do-an-2-rot-word

KHOA CƠ KHÍ- CƠNG NGHỆ ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SỮA CHUA LÊN MEN VỚI NĂNG SUẤT 1200KG SẢN PHẨM/GIỜ Sinh viên thực : Nguyễn Thị Minh Rốt Lớp : CNTP 50A Giáo viên hướng dẫn : Th.S Trần Ngọc Khiêm Huế, 5/2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA: CƠ KHÍ-CƠNG NGHỆ Đợc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN THIẾT BI Họ và tên: NGUYỄN THỊ MINH RỐT Lớp : CNTP50A Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Tên đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua lên men suất 1200 kg sản phẩm/giờ” - Nợi dung phần thút minh và tính tốn Nhiệm vụ thiết kế Mục lục Lời mở đầu Phần Ngun liệu sản xuất Phần Quy trình cơng nghệ Phần Cân vật chất Phần Cân lượng Phần Tính toán chọn thiết bị Kết luận Tài liệu tham khảo Bản ve Mặt phân xưởng sản xuất chính Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính Ngày giao nhiệm vụ: 01/10/2019 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 16/12/2019 Ngày bảo vệ: 21/12/2019 Thông qua bộ môn Ngày tháng năm 2019 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) TS Lê Thanh Long Th.S Trần Ngọc Khiêm DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển kinh tế đem lại hệ chất lượng sống người ngày ổn định nâng cao, đòi hỏi sự thay đổi nhu cầu các bữa ăn hàng ngày Trước dừng lại bữa ăn no, ăn đủ người ta hướng tới ăn ngon, bổ mà an toàn Một loại thực phẩm mang giá trị dinh dưỡng quý giá cho sức khỏe người tiêu dùng phải kể đến sữa tươi Khơng cung cấp nguồn lượng dồi dào, mà cung cấp đầy đủ các chất thiết yếu cần cho sự tạo lập thể, giải quyết các vấn đề suy dinh dưỡng bệnh tật cho các nước phát triển có nước ta Nhu cầu sử dụng sản phẩm từ sữa với nhiều mục đích, dành cho nhiều đối tượng khác địi hỏi ngành cơng nghiệp chế biến các sản phẩm từ sữa phải phát triển nâng cao đa dạng hóa nhiều loại sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Trong đó, sữa chua sản phẩm chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ rộng lớn nước khắp thế giới Với các ưu điểm giá thành rẻ, thông dụng, dễ tiêu dùng đặc biệt giá trị dinh dưỡng hương vị đặc trưng mà các vi sinh vật lên men lactic sữa chua mang lại, dần trở thành đề tài nghiên cứu đáng quan tâm Để giữ phẩm chất tốt sữa quá trình chế biến, hạn chế tối thiểu mát các chất dinh dưỡng quy trình lên men đạt hiệu suất tốt nhất, việc lựa chọn dây chuyền công nghệ mà cụ thể các thiết bị quy trình vơ cần thiết quan trọng Vì lí trên, em thực hiện đề tài: “Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua lên men suất 1200kg sản phẩm/h” PHẦN TỔNG QUAN NGUYÊN LỆU 1.1 Giới thiệu chung về sữa chua 1.1.1 Định nghĩa sữa chua [2,240] Sữa chua (yaourt) sản phẩm chế biến từ sữa nhờ quá trình lên men nhóm vi kh̉n lactic tổ hợp vi khuẩn lactic nấm men Trong quá trình lên men với các chủng vi khuẩn có lợi cho đường ruột (lactobacillus bulgricus), giúp chuyển hóa đường có sữa thành acid lactic tạo độ chua đặc trưng 1.1.2 Nguồn gốc sữa chua [2,248] Sữa chua người du mục vùng Mount Elbus (Nga) phát hiện từ xưa Bằng việc sử dụng dày cừu để đựng nước uống chăn cừu vơ tình họ dùng cái túi vận chuyển sữa tươi thu hoạch từ đàn gia súc Sự kết hợp ngẫu nhiên nhiệt độ quá tình vận chuyển các men tự nhiên chiếc túi làm cho sữa cô đặc lại có vị chua khác lạ Tình cờ, nhân loại biết đến ăn có vị chua thú vị Từ đó, sữa chua trở thành ăn phổ biến Trung Đơng, Tây Á, Đơng Âu nhiều nơi khác Năm 1908, nhà khoa học người Nga- Ilya Metchnikoff, người đạt giải Nobel, phát hiện mối liên hệ việc ăn sữa chua tuổi thọ người Và từ đó, sản phẩm sữa chua lên men phát triển rộng rãi toàn thế giới 1.1.3 Phân loại sữa chua [2,Tr248] Trên thị trường hiện nay, sản phẩm đa dạng chủng loại Cấu trúc mùi vị sữa chua các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu thói quen sử dụng khách hàng các nước khác Sản phẩm phân loại sau: Dựa vào cấu trúc, mùi vị: có loại: - Sữa chua truyền thống (set type): sản phẩm có cấu trúc gel mịn Sữa nguyên liệu sau xử lý, cấy giống rót vào bao bì Quá trình lên men diễn bao bì làm xuất hiện khối đông tạo cấu trúc đặc trung cho sản phẩm - Sữa chua dạng khuấy (stirred type): khối đông xuất hiện sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy phần sự khuấy trộn học Sữa nguyên liệu xử lý cấy giống lên men thiết bị chuyên dùng, tiếp theo quá trình làm lạnh rót sản phẩm vào bao bì Sữa chua dạng khơng có cấu trúc gel mịn đồng sữa chua truyền thống - Sữa chua uống (drink type): khối đông xuất hiện sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hồn tồn Sản phẩm có dạng lỏng, sử dụng người tiêu dùng không cần dùng muỗng Điểm khác biệt sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn phương pháp đồng hóa áp suất cao để phá hủy cấu trúc gel khối đông làm giảm độ nhớt cho sản phẩm - Sữa chua lạnh đơng (frozen type): Quá trình lên men sữa thực hiện thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men đem xử lý lạnh đông để tạo độ cứng cho sản phẩm bao gói - Sữa chua đặc (concentrated yaourt): quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng lên men sữa, đặc, làm lạnh bao gói sản phẩm Trong quá trình đặc người ta tách bớt hút sữa khỏi sản phẩm Phân loại dựa vào hàm lượng chất béo sản phẩm (0,5- 3,5%), theo WHO FAO: [2,249] - Sữa chua béo (fat yaourt): hàm lượng chất béo không thấp 3% - Sữa chua bán gầy (partially skimmed Yaourt): hàm lượng chất béo 0,5- 3% - Sữa chua gầy (skimmed Yaourt): hàm lượng chất béo không lớn 0,5 1.1.4 Giá trị dinh dưỡng lợi ích sữa chua [13] Thành phần dinh dưỡng 100g sữa chua: Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng 100g sữa chua Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng Nước 88.7 g Phospho 95 mg Năng lượng 61 Kcal Kali 155 mg Protein Đường tổng số 3.3g 4.66 g Ascorbic acid mg Vitamin A 25 µg Calci 120 mg 10 Beta-caroten 11 µg Sữa chua cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng bao gồm protein, canxi, các vitamin khoáng Tiêu thụ sữa chua giúp tăng sự đa dạng vi khuẩn đường ruột, ổn định thức ăn qua đường tiêu hóa, hỗ trợ tiêu hóa hấp thụ thức ăn thông qua sự trao đổi chất vi khuẩn khỏe mạnh ruột Một nghiên cứu các nhà nghiên cứu Trường Y tế Công cộng Harvard (HSPH) dẫn đầu phát hiện tiêu thụ sữa chua cao liên quan đến việc giảm nguy mắc bệnh tiểu đường loại Các loại sữa chua Probiotic (chứa hàng triệu hàng chục triệu vi khuẩn sống gram sữa chua) tìm thấy để làm giảm mức cholesterol toàn phần tăng mức HDL (cholesterol tốt) Sữa chua đóng vai trò quan trọng việc truyền tín hiệu tế bào tăng cường sức khỏe nhiều hệ thống thể, bao gồm hệ thống tim mạch [14] 1.1.5 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm sữa chua [6] Sữa chua sản phẩm quá trình lên men theo phương thức truyền thống, sữa nguyên liệu xử lý, cấy giống lên men rót vào bao bì, trùng bảo quản nhiệt độ lạnh Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm sữa chua đặc có đường bao gồm: - Chỉ tiêu cảm quan Bảng 1.2 Chỉ tiêu cảm quan sữa chua Chỉ tiêu Yêu cầu Màu sắc Màu trắng sữa Mùi vị Mùi thơm sữa, vị chua nhẹ Trạng thái Mịn, đặc sệt - Chỉ tiêu vệ sinh hóa lý, vi sinh vật, kim loại nặng Bảng 1.3 Các tiêu hóa lý sữa chua Chỉ tiêu Mức yêu cầu Hàm lượng chất khô không béo (%) ≥ 8,2 Hàm lượng chất béo (%) > 2,0 Độ acid 75- 140 Acid sorbic: (C6H8O2) Aspartame Tối đa 1000mg/kg tính theo acid sorbic Tối đa 1000mg/kg Bảng 1.4 Các tiêu vi sinh vật sữa chua Chỉ tiêu Mức cho phép Không xử lí Xử lí nhiệt nhiệt Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số lạc khuẩn 1g sản phẩm 104 10 Nhóm coliform, số vi khuẩn 1g sản phẩm 10 Staphylococus aureus, số vi khuẩn 1g sản phẩm 0 E.coli, số vi khuẩn 1g sản phẩm 0 Salmonela, số vi khuẩn 25g sản phẩm 0 Nấm men nấm mốc, số lạc khuẩn 1g sản phẩm 10 - Độc tố vi nấm: aflatoxin M1: không lớn 0,5 g/l Bảng 1.5 Hàm lượng kim loại nặng sữa chua Chỉ tiêu Mức tối đa (mg/) Asen 0,5 Chì 0,5 Cadimi 1,0 Thủy ngân 0,05 1.2 Giới thiệu về nguyên liệu 1.2.1 Nguyên liệu chính 1.2.1.1 Sữa tươi [2,11] Sữa chất lỏng sinh lý tiết từ tuyến vú động vât cái nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non Sữa tươi coi sản phẩm giàu chất dinh dưỡng thực phẩm cân đối thành phần các chất dinh dưỡng protein, lipit, muối khoáng, các acid amin khơng thể thay thế,… Ở nước ta, sữa bị nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực phẩm Sữa tươi dùng sản xuất sữa chua phải có chất lượng tốt Các yêu cầu quan trọng cho nguyên liệu sau: [2, 250] - Tổng số tế bào vi sinh vật tự nhiên sữa thấp tốt - Không chứa thực khuẩn (bacteriophage) - Không chứa các kháng sinh (penicillin, steptomicin, ) - Không chứa các enzyme - Không chứa dư lượng chất tẩy rửa, sát khuẩn Hai tiêu quan trọng sữa nguyên liệu chính hàm lượng chất béo hàm lượng chất khô không béo Lượng chất béo sữa hiệu chỉnh nhờ quá trình ch̉n hóa để phù hợp theo yêu cầu sản phẩm Còn lượng chất khô không béo theo quy định WHO/FAO khơng thấp 8,2% 1.2.1.2 Tính chất vật lý sữa tươi [2,Tr11] Sữa chất lỏng đục, độ đục sữa chất béo, protein số chất khoáng sữa tạo nên Sữa bị thường có màu từ trắng đến vàng nhạt Sữa gầy (sữa tách béo) thường ngả màu xanh nhạt sữa bị có mùi đặc trưng có vị nhẹ Bảng 1.6 Một số tiêu vật lý quan trọng sữa bò Đơn vị Giá trị Tỷ trọng g/cm3 1,028÷1,036 Nhiệt riêng Điểm đơng đặc o -0,54÷-0,59 Thế oxy hóa V khử Đại lượng C Đại lượng dung Đơn vị Giá trị Cal/g.oC 0,933÷0,95 0,10÷0,20 1/ohm Sức căng bề Dynes/c 0,004÷0,005 50 cm mặt 20oC m Tỷ trọng sữa hàm lượng các chất khô sữa quyết định Các chất béo có tỷ trọng nhỏ hợn 1g/cm3 Hàm lượng chất béo sữa cao tỷ trọng sữa thấp Độ dẫn điện Điểm đông đặc sữa: Người ta thường sử dụng tiêu dể kiểm tra xem sữa tươi có bị pha lỗng với nước hay khơng Tuy nhiên, xử lý sữa nhiệt độ cao, điểm đông đặc sữa gia tăng sự kết tủa số muối phosphate 1.2.1.3 Thành phần hóa học sữa tươi [1,3] Sữa hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein các chất khơ Ngồi ra, sữa cịn chứa số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ các hợp chấ chứa nitơ phi protein, vitamin, hormone, các chất màu khí Thành phần các chất có sữa bò người ta đo sau: Bảng 1.7 Hàm lượng chất có sữa bị (% khối lượng) [13] Thành phần % theo khối Giá trị trung bình lượng Nước 85,5- 89,5 87,5 Tổng các chất khô 10,5- 14,5 13,0 Đường Lactose 3,6- 5,5 4,8 Protein 2,9- 5,0 3,4 Chất béo 2,5- 6,0 3,9 Khoáng chất 0,6- 0,9 0,8 Tổng các chất khô hiểu hàm lượng các chất lại sữa sau quá trình khí làm bốc tồn lượng nước tự có sữa a Nước Nước tồn sữa hai dạng: nước tự nước liên kết - Nước tự Chiếm 96- 97% tổng lượng nước tách quá trình đặc, sấy Đây sở để sản xuất các sản phẩm từ sữa khác sữa cô đặc, phomat, sữa bột, - Nước liên kết Chiếm tỉ lệ nhỏ từ 3- %, hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần có hệ keo như: protein, các phosphatic, polysaccarit Nước liên kết thường gắn với các nhóm như: -NH2, -COOH, -OH, =NH, -CO-NH-, Dạng đặc biệt nước liên kết nước kết tinh với lactose dạng C12H22O11.H2O b Chất khô  Chất béo Chất béo sữa coi thành phần quan trọng Về mặt dinh dưỡng, chất béo sinh lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan chất béo (A, E, D) Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái sản phẩm Có tới 98-99% chất béo sữa các triglyceride, 1- 2% lại photphatelipid, cholesterol, caroten, vitamin A,D,E,K Chất béo có sữa tồn các thể hình cầu gọi cầu mỡ có đường kính 0,1- 20µm Trong ml sữa có khoảng từ 3000-4000 triệu cầu mỡ Cấu trúc các hạt cầu mỡ bao bọc màng protein phosphatit, chúng 10