Đồ án: Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi/năm

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  (