Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi/năm có kết cấu nội dung gồm 4 chương, nội dung tài liệu gồm có: Giới thiệu về nguyên liệu, các quá trình biến đổi sinh học trong sản xuất sữa chua, Chọn và thuyết minh dây chuyền, cân băng vật chất, tính toán và chọn thiết bị.
Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn ngun liệu sữa tươi / năm LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay ngành thực phẩm nói chung và chế biến sữa nói riêng đang phát triển mạnh ở nước ta, đặc biệt là vào thời điểm nước ta vừa gia nhập WTO. Hiện tại, ở nước ta cũng có vài nhà máy sữa, tuy có nhưng với số lượng ít nên chưa đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong cả nước, bởi thế mà nước ta vẫn phải nhập khẩu sản phẩm từ nước ngồi về, đồng thời chất lượng sản phẩm ở trong nước còn thấp. Ngồi giá trị dinh dưỡng cao, trong sữa còn có rất nhiều chất cần thiết cho cơ thể như là các axit amin khơng thay thế, muối khống,… Người ta đã biết dùng sữa vào nhiều mục đích khác nhau như để chữa các bệnh về đường ruột, giải độc, Theo dự đốn của các chun gia, khoảng 3 năm nữa thị trường sữa chua phát triển như sữa tươi hiện giờ. Còn theo thơng tin được cơng bố tại hội thảo "Ứng dụng cơng nghệ cao và phát triển bền vững sữa tươi sạch tại Việt Nam" thì thị trường sữa chua (sữa chua ăn và sữa chua uống) đạt xấp xỉ 245 nghìn tấn, tương đương 10,5 nghìn tỷ đồng năm 2013. Trong tương lai khơng xa, đến năm 2017 con số này ước tính sẽ tăng lên 500 nghìn tấn, tương đương hơn 25 nghìn tỷ đồng Từ thực tế trên, trong những năm gần đây nhà nước đã tổ chức khai thác tiềm năng và phát triển đàn bò sữa theo hình thức quốc doanh kết hợp với quy mơ nhỏ trong các hộ nông dân dựa trên các điều kiện ở địa phương, các giống bò nhập từ nước ngồi và tiến hành xây dựng các nhà máy chế biến sữa chua uống Là một sinh viên cơng nghệ sinh học, tôi chọn đề tài: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi / năm Các số liệu Sữa tươi có tổng chất khơ 13,5% trong đó 3,5% chất béo SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn ngun liệu sữa tươi / năm Sản phẩm sữa chua uống ít béo có 5% đường MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi / năm DANH SÁCH HÌNH ẢNH SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi / năm DANH SÁCH SƠ ĐỒ SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi / năm SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi / năm Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU A. GIỚI THIỆU VỀ NGUN LIỆU 1.1 Sữa tươi [01] Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, trong sữa có đầy đủ các chất cần thiết cho cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể, cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất cao. Trong sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng như: chất béo, đường lactoza, các vitamin, chất khống, các enzym, … Ngồi ra trong sữa còn có đầy đủ các acid amin khơng thay thế. Đây là các acid amin rất cần thiết cho cơ thể. Có thể nói khơng một loại thực phẩm nào có đầy đủ các thành phần và số lượng các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể như sữa 1.1.1 Tính chất vật lí của sữa tươi [01, tr. 12] Sữa là một chất lỏng màu trắng đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, hơi ngọt Sữa thường có những đặc điểm và tính chất sau: Nhiệt dung riêng: 0,933 0,954 ( cal/g.ºC) Tỷ trọng riêng: 1,028 1,036 (g/cm3) Nhiệt độ đông đặc: 0,54 – 0,59 (ºC) pH:6,5 6,6 SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi / năm Độ chua: 1518(oD) Sức căng bề mặt ở 200ºC: 50 (dynes/cm) Thế oxy hóa khử: 0,1 0,2 (V) Độ dẫn điện: 0,004 0,005 (1/ohm.cm) 1.1.2 Thành phần hóa học và cấu trúc của sữa tươi [01, tr. 15] Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một thể keo gồm các tiểu cầu béo (đường kính từ 35 µm) và các mixen protein (đường kính gần 0,1 µm trong pha phân tán là nước) Nước: là thành phần lớn nhất và quan trọng nhất chiếm tỉ lệ 9/10 của thành phần sữa, còn lại là tổng các chất khơ (chiếm 125130 g/l sữa) Bảng 1.1: Bảng tóm tắt thành phần hóa học trung bình của một lít sữa bò: I.Thành phần tạo hình hay cung cấp năng lượng 900910g Nước II.Các chất xúc tác sinh học (không định l3545g ượng hay trạng thái vết) Các sắc tố enzym – vitamin III.Các loại khí hòa tan Khí cacbonic, oxy, nitơ (4 5% thể tích của sữa ra khỏi vú) SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi / năm 1.1.3 Các chất chứa Nito trong sữa tươi [01] Protein trong sữa là chất đạm hồn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các acid amin đặc biệt là các acid amin khơng thay thế. Các acid amin chủ yếu có mặt trong sữa tính theo % chất khơ như sau: Bảng 1.2: Các chất chứa nito trong sữa tươi Alanin 3% Prolin 11,3% Phenylamin 5% Valin 7,2% Cystin và cystein 0,34% Methionin 2,8% Lơxin 9,2% Serin 6,3% Treonin 4,9% Izoloxin 6,1% Tryptophan 1,7% Arginin 4,1% Histidin 3,1% Lysin 8,2% Acidasparti c 7,1% Acid glutami c 22,4% Tyrosin 6,3% *Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm: Cazein toàn phần chứa: 2629 g/l Lactoglobulin: 2629 g/l Lactalbumin: 2,4 4 g/l Imunoglobulin: 0,8 1,5g/l Và một số thành phần khác: SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn ngun liệu sữa tươi / năm Trong các thành phần trên, cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của sữa.Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 ÷200 mm và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng như keo có màu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ q trình axit hố sữa đến pH đẳng điện (pH = 4,6) Ðiều quan tâm trong cơng nghệ chế biến sữa về thành phần cazein là sự khơng đồng nhất của các thành phần cazein, vì trong cazein có a, b, l cazein. a cazein chiếm 60% cazein tồn phần, bcazein chiếm 30% cazein tồn phần, l º cazein chiếm 410% cazein tồn phần. Khi nhiệt độ vượt q 7580 C có sự biến tính của canxi phosphocazeinat bởi vì một phần muối canxi hồ tan chuyển thành canxi riphosphat hơng hồ tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixen phosphocazein và các muối khống hồ tan 1.1.4 Đường Lactoza trong sữa tươi [01] Đường lactoza trong sữa có hàm lượng trung bình 50 g/l và tồn tại dưới hai dạng α, βlactoza Khi thủy phân lactoza cho ra một phân tử đường glucoza và một phân tử đường galactoza theo phương trình tổng quát: C H O 12 22 + H O 11 C H O + C H O 12 6 12 Lactoza là gluxit thuộc nhóm diholozit Trong sữa, đường lactoza ln ở trạng thái hòa tan. Những đặc điểm về khả năng hòa tan và kết tinh của nó rất quan trọng cho phép áp dụng trong cơng nghiệp chế biến sữa cơ đặc có đường. Cơ chế của sự kết tinh đường lactoza có ích lớn trong cơng nghiệp sữa cơ đặc có đường. Đường lactoza là một gluxit ít hòa tan hơn đường sacaroza là đường được sử dụng để bổ sung vào trong sữa cơ đặc. Khi người ta làm lạnh sản phẩm này, đường lactoza ban đầu sẽ ở trạng thái SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn ngun liệu sữa tươi / năm dung dịch q bão hòa rồi sau đó kết tinh. Sự kết tinh đường này ảnh hưởng đến chất lượng của sữa cơ đặc. Nếu xảy ra sự hình thành các tinh thể lớn, sản phẩm có cấu trúc như dạng cát và khơng thích hợp. Ngược lại, nếu sự kết tinh đường lactoza xảy ra dưới dạng hình thành các tinh thể nhỏ (kích thước hạt kết tinh nhỏ hơn 0,01 mm), sữa cơ đặc tồn tại dưới dạng một cấu trúc và độ bền chắc mong muốn. Điều kiện này được hình thành trong q trình tạo mầm tinh thể. Với hiệu quả này, cần phải giữ sữa cơ đặc ở trạng thái q bão hòa thích hợp và khơi màu sự kết tinh nhờ bột sữa hay mầm kết tinh nhỏ của đường lactoza Đường lactoza của sữa rất nhạy cảm bởi nhiệt. Nhiệt độ từ 110130ºC xảy ra dạng mất nước của tinh thể đường. Trên 150ºC ta nhận được màu vàng và ở 170ºC màu nâu đậm hình thành bởi q trình caramen hóa. Tuy nhiên ở trong sữa, người ta nhận thấy rằng sự xuất hiện màu vàng xảy ra ở nhiệt độ khơng cao lắm (