tâm (10T/h) Công suất động cơ: 2,2kW Kích thước: 3000x1400x2000mm Chương TÍNH NĂNG LƯỢNG Chương TÍNH XÂY DỰNG CHO NHÀ MÁY PHÂN XƯỞNG Chương AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH CƠNG NGHIỆP (nhà máy/phân xưởng) Tính kiểm tra sản xuất Tính kinh tế Phụ lục KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO x [1] Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ chế biến thực phẩm.: NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2011 [2] Lâm Xn Thanh, Giáo trình Công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa.: NXB Khoa học Kĩ thuật, 2003 [3] P Walstra, T.J Geurts, A Noomen, A Jellema, and M.A.J.S Van Boekel, Dairy technology: principles of milk, properties and processes.: Marcel Dekker Inc., New York, 1999 [4] Gosta Bylund, Dairy processing handbook Lund: Tetra-Park processing systems AB Publisher, 1995 [5] [Online] http://jimeivietnam.com/phan-tach/ [6] Trịnh Thị Thu Phương Giáo trình cơng nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa [Online] http://ast.apmb.gov.vn/Upload/Download/Giaotrinh/truongcdcongnghekinhteha noi/GT-CNCB%20sua%20va%20cac%20san%20pham%20%20sua %20(NXPowerLite).pdf x Ban quản lý khu chế xuất công nghiệp Thực phẩm HCM http://www.hepza.hochiminhcity.gov.vn/web/guest/khu-cong-nghiep-tay-baccu-chi https://luatminhkhue.vn/tu-van-luat-dat-dai/thue-dat-tai-khu-cong-nghiep-taybac -cu-chi.aspx https://vietstock.vn/29/5/phan-tich-nganh-sua-viet-nam-theo-chuoi-gia-tri-58211624.htm https://baomoi.com/thi-truong-sua-chua-them-san-pham-tang-canhtranh/c/1358376.epi vượng lê, “5 năm nữa, người Việt uống lượng sữa gấp rưỡi tại”, theo trí thức trẻ,16/7/216 Trích từ nguồn: http://cafebiz.vn/5-nam-nua-moi-nguoi-viet-se-uong-luong-sua-gap-ruoi-hientai-216715161538848.chn ... biến sữa sản phẩm từ sữa Về mặt thị trường, nước ta tiêu thụ mạnh sản phẩm từ sữa như: sữa chua ăn, sữa chua uống, sữa tươi trùng, tiệt trùng, sữa đặc nhiều sản phẩm khác,… Doanh số sữa chua. .. lớn mà sữa chua đem lại, sữa chua đề nghiên cứu đáng quan tâm Vì đồ án tốt nghiệp này, chúng em xin trình bày việc tính tốn thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua ăn với suất 1000kg/ngày Chương... phẩm 2.1.2 Cơ cấu sản phẩm nhà máy Mặt hàng chủ lực nhà máy sữa chua dạng khuấy (sữa chua ăn có đường) Bên cạnh để đa dạng hóa sản phẩm sữa chua, nhà máy sản xuất sản phẩm sữa chua có bổ sung thêm