Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam với năng suất 11600 lít sản phẩm ca và sữa cô đặc không đường với năng suất 13400 lít sản phẩm ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA TỪ SỮA BỘT GẦY GỒM DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT: SỮA CHUA UỐNG HƯƠNG CAM VỚI NĂNG SUẤT 11600 LÍT SẢN PHẨM/CA VÀ SỮA CÔ ĐẶC KHÔNG ĐƯỜNG VỚI NĂNG SUẤT 13400 LÍT SẢN PHẨM/CA Sinh viên thực hiện: Trần Thị Tuyết Phi Số thẻ SV: 107150106 Lớp: 15H2A Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương cam với suất 11600 lít sản phẩm/ca sữa đặc khơng đường với suất 13400 lít sản phẩm/ca” Sinh viên thực hiện: Trần Thị Tuyết Phi Số thẻ SV: 107150106 Lớp: 15H2A Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm có chương: Chương 1: Lập luận kinh tế: Tìm hiểu cần thiết xây dựng nhà máy chọn địa điểm xây dựng nhà máy, tìm hiểu đặc điểm thiên nhiên, đặc điểm vùng nguyên liệu, mạng lưới đường giao thông, thị trường tiêu thụ, hợp tác hóa nhân cơng lao động nhà máy Chương 2: Tổng quan nguyên liệu sản phẩm: Tìm hiểu đặc điểm, tính chất nguyên liệu sản phẩm Chương 3: Chọn thuyết minh quy trình cơng nghệ: Đưa sở lựa chọn quy trình cơng nghệ, sơ đồ quy trình cơng nghệ thuyết minh quy trình Chương 4: Cân vật chất: Đưa kế hoạch sản xuất tính cân vật chất Chương 5: Tính chọn thiết bị Chương 6: Tính cân nhiệt – – nước: Tính lượng nhiệt, lượng hơi, lượng nước dùng sản xuất sinh hoạt Chương 7: Tính tổ chức xây dựng nhà máy Chương 8: Kiểm tra sản xuất đánh giá chất lượng sản phẩm Chương 9: An toàn lao động vệ sinh nhà máy ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA: HÓA NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Thị Tuyết Phi Số thẻ sinh viên: 107150106 Lớp: 15H2A Khoa: Hóa Tên đề tài đồ án: Ngành: Cơng nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm dây chuyền sản xuất: - Sữa chua uống hương cam với suất 11600 lít sản phẩm/ca - Sữa đặc khơng đường với suất 13400 lít sản phẩm/ca Ðề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban dầu: - Nguyên liệu sữa bột gầy có hàm lượng chất khơ 98%, hàm lượng chất béo 0,5% - Sản phẩm sữa chua uống hương cam có hàm lượng chất khơ 17%, hàm lượng chất béo 3% hàm lượng đường 5% - Sản phẩm sữa đặc khơng đường có hàm lượng chất khơ 35% hàm lượng chất béo 8% Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Mở đầu Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật Chương 2: Tổng quan nguyên liệu sản phẩm Chương 3: Chọn thuyết minh quy trình Chương 4: Tính cân vật chất Chương 5: Tính chọn thiết bị Chương 6: Tính cân nhiệt – – nước Chương 7: Tính tổ chức xây dựng nhà máy Chương 8: Kiểm tra sản xuất - Đánh giá chất lượng thành phẩm Chương 9: An toàn lao động - Vệ sinh nhà máy Kết luận Tài liệu tham khảo Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thuớc vẽ ): Bản vẽ số 1: Sơ đồ kĩ thuật quy trình cơng nghệ (A0) Bản vẽ số 2: Mặt phân xưởng sản xuất (A0) Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất Bản vẽ số 4: Sơ đồ bố trí đường ống - nước (A0) (A0) Bản vẽ số 5: Tổng mặt nhà máy (A0) Họ tên nguời huớng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Đà nẵng, ngày… tháng … năm 2019 Trưởng Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm Người hướng dẫn PGS TS Đặng Minh Nhật TS Mạc Thị Hà Thanh LỜI CÁM ƠN Lời em xin chân thành cám ơn tồn thể thầy Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung thầy giáo Khoa Hóa nói riêng dạy dỗ truyền đạt cho em nhiều kiến thức bổ ích học kinh nghiệm quý báu, thầy nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho em hồn thành khóa học trường Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến Mạc Thị Hà Thanh tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Những điều dạy giúp em có thêm nhiều kiến thức lý thuyết chuyên sâu kiến thức thực tế việc thiết kế, vận hành sản xuất nhà máy sữa Tiếp em gửi lời cám ơn đến bạn nhóm đồ án tốt nghiệp cô Mạc Thị Hà Thanh hướng dẫn giúp em kiểm tra lỗi sai chia sẻ kiến thức trình thực Do cịn nhiều hạn chế kiến thức chun mơn kinh nghiệm thực tế nên đồ án em khơng tránh khỏi thiếu sót nên mong thầy đóng góp ý kiến để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cám ơn Chúc cô thầy cô giáo Khoa Hóa dồi sức khỏe thành cơng nghiệp Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Trần Thị Tuyết Phi i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết tính toán đồ án tốt nghiệp trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Các thông tin thiết bị trích dẫn xác từ tài liệu nêu mục tài liệu tham khảo với thích cụ thể Bố cục trình bày thuyết minh, vẽ giấy tờ quy định thực theo quy định nhà trường Đà nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực Trần Thị Tuyết Phi ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Lời cám ơn i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh sách hình vẽ bảng viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT 1.1 Vị trí 1.2 Khí hậu 1.3 Hệ thống giao thông nội 1.4 Nguồn cung cấp nguyên liệu .3 1.5 Nguồn cung cấp điện 1.6 Cấp thoát nước 1.7 Nguồn nhân công 1.8 Hệ thống thông tin liên lạc dịch vụ 1.9 Thị trường tiêu thụ 1.10 Sự hợp hóa .4 1.11 Kết luận CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 2.1 Tổng quan nguyên liệu .6 2.1.1 Nguyên liệu 2.1.2 Nguyên liệu phụ 14 2.2 Tổng quan sản phẩm 20 2.2.1 Sữa chua uống hương cam 20 2.2.2 Sữa đặc không đường 23 2.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ sản phẩm sữa chua uống hương cam sữa đặc không đường nước 24 2.3.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ Việt Nam 24 2.3.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ giới 25 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 27 3.1 Chọn phương án thiết kế 27 3.2 Quy trình cơng nghệ 27 iii 3.3 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 30 3.3.1 Thuyết minh công đoạn chung cho cho hai dây chuyền sản xuất 30 3.3.2 Thuyết minh cơng đoạn quy trình sản xuất sữa chua uống hương cam 33 3.3.3 Thuyết minh công đoạn quy trình sản xuất sữa đặc khơng đường 36 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 39 4.1 Kế hoạch sản xuất nhà máy 39 4.1.1 Năng suất nhà máy 39 4.1.2 Phân tích kế hoạch sản xuất 39 4.2 Tính cân vật chất 41 4.2.1 Các công đoạn quy trình sản xuất sữa chua uống hương cam 41 4.2.2 Các cơng đoạn quy trình sản xuất sữa cô đặc không đường 45 4.2.3 Các cơng đoạn chung hai quy trình 48 4.3 Tính tỉ trọng sữa qua cơng đoạn 51 4.3.1 Tỉ trọng sữa công đoạn sữa chua uống hương cam 51 4.3.2 Tỉ trọng sữa công đoạn sữa cô đặc không đường 51 4.3.3 Tỉ trọng sữa dây chuyền chung 52 4.4 Tính tốn bao bì 52 4.4.1 Sữa chua uống hương cam 52 4.4.2 Sữa cô đặc không đường 52 4.5 Bảng tổng kết 53 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 55 5.1 Các thiết bị dùng quy trình sản xuất sữa chua uống hương cam sữa đặc không đường 55 5.2 Tính chọn tốn thiết bị 56 5.3 Tính chọn thiết bị dây chuyền chung 56 5.3.1 Silo chứa sữa nguyên liệu 56 5.3.2 Máy dò kim loại 58 5.2.3 Phễu định lượng sữa bột gầy 58 5.3.4 Thiết bị gia nhiệt nước phối trộn 59 5.3.5 Thiết bị phối trộn chân không 59 5.3.6 Bồn phối trộn tuần hoàn 60 5.3.7 Thiết bị lọc 60 5.3.8 Thiết bị gia nhiệt sữa trùng, làm nguội 61 5.3.9 Thiết bị khí chân khơng 61 5.3.10 Thiết bị đồng hóa 62 5.3.11 Thiết bị trùng làm nguội 62 iv 5.4 Tính chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam 63 5.4.1 Bể hoạt hóa 63 5.4.2 Bồn lên men 64 5.4.3 Bể phối trộn sữa chua 64 5.4.4 Thiết bị nghiền đường 65 5.4.5 Thiết bị đồng hóa sữa chua 65 5.4.6 Thiết bị tiệt trùng làm nguội UHT dạng ống lồng ống 66 5.4.7 Bồn chờ rót sữa chua 66 5.4.8 Thiết bị rót ghép mí vơ trùng sữa chua uống 67 5.4.9 Máy đóng thùng carton sữa chua uống 68 5.5 Tính chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường 68 5.5.1 Thiết bị cô đặc chân không nhiều nồi 68 5.5.2 Thiết bị đồng hóa sữa đặc 69 5.5.3 Bể phối trộn 69 5.5.4 Thiết bị tiệt trùng làm nguội UHT dạng ống lồng ống 70 5.5.5 Bồn chờ rót sữa đặc 71 5.5.6 Thiết bị rót ghép mí vơ trùng sữa đặc 71 5.5.7 Máy đóng thùng carton sữa cô đặc 72 5.6 Các thiết bị phụ 72 5.6.1 Silo chứa đường 72 5.6.2 Gàu tải vận chuyển đường saccharose 73 5.6.3 Cách tính thùng chứa 73 5.6.4 Thùng chứa sữa sau phối trộn tuần hoàn 74 5.6.5 Thùng chứa AMF sau đun nóng 75 5.6.6 Thùng chứa sữa sau trùng làm nguội cho sữa chua uống 75 5.6.7 Thùng chứa sữa sau trùng làm nguội cho sữa cô đặc không đường 75 5.7 Chọn bơm 76 5.7.1 Bơm ly tâm vận chuyển sữa 76 5.7.2 Bơm thể tích vận chuyển chất độ nhớt cao 76 5.8 Chọn băng tải 76 5.8.1 Băng tải vận chuyển hộp sữa chua uống 180 ml từ thiết bị rót ghép mí vơ trùng đến thiết bị đóng thùng carton 76 5.8.2 Băng tải vận chuyển thùng carton sữa chua uống từ thiết bị đóng thùng đến kho thành phẩm 77 5.8.3 Băng tải vận chuyển hộp sữa cô đặc khơng đường 980 ml từ thiết bị rót ghép mí vơ trùng đến thiết bị đóng thùng carton 77 v 5.8.4 Băng tải vận chuyển thùng carton sữa chua uống từ thiết bị đóng thùng đến kho thành phẩm 78 5.9 Tổng kết thiết bị sử dụng 79 CHƯƠNG 6: TÍNH CÂN BẰNG HƠI – NHIỆT – NƯỚC 81 6.1 Tính 81 6.1.1 Cân nhiệt 82 6.1.2 Thiết bị chứa sau phối trộn tuần hoàn 82 6.1.3 Gia nhiệt, trùng làm nguội 82 6.1.4 Bồn hoạt hóa giống 82 6.1.5 Bồn lên men 82 6.1.6 Bồn phối trộn sữa chua 82 6.1.7 Thiết bị tiệt trùng UHT cho sữa chua 82 6.1.8 Thiết bị cô đặc 82 6.1.9 Thiết bị tiệt trùng UHT cho sữa cô đặc 83 6.2.Tính nước 84 6.2.1 Cấp nước 84 6.2.2 Thoát nước 88 6.3 Tính nhiên liệu 88 CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 89 7.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 89 7.2 Chế đồ làm việc 89 7.3 Tính nhân 89 7.3.1 Bộ phận lao động gián tiếp 89 7.3.2 Bộ phận lao động trực tiếp 90 7.4.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy 106 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM 107 8.1 Mục đích 107 8.2 Kiểm tra nguyên liệu đầu vào 108 8.3 Kiểm tra công đoạn trình sản xuất 109 8.4 Kiểm tra thành phẩm 111 CHƯƠNG 9: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 112 9.1 An toàn lao động 112 9.1.1 Những nguyên gây tai nạn nhà máy 112 9.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động 112 9.1.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 113 9.2 Vệ sinh xí nghiệp 114 vi [19] Sữa chua uống hương cam: “https://suachobeyeu.vn/san-pham/sua-chua-uongtiet-trung-th-true-yogurt-huong-cam-tu-nhien-180ml.html ,ngày truy cập 5/9/2019.” [20] Sữa đặc không đường: “Sữa đặc không đường: https://www.bachhoaxanh.com/kinh-nghiem-hay/cac-loai-sua-dac-khongduong-danh-cho-nguoi-an-kieng-1209831.” [21] Tình hình tiêu thụ Việt nam: “https://vncs.com/data/data/anhpnh/files/B%C3%A1o%20c%C3%A1o%20CTCP%20S% E1%BB%AEA%20VI%E1%BB%86T%20NAM(HSX%20-%20VNM)Update%20Q3_2018.pdf.” [22] Tình hình tiêu thụ Thế giới: “https://www.mard.gov.vn/Pages/san-luong-suatoan-cau-du-kien-se-tang-35-vao-nam-2030.aspx , truy cập ngày 15/9/2019.” [23] Trần Xoa, Phạm Văn Toản, Đinh Văn Huỳnh, Phan Trọng Thơm, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất - Tập 2, NXB Khoa Học Kĩ Thuật Hà Nội [24] Silo chứa: https://bangtaihaitin.com/san-pham/sillo-chua-130.html, truy cập 22/11/2019 [25] Phễu định lượng: https://www.palamaticprocess.vn/may-moc-cong-nghiep/candinh-luong-truc-vit, truy cập ngày 22/11/2019 [26] Bồn cấy men: http://www.congnghevotrung.com/be%cc%89-len-men-jimeivie%cc%a3t-nam/ , Truy cập ngày 15/10/2019 [27] Thiết bị nghiền đường: https://muabantudong.com/gianhang/hoathanh/sanpham/san-xuat-cong-nghiep/may-nghien-bot-thuc-pham-may-nghien-duongmay-nghien-bot-duoc-pham-may-nghien-bot-ngu-coc-b15373.php , Truy cập ngày 15/10/2019 [28] Tiệt trùng UHT: https://www.alibaba.com/product-detail/Uht-Tube-SterilizerMachine-ForMilk_60755973604.html?spm=a2700.7724838.2017115.338.171f6390x6pzTO , Truy cập ngày 15/10/2019 [29] Thiết bị chiết rót vo trùng: http://www.congnghevotrung.com/jmb-8000/ , Truy cập ngày 15/10/2019 [30] Thiết bị đóng thùng: http://maydongthung.vn/san-pham/may-dong-thungcarton-tu-dong-apl-css04 , Truy cập ngày 15/10/2019 [31] Thiết bị cô đặc: http://www.ptmaycongnghiep.com/default.asp?prod=7&view=81 , Truy c ập ngày 15/10/2019 [32] Bồn phối trộn: http://vietnamese.drinkprocessing.com/sale-8276486-300l2000l-bottom-shearing-emusification-tank-for-sugar-melting-tank-powderdissolving-tank.html , Truy cập ngày 15/10/2019 [33] Thiết bị rót ghép vơ trùng sữa đặc: http://www.congnghevotrung.com/jmb2000/ , Truy cập ngày 15/10/2019 [34] Thiết bị đóng thùng sữa đặc: http://www.congnghevotrung.com/may-dongthung-carton-wrap-around/ , Truy cập ngày 15/10/2019 [35] Bơm ly tâm: https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/food-gradestainless-steel-ss304-centrifugal-milk-pump-with-c-type-tri-clamp-hose- [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] coupling-fittings60650864898.html?spm=a2700.md_vi_VN.maylikeexp.2.1ef71b23AO5npX , Truy cập ngày 15/10/2019 Bơm thể tích: http://www.vhk.com.vn/san-pham/bom-thuy-luc/bom-banhrang-omfb-645.html , Truy cập ngày 15/10/2019 Băng tải xích nhựa:https://huynhphuongautomation.com/bang-tai-xich-nhua/ , Truy cập ngày 15/10/2019 Băng tải vận chuyển thùng: http://bangtai-vn.com/san-pham/bang-tai-thungcarton , truy cập ngày 19/11/2019 Lò hơi: https://dichvulohoi.com/san-pham/lo-hoi-noi-hoi-dien/ , Truy cập ngày 15/11/2019 Phan Hoàng Đạt (2008), Hướng dẫn vận hành xử lý nước thải, Công ty Dutch Lady Hà Nam, Hà Nam Thiết bị trao đổi nhiệt: https://titania.com.vn/thiet-bi-trao-doi-nhiet-dang-tam/ ngày truy cập 15/10/2019 https://mqflavor.com/product/huong-lieu-thuc-pham-huong-cambot/#lg=1&slide=1 , ngày truy cập 10/9/2019 Máy dò kim loại: http://www.mesutronic.com.vn/vn/san-pham/may-tach-kimloai-quicktron-05a.html , ngày truy cập 15/10/2019 Thiết bị phối trộn chân không: https://productxplorer.tetrapak.com/processing/equipment/tetra-pak-highshear-mixer , ngày truy cập 15/10/2019 Thiết bị lọc sữa: https://www.qubik.co.nz/products/milking-systems/milkfilters , Truy cập ngày 15/10/2019 Thiết bị khí chân khơng: http://ifoodvietnam.com/san-pham/may-bai-khichan-khong/ , Truy cập ngày 15/10/2019 Máy đồng hóa: http://www.congnghevotrung.com/homogenizer/ , Truy c ập ngày 15/10/2019 Bồn lên men: http://www.congnghevotrung.com/bon-len-men/ , Truy cập ngày 15/10/2019 Bồn chờ rót vơ trùng: https://productxplorer.tetrapak.com/processing/equipment/tetra-pak-aseptictank-vd , Truy cập ngày 15/10/2019 PHỤ LỤC 1.1 Thiết bị chứa sau phối trộn tuần hoàn Thiết bị chứa sau phối trộn tuần hoàn T1 = 25(0 C), G =28,468 - T2= 45(0C), G2=28,041 T = 25(0C), G =28,468 1 Lượng nhiệt nước mang vào: D λ (kJ/h) Với: D lượng nước cần cung cấp (kg/h) riêng nước (kJ/kg) λ nhiệt lượng T1= 25( C), G1=28,468 o Áp suất làm việc 0,15 at  t T2 = 45(0 C), G =28,041 T2= 45(0C), G2=28,041 λ = 2596 (kJ/kg) [23] - Lượng nhiệt sữa mang vào: G1 C1 t đ (kJ/h) T2= 45(0C), G2=28,041 Lượng sữa G 10C), = 28,468 (tấn/ca) = 3558,500 (kg/h) T đầu: = 25( G =28,468 = 53,6 oC Nhiệt độ đầu sữa, t đ = 25o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 25o C có hàm lượng chất khơ K = 12,458%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 25o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) [23] C1 =0,9989  (1 – 12,458%) + 0,35  12,458% = 1,018 (kcal/kgo C) Do đó: G C1 t đ = 3558,500 ×1,018 × 4,1803 × 25 = 378583,958 (k J/h) - Lượng nhiệt cần dùng để làm nóng nồi: Q1 = KF Δt (kJ/h) Hệ số truyền nhiệt: K= 1 δ1 δ2 + + + α1 λ1 λ α (kcal/m2 ho C) [23] Giả sử thiết bị làm Inox không gỉ dày δ1 = mm lớp bảo ôn dày δ = 50 mm Hệ số cấp nhiệt từ tới inox: α1 = 2000 (kcal/m2 ho C) Hệ số cấp nhiệt từ lớp bảo ơn khơng khí: α = (kcal/m2 ho C) Hệ số dẫn nhiệt inox: λ1 = 40 (kcal/m2 ho C) Hệ số dẫn nhiệt lớp bảo ôn: λ = 0,4 (kcal/m2 ho C)  K= = 4,224 (kcal/m2 ho C) = 17,685 (kJ/m2 ho C) 5×103 0,05 + + + 2000 40 0,4 Diện tích bề mặt truyền nhiệt diện tích tồn phần hình trụ có kích thước D H = 1,54  1,8 (m) F = 2π Phụ lục D D2 1,54 1,542 × H + 2π = 2π × 1,8 + 2π = 12,434 (m2 ) 4 Hiệu số nhiệt độ trung bình: Δt d -Δt c (o C) Δt= Δt d 2,303lg Δt c Nhiệt độ nồi tăng từ 25o C lên 45o C Nhiệt độ 53,6o C nước ngưng 50o C  Δt d =53,6-25=28,6o C Δt c =50-45=5o C  Δt = 28,6-5 = 13,530o C 28, 2,303×lg Q1 = 28,468  12,434  13,530 = 4789,229 (kJ/h) - Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: DC θ (kJ/h) Chọn nhiệt độ nước ngưng nhiệt độ hơi: θ = 50o C Do đó: Nhiệt dung riêng nước ngưng 50o C: C = 4,174 (kJ/kgo C) Lượng nhiệt sữa mang ra: G C2 t c (kJ/h) Lượng sữa sau lên men: G = 28,041 (tấn/ca) = 3505,125(kg/h) - Nhiệt độ sau sữa, t c = 45o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 45o C có hàm lượng chất khô K = 12,751%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 45o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C2 =0,9989  87,249% + 0,35  12,751% = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C2 t c = 3505,125 × 0,916 × 4,1868 × 45 = 604914,108 (k J/h) Lượng nhiệt giữ dịch sữa 45o C 40 phút , giả sử phút nhiệt độ giảm 1o C: - Q = G C2 × × 40 = 806552, 144 (k J/h) Lượng nhiệt tổn thất môi trường: 3%  (D λ + G1 C1 t đ ) (kJ/h) Phương trình cân nhiệt: D λ + G1 C1 t đ = Q1 + Q2 + DC θ + G2 C2 t c + 3%  (D λ + G C1 t đ) - Q1 + Q + G C t c -97% G1C1t đ 97% λ - Cθ 4789,229+806552,144+604914,108 - 97% × 378583,958 = = 454,239 (kg/h) 0,97×2596 - 4,174×50 1.2 Gia nhiệt trùng 1.2.1 Gia nhiệt - Lượng nhiệt sữa nóng từ trùng mang vào: G C4 T4 (kJ/h) Lượng sữa đầu: G = 27,346 (tấn/ca) = 3418,25 (kg/h) Nhiệt độ đầu dịch: T4 Do đó: G C4 t = 3418,25 T4 - Lượng nhiệt dịch sữa cần gia nhiệt mang vào: G C2 t (kJ/h) D = Phụ lục Lượng sữa đầu: G = 27,901(tấn/ca) = 3487,625 (kg/h) Nhiệt độ đầu dịch, chọn t = 40o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 40o C có hàm lượng chất khơ K = 12,751%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 40o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) [23] C2 =0,9989  0,872 + 0,35  0,1275 = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C2 t = 3487,625× 0,916× 4,1868 × 40 = 535016,853 (k J/h) - Lượng nhiệt dịch sữa mang ra: G 22 C22 t22 (kJ/h) Lượng sữa sau gia nhiệt: G22 = 27,346(tấn/ca) = 3401,25 (kg/h) Nhiệt độ sau dịch: t 22 = 65o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 65o C có hàm lượng chất khơ K = 12,8%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,00007(kcal/kgo C) 65o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C22 = 1,00007  0,872 + 0,35  0,128 = 0,917 (kcal/kgo C) Do đó: G 22 C22 t22 = 3401,25× 0,917× 4,1868 × 65 = 848796,270 (k J/h) Lượng nhiệt dịch sữa mang ra: G 42 C42 t42 (kJ/h) Lượng sữa sau gia nhiệt: G42 = 27,210 (tấn/ca) = 3418,25 (kg/h) - Nhiệt độ sau dịch: t 42 = 65o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 65o C có hàm lượng chất khô K = 12,8%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,00007(kcal/kgo C) 65o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C42 = 1,00007  0,872 + 0,35  0,128 = 0,917 (kcal/kgo C) [23] Do đó: G 42 C42 t42 = 3418,25 × 0,917× 4,1868 × 65 = 853038,692 (k J/h) Lượng nhiệt tổn thất môi trường: 3%  (G4 C4 t + G C2t 2) (kJ/h) Phương trình cân nhiệt: G4 C4 t + G2 C2 t2= G 42 C42t42+ G22C22 t22+ 3%  (G C4 t 4+ G2 C2t 2) -  t = 92,92 (0C) 1.2.2 Thanh trùng - Lượng nhiệt nước mang vào: D λ (kJ/h) Với: D lượng nước cần cung cấp (kg/h) λ nhiệt lượng riêng nước (kJ/kg) Áp suất làm việc 2,95 at  t o = 132o C λ = 2729 (kJ/kg) [23] Lượng nhiệt dịch sữa mang vào: G C3 t (kJ/h) Lượng sữa đầu: G = 27,346 (tấn/ca) = 3418,25 (kg/h) - Nhiệt độ đầu dịch, t đ = 65o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 65o C có hàm lượng chất khơ K = 12,8%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,00007 (kcal/kgo C) 60o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) [23] Phụ lục C3 =1,00007  0,872 + 0,35  0,128 = 0,917 (kcal/kgo C) Do đó: G C3 t = 3418,25× 0,917× 4,1868 × 60 = 787420,331 (k J/h) - Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: DC θ (kJ/h) Chọn nhiệt độ nước ngưng: θ = 100o C Nhiệt dung riêng nước ngưng 100o C: C = 4,218 (kJ/kgo C) - Lượng nhiệt dịch sữa mang ra: G C4 t (kJ/h) Lượng sữa sau trùng: G4 = 27,210 (tấn/ca) = 3401,25 (kg/h) Nhiệt độ sau dịch: t = 95o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 95o C có hàm lượng chất khơ K = 12,8%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,00626 (kcal/kgo C) 95o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) [23] C4 = 1,00626  0,872 + 0,35  0,128 = 0,922 (kcal/kgo C) Do đó: G C4 t = 3401,25× 0,922× 4,1868 × 95 = 1247312,563 (k J/h) - Lượng nhiệt giữ dịch sữa 95o C phút, giả sử phút nhiệt độ giảm 1o C: 1 = 13129,606 (kJ/h) - Lượng nhiệt tổn thất môi trường: 5%  (D λ + G C1 t đ ) (kJ/h) Phương trình cân nhiệt: D λ + G1 C1 t đ = Q + DC θ + G C2 t c + 5%  (D λ + G1 C1 t đ ) Q = G2 C2  D = Q + G C t c - 95% G1C1t đ = 251,423 (kg/h) 95% λ - Cθ 1.3 Hoạt hóa giống T1 = 40(0 C), G =0,616 Hoạt hóa giống T2 = 43(0 C), G =0,613 -T1=Lượng 40(0C), nhiệt Ghơi nước mang vào: D λ (kJ/h) T2= 43( C), G2=0,613 1=0,616 Với: D lượng nước cần cung cấp (kg/h) λ nhiệt lượng riêng nước (kJ/kg) 0C), G =0,616 T2=(kJ/kg) 43(0C), G2=0,613 T 40(làm 1=hơi Áp suất việc10,15 at  t o = 53,6o C λ = 2596 [23] - Lượng nhiệt sữa mang vào: G C1 t đ (kJ/h) Lượng dịch đầu: G = 0,616 (tấn/ca) = 77 (kg/h) T = 40(0C), G =0,616 T2= 43(0C), G2=0,613 Nhiệt 1độ đầu sữa,1 t đ = 40o C Nhiệt dung riêng sữa 40o C có hàm lượng chất khơ K = 12,751%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 45o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) [23] C1 =0,9989  87,249% + 0,35  12,751% = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C1 t đ = 77 × 0,916 × 4,1868 × 40 = 11812,135 (k J/h) Phụ lục Lượng nhiệt cần dùng để làm nóng nồi: Q1 = KF Δt (kJ/h) Hệ số truyền nhiệt: K = 1 δ1 δ2 + + + α1 λ1 λ α (kcal/m2 ho C) Giả sử thiết bị làm inox không gỉ dày δ1 = mm lớp bảo ôn dày δ = 50 mm Hệ số cấp nhiệt từ tới inox: α1 = 2000 (kcal/m2 ho C) Hệ số cấp nhiệt từ lớp bảo ôn khơng khí: α = (kcal/m2 ho C) Hệ số dẫn nhiệt inox: λ1 = 40 (kcal/m2 ho C) Hệ số dẫn nhiệt lớp bảo ôn: λ = 0,4 (kcal/m2 ho C) [23]  K= = 4,224 (kcal/m2 ho C) = 17,685 (kJ/m2 ho C) 5×103 0,05 + + + 2000 40 0,4 Diện tích bề mặt truyền nhiệt diện tích tồn phần hình trụ có kích thước D H = 0,5  0,95 (m) 𝐷 F = 𝜋 ×H+ 𝜋 𝐷×𝐷 =2𝜋 0,5 ×0,95+ 𝜋 0,5×0,5 =2,913 (m2 ) Hiệu số nhiệt độ trung bình: Δt= Δt d -Δt c (o C) Δt d 2,303lg Δt c Nhiệt độ nồi tăng từ 25o C lên 43o C Nhiệt độ 53,6o C nước ngưng 50o C  Δt d =53,6-25=28,6o C ∆t c = 50-43=70 C => ∆t = 15,344 C Do Q = 17,685  2,913  15,344 = 790,468 (kJ/h) - Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: DC θ (kJ/h) Chọn nhiệt độ nước ngưng nhiệt độ hơi: θ = 50o C Nhiệt dung riêng nước ngưng 50o C: C = 4,174 (kJ/kgo C) - Lượng nhiệt sữa mang ra: G C2 t c (kJ/h) Lượng sữa men sau hoạt hóa: G = 0,613(tấn/ca) = 76,625(kg/h) Nhiệt độ sau sữa, t c = 43o C Nhiệt dung riêng sữa 43o C có hàm lượng chất khơ K = 12,751%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 43o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C2 =0,9989  87,249% + 0,35  12,751% = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C2 t c = 76,625× 0,916 × 4,1868 × 43 = 12636,204(k J/h) - Phụ lục Lượng nhiệt giữ dịch sữa 43o C giờ, giả sử phút nhiệt độ giảm 1o C: 1 1 60 = G C2  = 3526,383 (kJ/h) Q2 - Lượng nhiệt tổn thất môi trường: 3%  (D λ + G1 C1 t đ ) (kJ/h) Phương trình cân nhiệt: D λ + G1 C1 t đ = Q1 + Q2 + DC θ + G2 C2 t c + 3%  (D λ + G C1 t đ) Q1 + Q + G C t c -97% G1C1t đ 97% λ - Cθ 790,468 +3526,383+12636,204 - 97% × 11812,135 = = 2,379 (kg/h) 0,97×2596 - 4,174×50 1.4 Lên men D = Lên men T1 = 45(0 C), G =12,249 T2 = 45(0 C), G =12,127 - Lượng nhiệt nước mang vào: D λ (kJ/h) Bồn lên men Với: D lượng nước cần cung cấp (kg/h) T2= 45(0C), G2=12,127 nhiệt 0C), lượng riêng nước (kJ/kg) λ là45( T1= G1=12,249 Áp suất làm việc 0,15 at  t o = 53,6o C λ = 2596 (kJ/kg) [23] Bồn lên men T2= 45(0C), G2=12,127 - Lượng nhiệt sữa mang vào: G C1 t đ (kJ/h) 0C),GG Lượng T1=sữa 45(đầu: 12,249 (tấn/ca) = 1531,125 (kg/h) 1= 1=12,249 Nhiệt độ đầu sữa, t đ = 45o C Bồn lên men T2= 45(0C), G2=12,127 Nhiệt dung riêng dịch sữa 45o C có hàm lượng chất khơ K = 12,751%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 45o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C1 =0,9989  87,249% + 0,35  12,751% = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C1 t đ =1531,125 ×0,916 × 4,1868 × 45 = 264241,393 (k J/h) - Lượng nhiệt cần dùng để làm nóng nồi: Hệ số truyền nhiệt: K = 1 δ1 δ2 + + + α1 λ1 λ α Q1 = KF Δt (kJ/h) (kcal/m2 ho C) [23] Giả sử thiết bị làm inox không gỉ dày δ1 = mm lớp bảo ôn dày δ = 50 mm Hệ số cấp nhiệt từ tới inox: α1 = 2000 (kcal/m2 ho C) Hệ số cấp nhiệt từ lớp bảo ơn khơng khí: α = (kcal/m2 ho C) Hệ số dẫn nhiệt inox: λ1 = 40 (kcal/m2 ho C) Hệ số dẫn nhiệt lớp bảo ôn: λ = 0,4 (kcal/m2 ho C)  K= = 4,224 (kcal/m2 ho C) = 17,685 (kJ/m2 ho C) 5×103 0,05 + + + 2000 40 0,4 Diện tích bề mặt truyền nhiệt diện tích tồn phần hình trụ có kích thước D  H = 1,18  2,55 (m) Phụ lục 𝐷 F = 𝜋 ×H+ 𝜋 𝐷×𝐷 =2𝜋 1,18 ×2,55+ 𝜋 1,18×1,18 =11,640 (m2 ) Hiệu số nhiệt độ trung bình: Δt= Δt d -Δt c (o C) Δt d 2,303lg Δt c Nhiệt độ nồi tăng từ 25o C lên 45o C Nhiệt độ 53,6o C nước ngưng 50o C  Δt d =53,6-25=28,6o C Δt c =50-45=5o C 28,6-5 = 13,530o C 28, 2,303×lg Do Q = 17,685  11,640  13,530 = 2785,197 (kJ/h) - Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: DC θ (kJ/h)  Δt = Chọn nhiệt độ nước ngưng nhiệt độ hơi: θ = 50o C Nhiệt dung riêng nước ngưng 50o C: C = 4,174 (kJ/kgo C) - Lượng nhiệt sữa mang ra: G C2 t c (kJ/h) Lượng sữa sau lên men: G = 12,127 (tấn/ca) = 1515,875(kg/h) Nhiệt độ sau sữa, t c = 45o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 45o C có hàm lượng chất khơ K = 12,751%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 45o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C2 =0,9989  87,249% + 0,35  12,751% = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C2 t c = 1515,875× 0,916 × 4,1868 × 45 = 261609,550 (k J/h) - Lượng nhiệt giữ dịch sữa 45o C giờ, giả sử phút nhiệt độ giảm 1o C: 1  60 Q = G C2  = 279050,187 (kJ/h) - Lượng nhiệt tổn thất môi trường: 3%  (D λ + G1 C1 t đ ) (kJ/h) Phương trình cân nhiệt: D λ + G1 C1 t đ = Q1 + Q2 + DC θ + G2 C2 t c + 3%  (D λ + G C1 t đ) Q1 + Q + G C t c -97% G1C1t đ 97% λ - Cθ 2785,197 + 279050,187 + 261609,550 − 97% × 264241,393 = = 2,379 (kg/h) 0,97×2596 - 4,174×50 1.5 Phối trộn sữa chua D = T1 = 40(0 C), G =12,780 Phối trộn sữa chua Bồn phối trộn Phụ lục sữa chua T1= 20(0C), G1=12,780 T2 = 65(0 C), G =12,652 T2= 65(0C), G2=12,652 T2= 65(0C), G2=12,652 - Lượng nhiệt nước mang vào: D λ (kJ/h) Với: D lượng nước cần cung cấp (kg/h) λ nhiệt lượng riêng nước (kJ/kg) Áp suất làm việc 1,2 at  t o = 104,2o C λ = 2686 (kJ/kg) [23] - Lượng nhiệt dịch sữa mang vào: G C1 t đ (kJ/h) Lượng sữa đầu: G = 12,780 (tấn/ca) = 1597,5 (kg/h) Nhiệt độ đầu dịch, t đ = 40o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 40o C có hàm lượng chất khơ K = 12,751%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 40o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) [23] C1 =0,9989  0,872 + 0,35  0,1275 = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C1 t đ = 1597,5× 0,916 × 4,1868 × 40 = 245063,45 (k J/h) - Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: DC θ (kJ/h) Chọn nhiệt độ nước ngưng: θ = 70o C Nhiệt dung riêng nước ngưng 70o C: C = 4,190 (kJ/kgo C) - Lượng nhiệt dịch sữa mang ra: G C2 t c (kJ/h) Lượng dịch sữa sau phối trộn: G = 12,652 (tấn/ca) = 1581,5 (kg/h) Nhiệt độ sau dịch sữa: t c = 65o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 65o C có hàm lượng chất khơ K = 17%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,00065 (kcal/kgo C) 65o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C2 = 1,00065  0,83 + 0,35  0,17 = 0,890 (kcal/kgo C) Do đó: G C2 t = 1581,5× 0,916 × 4,1868 × 65 = 394239,597 (k J/h) - Lượng nhiệt tổn thất môi trường: 5%  (D λ + G1 C1 t đ ) (kJ/h) Phương trình cân nhiệt: D λ + G1 C1 t đ = DC θ + G C2 t c + 5%  (D λ + G1 C1 t đ)  D = 130,457 (kg/h) 1.6 Thiết bị tiệt trùng làm nguội UHT cho sữa chua T1 = 60(0 C), G =12,526 Thiết bị tiệt trùng làm nguội UHT cho sữa chua T1= 60(0C), G1=12,526 ❖ Tính lượng cần dùng để tiệt trùng sữa: - Lượng nhiệt nước mangThiết vào: Dbịλ tiệt (kJ/h) T2 = 137(0 C), G =12,400 T2= 137(0C), G2=12,400 T2= 137( C), G2=12,400 C),hơi G1nước =12,526 UHT Với:T1D=là60( lượng cần cungtrùng cấp (kg/h) cho sữa(kJ/kg) chua λ nhiệt lượng riêng nước o o Áp suất làm việc at  t = 150 C λ = 2753 (kJ/kg) [23]0 T2= 137( C), G2=12,400 T1= 60(0C), G1=12,526 Phụ lục Thiết bị tiệt trùng UHT cho sữa chua - Lượng nhiệt dịch sữa mang vào: G C1 t đ (kJ/h) Lượng sữa chua đầu: G = 12,526 (tấn/ca) = 1565,75 (kg/h) Nhiệt độ đầu dịch, chọn t đ = 60o C Nhiệt dung riêng dịch sữa 60o C có hàm lượng chất khô K = 17%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,00007 (kcal/kgo C) 60o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C1 =1,00007  0,83 + 0,35  0,17 = 0,890 (kcal/kgo C) Do đó: G C1 t đ = 1565,75× 0,916 × 4,1868 × 60 = 360289,296 (k J/h) - Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: DC θ (kJ/h) Chọn nhiệt độ nước ngưng: θ = 140o C Nhiệt dung riêng nước ngưng 140o C: C = 4,293 (kJ/kgo C) Lượng nhiệt dịch sữa mang ra: G C2 t c (kJ/h) Lượng sữa chua ra: G2 = 12,400 (tấn/ca) = 1550 (kg/h) Nhiệt độ sau dịch: t c = 137o C Nhiệt dung riêng dịch sữa chua 137o C có hàm lượng chất khô K = 17%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,021 (kcal/kgo C) 137o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C2 = 1,021  0,83 + 0,35  0,17 = 0,907 (kcal/kgo C) Do đó: G C2 t = 1550× 0,916 × 4,1868 × 137 = 814385,354 (k J/h) - Lượng nhiệt tổn thất môi trường: 5%  (D λ + G1 C1 t đ ) (kJ/h) Phương trình cân nhiệt: D λ + G1 C1 t đ = DC θ + G2 C2 t c + 5%  (D λ + G1 C1 t đ)  D =236,900 (kg/h) ❖ Tính lượng nước lạnh cần dùng cần để làm nguội sữa: Dùng nước lạnh 1o C để làm nguội sữa sau tiệt trùng từ 137o C xuống 20o C Ta có phương trình cân nhiệt cho trình làm nguội: Gl1 Cl1 tl1 + G1 C1 t1 + Qm =G2 C2 t2 + Gl1 Cl2 tl2 Trong đó: G11 , G 12 : Lượng nước lạnh mang vào, mang (kg/h),G l1 = Gl2 t 11 : nhiệt độ nước lạnh mang vào 1°C t l2 : nhiệt độ nước 60°C Cl1 : Nhiệt lượng riêng nước 1°C Cl2 : Nhiệt dung riêng nước 75°C G1 : Lượng sữa cần làm nguội G1 = 12,526 (tấn/ca) = 1565,75 (kg/h), G = G2 = 1565,75 (kg/h) C1, 𝐶2: Nhiệt dung riêng dịch sữa nhiệt độ 20°C 137°C Nhiệt dung riêng dịch sữa 20o C có hàm lượng chất khơ K = 12,751%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 40o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) [23] Phụ lục C1 =0,9989  0,872 + 0,35  0,1275 = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C1 t đ = 1565,75× 0,916 × 4,1868 × 20 = 120096,43 (k J/h) Nhiệt dung riêng dịch sữa chua 137o C có hàm lượng chất khơ K = 17%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,021 (kcal/kgo C) 137o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C2 = 1,021  0,83 + 0,35  0,17 = 0,907 (kcal/kgo C) Do đó: G C2 t = 1565,75× 0,916 × 4,1868 × 137 = 822660,56 (k J/h) Nhiệt dung riêng nước 10 C là: Cn1 =1,00717 (kcal/kg.o C) = 4,21581 (kJ/kg.o C) Nhiệt dung riêng nước 750 C là: Cn1 =1,00208 (kcal/kg.o C) = 4,19450 (kJ/kg.o C) Giả sử lượng nhiệt tổn thất môi trường Q m= Từ phương trình cân nhiệt suy ra: Gl1 (Cl2 tl2 - Cl1 tl1 ) = G2 C2 t2 - G1 C1 t1 →Gl1 = G2 C2 t2 - G1 C1 t1 822660,56 - 120096,43 = = 2263,621 (kg/h) Cl2 tl2 - Cl1 tl1 4,19450×75 - 4,21581 ×1 Vậy lượng nước lạnh 1o C làm nguội sữa sau tiệt trùng xuống 20o C là: 2263,621 (kg/h) tương đương 2,26 m3 /h 1.7 Thiết bị cô đặc Hệ thống cô đặc nồi: đốt D cung cấp vào nồi đầu hệ thống, dùng thứ nồi trước cấp cho nồi sau làm đốt Sử dụng nước bão hòa 132,9o C áp suất atm để làm đốt cho thiết bị cô đặc sữa Chọn thiết bị cô đặc nồi có khả cung cấp 2500 (kg/h) 1.8 Thiết bị tiệt trùng làm nguội UHT cho sữa cô đặc T1 = 25(0 C), G =14,414 Thiết bị tiệt trùng làm nguội UHT cho sữa cô đặc T2 = 137(0 C), G =14,270 ❖ Tính lượng hơi: - Lượng nhiệt nước mangThiết vào: Dbịλ tiệt (kJ/h) UHT Với: D lượng nước cần cungtrùng cấp (kg/h) cho sữa(kJ/kg) cô đặc λ nhiệt lượng riêng nước Áp suất làm việc at  t o = 150o C λ = 2753 (kJ/kg) [23] - Lượng nhiệt dịch sữa mang vào: G C1 t đ (kJ/h) Thiết bị tiệt Lượng sữa chua đầu: G = 14,414 (tấn/ca) = 1801,75 (kg/h) trùng UHT cho sữa cô đặc Nhiệt dung riêng dịch sữa 25o C có hàm lượng chất khô K = 12,458%: Nhiệt độ đầu sữa, chọn t đ = 25o C C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 25o CThiết Ckbị = 0,35 tiệt (kcal/kgoC) Phụ lục trùng UHT cho sữa cô đặc 10 C1 =0,9989  (1 – 12,458%) + 0,35  12,458% = 1,018 (kcal/kgo C) Do đó: G C1 t đ = 1801,75× 1,018 × 4,1868 × 25 = 191983,778 (k J/h) - Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: DC θ (kJ/h) Chọn nhiệt độ nước ngưng: θ = 145o C Nhiệt dung riêng nước ngưng 145o C: C = 4,293 (kJ/kgo C) Lượng nhiệt dịch sữa mang ra: G C2 t c (kJ/h) - Lượng sữa cô đặc ra: G = 14,270 (tấn/ca) = 1783,75 (kg/h) Nhiệt độ sau dịch: t c = 137o C Nhiệt dung riêng sữa cô đặc 137o C có hàm lượng chất khơ K = 17%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,021 (kcal/kgo C) 137o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C2 = 1,021  0,83 + 0,35  0,17 = 0,907 (kcal/kgo C) Do đó: G C2 t = 1783,75× 0,916 × 4,1868 × 137 = 937199,919 (k J/h) - Lượng nhiệt tổn thất môi trường: 5%  (D λ + G1 C1 t đ ) (kJ/h) Phương trình cân nhiệt: D λ + G1 C1 t đ = DC θ + G2 C2 t c + 5%  (D λ + G1 C1 t đ)  D =378,759 (kg/h) ❖ Tính lượng nước lạnh cần dùng cần để làm nguội sữa: Dùng nước lạnh 1o C để làm nguội sữa sau tiệt trùng từ 137o C xuống 20o C Ta có phương trình cân nhiệt cho trình làm nguội: Gl1 Cl1 tl1 + G1 C1 t1 + Qm =G2 C2 t2 + Gl1 Cl2 tl2 Trong đó: G11 , G 12 : Lượng nước lạnh mang vào, mang (kg/h),G l1 = Gl2 t 11 : nhiệt độ nước lạnh mang vào 1°C t l2 : nhiệt độ nước 60°C Cl1 : Nhiệt lượng riêng nước 1°C Cl2 : Nhiệt dung riêng nước 75°C G1 : Lượng sữa cần làm nguội G1 = 14,414 (tấn/ca) = 1801,75 (kg/h), G = G2 = 1801,75 (kg/h) C1, 𝐶2: Nhiệt dung riêng dịch sữa nhiệt độ 20°C 137°C Nhiệt dung riêng dịch sữa 20o C có hàm lượng chất khơ K = 12,751%: C1 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 0,9989 (kcal/kgo C) 40o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) [23] C1 =0,9989  0,872 + 0,35  0,1275 = 0,916 (kcal/kgo C) Do đó: G C1 t đ = 1801,75 × 0,916 × 4,1868 × 20 = 138198,15 (k J/h) Nhiệt dung riêng dịch sữa chua 137o C có hàm lượng chất khơ K = 17%: C2 = Cn × (1 - K) + Cck × K Với Cn = 1,021 (kcal/kgo C) 137o C Ck = 0,35 (kcal/kgo C) C2 = 1,021  0,83 + 0,35  0,17 = 0,907 (kcal/kgo C) Phụ lục 11 Do đó: G C2 t = 1801,75 × 0,916 × 4,1868 × 137 = 946657,3 (k J/h) Nhiệt dung riêng nước 10 C là: Cn1 =1,00717 (kcal/kg.o C) = 4,21581 (kJ/kg.o C) Nhiệt dung riêng nước 750 C là: Cn1 =1,00208 (kcal/kg.o C) = 4,19450 (kJ/kg.o C) Giả sử lượng nhiệt tổn thất môi trường Q m= Từ phương trình cân nhiệt suy ra: Gl1 (Cl2 tl2 - Cl1 tl1 ) = G2 C2 t2 - G1 C1 t1 →Gl1 = G2 C2 t2 - G1 C1 t1 946657,3 - 138198,15 = = 2604,810 (kg/h) Cl2 tl2 - Cl1 tl1 4,19450×75 - 4,21581 ×1 Vậy lượng nước lạnh 1o C làm nguội sữa sau tiệt trùng xuống 20o C là: 2604,810 (kg/h) tương đương 2,60 m3 /h Phụ lục 12 ... đề tài: ? ?Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương cam với suất 11600 lít sản phẩm/ ca sữa đặc khơng đường với suất 13400 lít sản phẩm/ ca? ?? Sinh... Mạc Thị Hà Thanh 20 Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm hai dây chuyền: sữa chua uống hương cam sữa đặc không đường 2. 2.1 .2 Lợi ích sữa chua uống hương cam Sữa chua uống có nhiều lợi... 15H2A Khoa: Hóa Tên đề tài đồ án: Ngành: Công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm dây chuyền sản xuất: - Sữa chua uống hương cam với suất 11600 lít sản phẩm/ ca - Sữa