Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nhiều phương pháp bảo quản tiên tiến lại thúc đẩy ngành sữa ở Việt Nam phát triển mạnh mẽ sản phẩm chế biến từ sữa rất phong phú và đa dạng như sữa thanh trùng sữa tiệt trùng sữa đặc sữa chua kem…và một sản phẩm từ sữa đang dần được biết đến ưu chuộng được xem là mặt hàng tiềm năng là phô mai lại hầu như là sản phẩm nhập khẩu các nhà máy chế biến sữa sản xuất dường như rất ít ỏi…Vì vậy việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là cần thiết để vừa phục vụ nhu cầu tiêu dùng vừa giải quyết công ăn việc làm vừa tạo ra những sản phẩm có giá trị mang thương hiệu Việt vươn ra Quốc tế Từ nhu cầu thực tế đó sinh viên đã lựa chọn đề tài tốt nghiệp là Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền Sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI GỒM HAI DÂY CHUYỀN: - SỮA TIỆT TRÙNG CĨ ĐƯỜNG - PHƠ MAI Ủ CHÍN Sinh viên thực hiện: BÙI THỊ THÚY Đà Nẵng – Năm 2019 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tồn thể thầy giáo khoa Hóa, Ngành Cơng nghệ thực phẩm, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng tạo điều kiện cho học tập nghiên cứu môi trường học tập khoa học, giúp cho tơi có kiến thức vững vàng trước bước vào đời Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn bảo tận tình cô giáo Mạc Thị Hà Thanh người trực tiếp hướng dẫn, bảo suốt q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong trình làm đồ án mình, ngồi nổ lực thân, nhận nhiều giúp đỡ từ bạn bè anh chị khóa trên, chia sẻ tài liệu, kiến thức kinh nghiệm, bên cạnh khơng thể thiếu quan tâm bảo tận tình thầy mơn Cơng nghệ Thực phẩm, giúp tơi hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Tơi xin hết lịng cám ơn ghi nhận giúp đỡ chân thành Do thời gian có hạn, trình độ chun mơn cịn nhiều hạn chế, thiếu trải nghiệm thực tế nên đồ án tốt nghiệp tơi khơng tránh khỏi thiếu sót mong q thầy bạn bè góp ý Tơi xin chân thành cám ơn Đà Nẵng, ngày 09 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực Bùi Thị Thúy ii CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết tính tốn 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 09 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực Bùi Thị Thúy iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KINH TẾ 1.1 Vị trí đặt nhà máy 1.2 Đặc điểm thiên nhiên 1.3 Nguồn cung cấp nguyên liệu 1.4 Nguồn cấp điện 1.5 Cung cấp nước 1.6 Cung cấp nước 1.7 Cung cấp nhiên liệu 1.8 Thoát nước 1.9 Giao thông vận tải 1.10 Sự hợp tác hóa 1.11 Nguồn cung cấp nguồn nhân lực 1.12 Thị trường tiêu thụ 1.13 Kết luận CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 2.1 Tổng quan nguyên liệu 2.1.1 Sữa tươi 2.1.2 Nguyên liệu phụ 12 2.2 Tổng quan sản phẩm 17 2.2.1 Sữa tiệt trùng có đường 17 2.2.2 Phơ mai ủ chín Camembert 18 2.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ 20 2.3.1 Sữa tiệt trùng có đường 20 2.3.2 Phô mai 21 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 23 iv 3.1 Phương án thiết kế 23 3.1.1 Sữa tươi tiệt trùng có đường 23 3.1.2 Phơ mai ủ chín Camembert 24 3.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 24 3.3 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 26 3.3.1 Thuyết minh công đoạn chung 26 3.3.2 Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng 28 3.3.3 Quy trình sản xuất phơ mai ủ chín 30 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 36 4.1 Kế hoạch sản xuất nhà máy 36 4.1.1 Năng suất nhà máy 36 4.1.2 Phân tích kế hoạch sản xuất 36 4.2 Tính cân vật chất 37 4.2.1 Sữa tươi tiệt trùng có đường 37 4.2.2 Phơ mai ủ chín Cammembert 41 4.2.3 Tính chung cho dây chuyền 47 4.2.4 Tính tỉ trọng 47 4.2.5 Tính số hộp, số thùng cần cho hoàn thiện sản phẩm 48 4.3 Bảng tổng kết 49 CHƯƠNG 5: CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ 52 5.1 Các thiết bị sử dụng phân xưởng sản xuất 52 5.2 Tính tốn thiết bị 53 5.2.1 Tính tốn kích thước thùng chứa cho dây chuyền 53 5.2.2 Thiết bị lọc 58 5.2.3 Thiết bị định lượng 58 5.2.4 Thiết bị xử lý nhiệt 59 5.3 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đường 59 5.3.1 Phễu định lượng 59 5.3.2 Thiết bị chuẩn hoá 60 5.3.3 Thiết bị khí 60 5.3.4 Thiết bị đồng hoá 61 v 5.3.5 Thiết bị tiệt trùng UHT 61 5.3.6 Thiết bị chiết rót đóng hộp 62 5.3.7 Thiết bị đóng thùng 63 5.3.8 Băng tải 63 5.3.9 Thiết bị nghiền đường 64 5.4 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô mai ủ chín 64 5.4.1 Thiết bị chuẩn hoá 64 5.4.2 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng 65 5.4.3 Thiết bị hoạt hoá vi khuẩn 65 5.4.4 Thiết bị lên men sơ 66 5.4.5 Thiết bị trùng 67 5.4.6 Thiết bị hoạt hoá men giống 67 5.5.7 Thiết bị lên men 67 5.4.8 Thiết bị đông tụ - tách sơ huyết sữa 68 5.4.9 Thiết bị đổ khuôn 68 5.4.10 Thiết bị ướp muối 69 5.4.11 Thiết bị phun bào tử 69 5.4.12 Phòng tàng trữ lạnh 70 5.4.13 Phòng ủ chín 71 5.4.14 Thiết bị bao gói 72 5.4.15 Bơm 72 5.4.16 Gàu tải 73 5.4.17 Vít tải 73 5.4.18 Bàn đóng thùng 73 5.5 Bảng tổng kết thiết bị 74 CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT - HƠI - NƯỚC 76 6.1 Tính nhiệt 76 6.1.1 Cân nhiệt thiết bị tiệt trùng UHT, làm nguội 76 6.1.2 Cân nhiệt thiết bị trùng, làm nguội 78 6.1.3 Cân nhiệt cho thiết bị chứa cream 79 6.1.4 Cân nhiệt cho thiết bị lên men 82 vi 6.2 Tính nhiên liệu 84 6.2.1 Tính tổng lượng sử dụng 84 6.2.2 Tính nhiên liệu 85 6.3 Tính nước 86 6.3.1 Cấp nước 86 6.3.2 Thoát nước 87 CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC - XÂY DỰNG NHÀ MÁY 89 7.1 Sơ đồ tổ chức hành 89 7.2 Chế độ làm việc 89 7.3 Tính nhân lực 90 7.3.1 Nhân lực vị trí quản lý phục vụ hỗ trợ 90 7.3.2 Nhân lực phân xưởng sản xuất 90 7.4 Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy 91 7.5 Các cơng trình nhà máy 92 7.5.1 Phân xưởng sản xuất 92 7.5.2 Kho nguyên vật liệu 93 7.5.3 Kho thành phẩm 97 7.5.4 Kho bao bì 99 7.5.5 Gara ô tô 100 7.5.6 Nhà để xe 101 7.5.7 Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa 101 7.5.8 Nhà ăn 101 7.5.9 Khu hành 101 7.5.10 Phòng bảo vệ 102 7.5.11 Các cơng trình phục vụ sinh hoạt, vệ sinh 102 7.5.12 Khu xử lí nước thải 103 7.5.13 Trạm biến áp 103 7.5.14 Nhà đặt máy phát điện dự phòng 104 7.5.15 Khu cung cấp nước xử lý nước 104 7.5.16 Đài nước 104 7.5.17 Phân xưởng nồi 105 vii 7.5.18 Kho chứa nhiên liệu 105 7.5.19 Kho chứa hóa chất 106 7.5.20 Phân xưởng khí 106 7.5.21 Phân xưởng lạnh 106 7.5.22 Bãi nhập hàng 106 7.5.23 Bãi xuất hàng 106 7.5.24 Đường giao thông nhà máy 106 7.5.25 Khu đất mở rộng 107 7.5.26 Bảng tổng kết 107 7.6 Tính khu đất xây dựng nhà máy 108 7.6.1 Diện tích khu đất 108 7.6.2 Tính hệ số sử dụng Ksd 108 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 110 8.1 Mục đích kiểm tra sản xuất sản phẩm 110 8.2 Kiểm tra nguyên liệu đầu vào 110 8.3 Kiểm tra công đoạn quy trình sản xuất chất lượng sản phẩm 111 CHƯƠNG 9: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 115 9.1 An toàn lao động 115 9.1.1 Nguyên nhân gây tai nạn lao động 115 9.1.2 Các biện pháp hạn chế tai nạn lao động 115 9.1.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động 115 9.2Vệ sinh công nghiệp 117 9.2.1 Vệ sinh cá nhân công nhân 117 9.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị 117 9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp 118 9.2.4 Xử lý nước thải 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 viii DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng nhiệt độ trung bình hàng tháng Bảng 2.1 Một số tiêu vật lý quan trọng sữa ….………………………… …5 Bảng 2.2 Hàm lượng chất sữa bò (% khối lượng) Bảng 2.3 Các tiêu hóa lý cảm quan sữa tươi Bảng 2.4 Chỉ tiêu vi sinh giới hạn nhiễm khuẩn sữa tươi Bảng 2.5 Chỉ tiêu chất lượng đường theo TCVN 6958:2001 12 Bảng 2.6 Chỉ tiêu hóa lỹ sữa bột gầy (TCVN 5538:2002) 13 Bảng 2.7 Chỉ tiêu nước theo TCVN 5502:2003 14 Bảng Tiêu chuẩn chất ổn định, phụ gia (TCVN 6471-98) 16 Bảng 2.9 Chỉ tiêu cảm quan hóa lý 17 Bảng 2.10 Chỉ tiêu vi sinh 18 Bảng 2.11 Phân loại phơ mai theo q trình ủ chín 18 Bảng 2.12 Chỉ tiêu chất lượng phô mai 19 Bảng 3.1 Một số điểm khác trình tiệt trùng ngồi bao bì 23 Bảng 4.1 Biểu đồ nhập liệu nhà máy …………………………………………….36 Bảng 4.2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất nhà máy 37 Bảng 4.3 Tỉ lệ hao hụt dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường 38 Bảng 4.4 Hao hụt nguyên liệu qua công đoạn 41 Bảng 4.5 Bảng tổng kết nguyên liệu vào công đoạn 50 Bảng 4.6 Bảng tổng kết nguyên liệu phụ 51 Bảng 4.7 Tổng kết bao bì cho chứa sản phẩm 51 Bảng 5.1 Bảng dự kiến thiết bị sử dụng phân xưởng sản xuất………… 52 Bảng Các thùng chứa 57 Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật thiết bị lọc 58 ix Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật ưu lượng kế MAG – LOW 650 59 Bảng 5.5 Thông số kỹ thuật thiết bị xử lý nhiệt 59 Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật phễu định lượng 60 Bảng Thông số kỹ thuật thiết bị chuẩn hóa 60 Bảng 5.8 Thông số kỹ thuật thiết bị khí 61 Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật thiết bị đồng hóa 61 Bảng 10 Thông số kỹ thuật thiết bị tiệt trùng 62 Bảng 5.11 Thông số kỹ thuật thiết bị chiết rót, đóng nắp 62 Bảng 5.12 Thơng số kỹ thuật thiết bị đóng thùng 63 Bảng 5.13 Thông số kỹ thuật băng tải 64 Bảng 5.14 Thông số kỹ thuật thiết bị nghiền 64 Bảng 15 Thông số kỹ thuật thiết bị đồng hóa 65 Bảng 5.16 Thông số kỹ thuật thiết bị trao đổi nhiệt 65 Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật thiết bị lên men sơ 66 Bảng 18 Thông số kỹ thuật thiết bị trùng 67 Bảng 5.19 Thông số kỹ thuật thiết bị đông tụ 68 Bảng 5.20 Thông số kỹ thuật thiết bị đổ khuôn 69 Bảng 5.21 Thông số kỹ thuật thiết bị ướp muối 69 Bảng 5.22 Thông số kỹ thuật thiết bị phun bào tử 70 Bảng 5.23 Thơng số kỹ thuật thiết bị bao gói phô mai 72 Bảng 5.24 Thông số kỹ thuật bơm 72 Bảng 25 TSKT bơm áp lực 72 Bảng 5.26 Bảng tổng kết thiết bị dùng phân xưởng sản xuất 74 Bảng 6.1 Lượng cần sử dụng cho thiết bị………………………………… 84 Bảng 7.1 Các ngày nghỉ năm………………………………………………….89 Bảng 7.2 Nhân lực vị trí quản lý phục vụ hỗ trợ 90 Bảng 7.3 Bảng tổng kết phân phối nhân lực vị trí nhà xưởng 90 x Bảng 7.4 Thông số kĩ thuật silo tank trữ sữa 94 Bảng 7.5 Thông số kỹ thuật thiết bị làm lạnh 94 Bảng 7.6 Nguyên liệu phụ cần dùng 95 Bảng 7.7 Thông số kĩ thuật nồi 105 Bảng 7.8 Bảng tổng kết cơng trình xây dựng nhà máy 107 Bảng 8.1 Bảng tổng kết kiểm tra giai đoạn quy trình sản xuất …… 112 Bảng 8.2 Bảng tổng kết tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm 114 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sữa tươi Hình 2.2 Cấu trúc micelle casein Hình 2.3 Lactococcus cremoris 15 Hình 2.4 Vi khuẩn Leuconostoc 15 Hình Penicilium camemberti 15 Hình 2.6 Sữa tiệt trùng 17 Hình 2.7 Phơ mai Camembert 19 Hình Biểu đồ tình hình sản xuất phơ mai giới 21 Hình Sơ đồ quy trình cơng nghệ phơ mai camembert sữa tiệt trùng có đường từ sữa tươi ………………………………………………………………………… 26 Hình Thùng cân bằng………………………………………………………… 53 Hình Silo chứa đường 55 Hình 5.3 Thiết bị lọc thủy 58 Hình 5.4 Lưu lượng kế MAG – LOW 59 Hình 5.5 Thiết bị gia nhiệt mỏng 59 Hình 5.6 Phếu định lương 60 Hình Thiết bị chuẩn hóa 60 Hình 5.8 Thiết bị khí chân không 61 xi Hình 5.9 Thiết bị đồng hóa 61 Hình 5.10 Thiết bị tiệt trùng UHT 62 Hình 5.11 Máy chiết rót, đóng nắp 62 Hình 5.12 Thiết bị đóng thùng 63 Hình 5.13 Băng tải 64 Hình 5.14 Thiết bị nghiền đường 64 Hình 15 Thiết bị chuẩn hóa 65 Hình 5.16 Thiết bị trao đổi nhiệt 65 Hình 5.17 Thiết bị hoạt hóa 66 Hình 18 Thiết bị lên men sơ 66 Hình 19 Thiết bị trùng, làm nguội 67 Hình 5.20 Thiết bị đơng tụ 68 Hình 5.21 Thiết bị đổ khn 69 Hình 5.22 Thiết bị ướp muối 69 Hình 5.23 Thiết bị phun bào tử 70 Hình 5.24 Giá để phô mai 70 Hình 5.25 Thiết bị bao gói phơ mai 72 Hình 26 Bơm ly tâm 72 Hình 27 Bơn áp lực 72 Hình 5.28 Vít tải 73 Hình 5.29 Gàu tải 73 Hình 6.1 Nồi LH 02 ……………………………………………………… xii 85 DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: H: Chiều cao D: Đường kính L x W x H: Dài x Rộng x Cao R: Bán kính T: Thời gian t: Nhiệt độ CHỮ VIẾT TẮT: FO: Dầu Fuel Oils (còn gọi dầu Mazut) DO: Dầu Diesel Oil (còn gọi dầu Gazole) xiii Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại phát triển nay, kinh tế nước ta với xu hội nhập quốc tế Đời sống người dân cải thiện, hiểu biết đề dinh dưỡng sức khỏe, nhu cầu khơng ăn no, ngon mà đủ chất Sữa sản phẩm từ sữa loại thực phẩm quan tâm hàng đầu với lứa tuổi, giá trị dinh dưỡng cao chứa đầy đủ nhóm chất cần thiết cho thể protein, lipit, đường, vitamin khoáng chất Tuy nhiên sữa tươi dễ hư hỏng thời gian bảo quản ngắn, việc áp dụng phương pháp bảo quản chế biến thành sản phẩm từ sữa để nâng cao chất lượng tăng thời gian bảo quản đóng vai trị vơ quan trọng Ngày nay, với phát triển khoa học kỹ thuật, nhiều phương pháp bảo quản tiên tiến lại thúc đẩy ngành sữa Việt Nam phát triển mạnh mẽ, sản phẩm chế biến từ sữa phong phú đa dạng như: sữa trùng, sữa tiệt trùng, sữa đặc, sữa chua, kem…và sản phẩm từ sữa dần biết đến, ưu chuộng xem mặt hàng tiềm phô mai lại sản phẩm nhập khẩu, nhà máy chế biến sữa sản xuất dường ỏi… Ngồi ra, số lượng kỹ sư thực phẩm trường nhiều, nhà máy chế biến sữa cịn hạn chế Cùng với trang trại bò sữa năm gần xây dựng phát triển mạnh mẽ đạt chất lượng quốc tế, điều kiện đáp ứng nhu cầu nguồn nguyên liệu sữa cho nhà máy chế biến sữa, đồng thời tăng thu nhập tương đối cao cho người nơng dân Vì việc xây dựng nhà máy chế biến sữa cần thiết để vừa phục vụ nhu cầu tiêu dùng, vừa giải công ăn việc làm, vừa tạo sản phẩm có giá trị mang thương hiệu Việt vươn Quốc tế Từ nhu cầu thực tế đó, tơi lựa chọn đề tài tốt nghiệp là: Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: - Sữa tiệt trùng có đường Phơ mai ủ chín Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KINH TẾ 1.1 Vị trí đặt nhà máy Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng lớn đến tồn nhà máy, xây dựng nhà máy cần đảm bảo yêu cầu sau: - Vị trí nhà máy gần nguồn nguyên liệu thị trường tiêu thụ Giao thông vận tải thuận lợi - Cung cấp điện nhiên liệu dễ dàng - Cấp thoát nước thuận lợi Nguồn nhân lực dồi Dựa vào điều kiện địa lý thuận lợi khả cung cấp nguyên liệu, thuận tiện giao thông, thị trường tiêu thụ sản phẩm, nguồn nhân lực, lựa chọn địa điểm nhà - máy đặt khu cơng nghiệp Biên Hịa 2, phường An Bình, thành phố Biên Hịa, Đồng Nai Nằm khu vực tứ giác kinh tế trọng điểm phía Nam (Tp.Hồ Chí Minh, Bình Dương, Bà Rịa-Vũng Tàu, Đồng Nai) [1] 1.2 Đặc điểm thiên nhiên Điều kiện tự nhiên: - Khí hậu: Khí hậu Đồng Nai khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo - Nhiệt độ khơng khí trung bình hàng năm 32℃ - Tháng nóng năm tháng Ba, thơng thường tháng Giêng tháng lạnh Biên Hòa, với nhiệt độ trung bình 31℃ Bảng 1.1 Bảng nhiệt độ trung bình hàng tháng [2] Tháng Ttb (℃) 31 10 11 12 33 34 34 33 33 32 32 31 31 31 31 -Độ ẩm khơng khí: Cũng yếu tố khác, độ ẩm biến đổi rõ rệt theo mùa Độ ẩm trung bình mùa khơ thấp mùa mưa từ 10 – 12% Độ ẩm tương đối khơng khí trung bình năm từ 80 – 82% Độ ẩm trung bình mùa khơ từ 74 – 77%, độ ẩm trung bình mùa mưa từ 86 – 87% Gió hướng gió: hướng gió thịnh hành năm Biên Hòa hướng Tây Nam, tần suất (12,6 – 13%) Tốc độ gió trung bình ngày thơng thường 1,5 – 3m/s(5 – Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 10km/h) Hàng ngày gió thể rõ tính chất gió đất – biển, mạnh vào khoảng từ 10 – 19 ban đêm phần lớn lặng gió [2] 1.3 Nguồn cung cấp nguyên liệu Để nhà máy sản xuất ổn định, nguyên liệu phải ổn định, với nguyên liệu sữa tươi cung cấp trang trại bị sữa Đồng Nai, thành phố Hồ Chí Minh số tỉnh lận cận phía Nam Được chở xe chở sữa chuyên dụng 1.4 Nguồn cấp điện Điện lấy từ nguồn dây cao 35 kv khu công nghiệp, qua trạm biến áp nhà máy chuyển 220/380 V Để đảm bảo ổn định cần có máy phát dự phịng 1.5 Cung cấp nước Nước nhà máy thực phẩm quan trọng Nước cấp thủy cục.Tùy vào mục đích sử dụng mà có biện pháp xử lí riêng Các số VSV phải tuân theo yêu cầu sản xuất Ngồi ra, để đảm bảo cho q trình sản xuất không bị dán đoạn nguồn nước thủy cục gặp cố, nhà máy có hệ thống giếng khoang xử lý nước riêng 1.6 Cung cấp nước Hơi nước sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau, thông thường áp suất 3at, số trường hợp lên đến 6at Lò sử dụng dầu FO làm nhiên liệu đốt 1.7 Cung cấp nhiên liệu Dùng dầu FO cung cấp từ công ty xăng dầu petrolimex Dùng dầu FO giảm bụi, ô nhiễm môi trường dùng than 1.8 Thoát nước Việc thoát nước cần thiết, nước thải nhà máy chứa nhiều chất hữu cơ, cần xử lí trước thải mơi trường bên Dùng phương pháp vi sinh để xử lý, xung quanh nhà máy có hệ thống cống rãnh 1.9 Giao thơng vận tải Trong khu cơng nghiệp có mạng lưới giao thông thuận tiện cho việc lại, vận chuyển nguyên liệu sản phẩm Từ khu công nghiệp để phân phối sản phẩm nguyên liệu dễ dàng vị trí nhà máy đặt khu cơng nghiệp Biên Hịa II nằm bên cạnh quốc lộ 1A tuyến đường quan trọng qua thành phố lớn: Hà Nội, Đà Nẵng, TP HCM, Cần Thơ, nối dài từ Lạng Sơn đến Cà Mau Thuận lợi cho việc Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert tiếp nhận nguồn ngun liệu sữa từ khu vực phía Nam, đồng thời phân phối hàng hóa đến tỉnh thành nước 1.10 Sự hợp tác hóa Trong khu cơng nghiệp sẵn có nhiều nhà máy với nhiều nhà máy khác nhau, Đồng Nai vùng có kinh tế phát triển, cách thành phố Hồ Chí Minh – ba thành phố lớn nước không xa, nên việc hợp tác hóa với quan xí nghiệp khác mặt cung cấp thông tin, thiết bị, nguyên vật liệu, nhân lực, bán sản phẩm thuận lợi Đặc biệt, ngành công nghiệp chế biến sữa: nhà máy cần có hợp tác lâu bền với trang trại bò sữa khu vực để đảm bảo nguồn nguyên liệu dễ dàng việc kiểm soát chất lượng 1.11 Nguồn cung cấp nguồn nhân lực Đây khu vực có nhiều khu cơng nghiệp, mơi trường làm việc động, thu hút nhiều nguồn nhân lực trình độ khác Bên cạnh đó, nhà máy tuyển dụng đội ngũ cán bộ, kỹ sư,… miền đất nước để quản lý, giám sát hoạt động vận hành nhà máy 1.12 Thị trường tiêu thụ Sữa sản phẩm thực phẩm ưa chuộng cho lứa tuổi, với khu vực phía Nam xem thị trường tiêu thụ tiềm năng, tập trung đơng đúc dân cư có mức sống ổn định Ngồi ra, cịn hình thành mạng lưới phân phối sản phẩm toàn quốc, xây dựng thương hiệu để vươn xa tầm quốc tế 1.13 Kết luận Với điều kiện thuận lợi vị trí, đặc điểm tự nhiên, vùng nguyên liệu, hợp tác hóa, nguồn cung cấp nhiên liệu – nước, nước, giao thơng vận tải, nguồn nhân công, thị trường tiêu thị việc xây dựng nhà máy chế biến sữa sản phẩm từ sữa Tp Biên Hòa, Đồng Nai phù hợp có tính thuyết phục cao Nhà máy xây dựng không giải vấn đề công ăn việc làm, phục vụ nhu cầu người dân, cịn thúc đẩy phát triển chăn ni nơng nghiệp mơ hình cao Từ góp phần phát triển kinh tế Đồng Nai nói riêng nước nói chung Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 2.1 Tổng quan nguyên liệu 2.1.1 Sữa tươi 2.1.1.1 Giới thiệu nguyên liệu sữa tươi Sữa bò tươi nguyên liệu để sản xuất hai sản phẩm: sữa tươi tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Sữa bị tươi thường có màu trắng đến màu vàng nhạt, có hương vị đặc trưng nhẹ Hình 2.1 Sữa tươi 2.1.1.2 Tính chất hóa lý Sữa bị thường có màu từ trắng đến vàng nhạt Sữa có mùi đặc trưng vị nhẹ Sữa có độ nhớt lớn hai lần so với nước, có hương vị nhẹ có mùi rõ nét Một số tiêu vật lý thể bảng 2.1 Bảng 2.1 Một số tiêu vật lý quan trọng sữa [3] Đại lượng Đơn vị đo Giá trị pH - 6,5 ÷ 6,7 Độ chua °D 15 ÷ 18 Tỷ trọng g/cm³ 1,028 ÷ 1,036 Điểm đơng đặc °C -0,54 ÷ -0,59 Thế oxy hóa khử V 0,10 ÷ 0,20 Sức căng bề mặt 20°C dynes/cm 50 Độ dẫn điện 1/ohm.cm 0,004 ÷ 0,005 Nhiệt dung riêng cal/g.°C 0,933 ÷ 0,954 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 2.1.1.3 Thành phần tính chất hóa học sữa tươi Trong sữa có thành phần bao gồm nước, lactose, protein chất béo Ngồi ra, sữa cịn chứa số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ hợp chất chứa nito phi protein, vitamin, hormone, chất màu khí Thành phần hàm lượng loại sữa không giống nhau, chúng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe, độ tuổi, độ lớn vật, loài, giống nhiều yếu tố khác Bảng 2.2 biểu diễn thành phần có sữa bò Bảng 2.2 Hàm lượng chất sữa bò (% khối lượng) [3] Thành phần Khoảng biến thiên Giá trị trung bình Nước 85,5 ÷ 89,5 87,5 Tổng chất khơ 10,5 ÷ 14,5 13,0 - Lactose 3,6 ÷ 5,5 4,8 - Protein 2,9 ÷ 5,0 3,4 - Lipid 2,5 ÷ 6,0 3,9 - Khống 0,6 ÷ 0,9 0,8 ❖ Nước Nước tự chiếm 96 – 97% tổng lượng nước Nước liên kết chiếm tỷ lệ nhỏ, khoảng – 4% Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào thành phần nằm hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit ❖ Đường lactose Là thành phần chủ yếu đường chứa sữa với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn chủ yếu dạng  (ngậm nước) β trạng thái cân theo tỉ lệ định điều kiện nhiệt độ định Sữa động vật nguồn cung cấp lactose tự nhiên Lactose bị thủy phân tạo phân tử glucose phân tử galactose [3] C12 H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 ❖ Protein Nhóm hợp chất hữu quan trọng sữa protein Hàm lượng protein loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm khoảng 2,9 ÷ 5% Riêng sữa bò hàm lượng protein khoảng 3,3 ÷ 3,5% Các protein sữa protein hồn thiện Trong thành phần protein sữa có đến 19 loại acid amin khác nhau, có đầy đủ acid amin không thay Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert được: valine, leucine, isoleucine, methyonine, treonine, phenylalanine, triptophan lysine Trong sữa có loại protein chủ yếu: casein có khoảng 75 ÷ 85%, lactalbumin chiếm khoảng 6%, lactoglobulin chiếm khoảng 12% tồn lượng protein có sữa vài loại protein khác hàm lượng không đáng kể [3] Casein không tồn tự sữa tồn dạng hạt micelle có kích thước từ 0,2 m ÷ 0,4 m Mỗi micelle khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle tạo thành Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm, liên kết với nhờ hàm lượng Ca2+ có sữa [3] A - tiểu micelle B - đầu ưa nước κ-casein C - phosphate D - κ-casein Hình 2.2 Cấu trúc micelle casein ❖ Chất béo Chất béo sữa coi thành phần quan trọng Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh lượng cao, có chứa vitamin hòa tan chất béo Đối với sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng đến trạng thái mùi vị sản phẩm Chất béo sữa có hai loại: Chất béo đơn giản (glycerit sterit): có hàm lượng 35 - 45g/l gồm acid béo no không no (acid oleic, acid palmitic, acid stearic) Chất béo phức tạp: thường có chứa P, N, S phân tử Tên gọi chung phosphoaminolipit, đại diện lexitin xephalin ❖ Khoáng Hàm lượng chất khoáng sữa dao động từ ÷ 10 g/l [3] Các muối sữa tồn dạng hòa tan dung dịch keo (kết hợp với casein) Trong số nguyên tố khoáng sữa, canxi, phospho magie chiếm hàm lượng cao Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần lại tồn dạng muối hòa tan Các ngun tố khống khác kali, natri, clo… đóng vai trị chất điện ly (electrolyte) Cùng với lactose, chúng góp phần cân áp lực thẩm thấu sữa Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert bầu vú động vật với áp lực máu Khi vật bị viêm vú, cuối chu kỳ tiết sữa, hàm lượng NaCl tăng vọt làm sữa có vị mặn Ngồi ra, sữa cịn chứa ngun tố khác Zn, Fe, I, Cu, Mo… Chúng cần thiết cho trình dinh dưỡng người Một số nguyên tố độc hại Pb, As… tìm thấy dạng vết sữa bị ❖ Vitamin Vitamin sữa chia thành nhóm: - Vitamin tan nước: B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, PP…Trong hàm lượng vitamin nhóm B thường ổn định, chúng tổng hợp chủ yếu nhờ vi khuẩn ngăn thứ dày động vật nhai lại không phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh - Vitamin tan chất béo: A, D, E… chịu ảnh hưởng sâu sắc thành phần thức ăn điều kiện thời tiết ❖ Enzyme Các enzym có chất protein có khả kích hoạt phản ứng hóa học ảnh hưởng đến giai đoạn tốc độ phản ứng Enzyme xúc tác phản ứng mà không bị biến đổi lượng nên gọi xúc tác sinh học Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh đến tính chất enzyme nhiệt độ pH Nhiệt độ thích hợp enzyme 25 ÷ 50 °C, nhiệt độ thấp làm ngừng hoạt động enzyme, nhiệt độ cao làm phân hủy enzyme Trong sữa có nhiều loại enzyme khác nhau, số loại nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học sữa, từ làm giảm chất lượng làm hư hỏng sữa; số loại lactoperoxydase, lysozyme có vai trị kháng khuẩn, tham gia vào việc ổn định sữa tươi trình bảo quản trước chế biến ❖ Các hợp chất khác Ngoài ra, sữa bị cịn chứa loại chất khí: CO2, N2, O2 … chiếm ÷ 6% thể tích sữa, thường tồn ba dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với chất khác dạng phân tán Thỉnh thoảng sữa người ta phát hợp chất hóa học khác như: chất kháng sinh, chất tẩy rửa, pesticide, kim loại nặng, nguyên tố phóng xạ, độc tố vi sinh vật, nitrat… gây độc cho người sử dụng Vì sữa nguyên liệu cần kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt từ cánh đồng vào nhà máy để đảm bảo chất lượng sữa tốt [3] 2.1.1.4 Một số tiêu hóa lý, cảm quan vi sinh sữa Sữa tươi có tiêu hóa lý cảm quan bảng 2.3 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 2.3 Các tiêu hóa lý cảm quan sữa tươi [3] Đại lượng Giá trị, trạng thái Chỉ tiêu hóa lý pH 6,5 ÷ 6,7 Độ chua (oT) 16 ÷ 18 Tỷ trọng (kg/l) 1,028 ÷1,036 Thế oxy hóa khử (V) 0,10 ÷ 0,20 Sức căng bề mặt 20C (dynes/cm) 50 Độ dẫn điện (1/ohm.cm) 0,004 ÷ 0,005 Nhiệt dung riêng (Cal/g.C) 0,933 ÷ 0,954 Chỉ tiêu cảm quan Màu Từ trắng đục, kem nhạt đến vàng Mùi Mùi đặc trưng, khơng có mùi lạ Vị Vị nhẹ, khơng có vị lạ Trạng thái Đồng nhất, khơng phân lớp Tạp chất nhìn mắt thường Khơng có Bảng 2.4 Chỉ tiêu vi sinh giới hạn nhiễm khuẩn sữa tươi [4] Tên tiêu Giới hạn tối đa cho phép n c Số lượng vi khuẩn tổng số đến 30oC tối đa M Phân loại tiêu =11,5 Hàm lượng chất béo (% khối lượng) >=3,2 Tỷ trọng sữa 20oC, g/ml >=1,027 Độ axit, oT 16 - 18 Bảng 2.10 Chỉ tiêu vi sinh Chỉ tiêu Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc ml sản phẩm Mức cho phép 10 Coliforms, số vi khuẩn ml sản phẩm E.Coli, số vi khuẩn ml sản phẩm Salmonella, số vi khuẩn 25 ml sản phẩm Staphylococcus aureus, số vi khuẩn ml sản phẩm Clostridium perfringens, số vi khuẩn ml sản phẩm 2.2.2 Phơ mai ủ chín Camembert 2.2.2.1 Giới thiệu Phô mai sản phẩm giàu dinh dưỡng chế biến từ sữa Hiện có hàng trăm loại phô mai khác cấu trúc, mùi vị, màu sắc, tiêu hóa lý vi sinh Để sản xuất phơ mai ủ chín thường qua công đoạn quan trọng như: Xử lý nhiệt, chuẩn hố, lên men, đơng tụ, ướp muối, ủ chín, bao gói [3] Có nhiều phương pháp phân loại phơ mai Trong có phân loại phơ mai theo phương pháp ủ chín Bảng 2.11 Phân loại phơ mai theo q trình ủ chín [3] Loại sản phẩm Đặc điểm - Phơ mai tươi Khơng qua giai đoạn ủ chín - Phơ mai có qua Hệ vi sinh vật tham gia q trình ủ chín giai đoạn ủ chín - Vi khuẩn - Vi khuẩn nấm mốc Các biến đổi giai đoạn ủ chín diễn chủ yếu - Trên bề mặt bề sâu khối phô mai Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 18 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Phơ mai Camembert phơ mai ủ chín thuộc loại mềm Đây loại phô mai tiếng giới Camembert mệnh danh vua phô mai Pháp Người Pháp khơng ưa chuộng mà người nước ngồi thưởng thức khơng quên Quê hương loại phô mai tiếng làng nhỏ mang tên Maubert, từ kỷ thứ 16 làng tên Campo Mauberti sau đổi tên Camembert, thuộc tỉnh Normandie Tây Bắc Pháp Đặc điểm bật loại phô mai bào tử nấm mốc phun lên bề mặt khối đông (sau sữa đông tụ) phát triển thành khuẩn lạc bề mặt sản phẩm Phô mai sử dụng để chế biến nhiều loại ăn phương Tây Đây loại thực phẩm giàu dinh dưỡng: đạm, béo, vitamin, mùi vị đặc trưng nên ưa chuộng Hình 2.7 Phơ mai Camembert 2.2.2.2 Yêu cầu tiêu chất lượng Các tiêu chất lượng phô mai Cammembert thểi hện bảng Bảng 2.12 Chỉ tiêu chất lượng phơ mai Chỉ tiêu Cảm quan Lý - hóa Vi sinh Trạng thái, giới hạn cho phép Màu Có lớp mốc trắng phủ bề mặt Mùi Mùi đặc trưng sản phẩm Cấu trúc Mềm Lượng chất béo không nhỏ 40% khối lượng tổng chất khô pH 5,5 - Tổng số vi sinh vật hiếu khí Coliform, E.coli số khuẩn lạc 1ml sản phẩm cho phép 102 Salmonella, số khuẩn lạc 25ml sản phẩm: không Hàm lượng Antimo kim loại Asen Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy số khuẩn lạc 1ml sản phẩm: không SNF = 18% – F = 8,054 % W = 100% – 18% = 82% d= 100 100 = = 1,023 (g⁄cm3 ) F SNF 9,946 8,054 + +W + + 82 0,93 1,608 0,93 1,608 Vậy d = 1,023 (kg/l) 4.2.5 Tính số hộp, số thùng cần cho hoàn thiện sản phẩm 4.2.5.1 Sữa tiệt trùng ❖ Số hộp Hộp sữa tươi tiệt trùng có đường tích bên 180 ml (0,18 lít), với kích thước 50 × 40 × 100 (mm) Từ phần tính ta có lượng sữa trước Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 48 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert vào chiết rót : 34, 003 103 = 31601,301 (lít/ca) 1, 076 Số hộp cần dùng là: Sh = 31601,301 10−3 = 175563 (hộp) 0,18 Để đề phịng có hư tổn, hao hụt số hộp, ta chọn tỉ lệ hao hụt 0,5% Số hộp thực tế cần sử dụng là: Shtt = 175563  100 = 176446 (hộp/ca) 100 − 0,5 Vậy số hộp cần chuẩn bị để hoàn thiện sản phẩm 176446 hộp/ca ❖ Số thùng Thùng carton chứa 40 hộp, 10 vỉ thùng có kích thước 410 × 210 × 120 mm Số thùng cần dùng là: St = 176446 = 4412 (thùng/ca) 40 Vậy số thùng cần chuẩn bị để chứa hộp 4412 thùng cho ca sản xuất 4.2.5.2 Phơ mai ủ chín ❖ Số hộp Chọn hộp phơ mai có khối lượng tịnh 600g, kích thước 120 × 100 × 80 (mm) Lượng phơ mai trước vào đóng gói 3,838 (tấn/ca) Số hộp cần sử dụng là: Shộp = 3,838 1000 = 6397 (hộp/ca) 0,6 Số hộp thực tế cần sử dụng (với hao hụt số hộp 0,5%): Shộp thực tế = 6397  100 = 6430 (hộp/ca) 100 − 0,5 Vậy chọn số hộp 6430 hộp ca sản xuất ❖ Số thùng Thùng carton chứa 24 hộp, kích thước 490 × 320 × 180 (mm) Số thùng cần dùng là: S = 6430 = 268 (thùng) 24 Vậy ta cần 268 thùng cho ca sản xuất 4.3 Bảng tổng kết Bảng tổng kết cân vật chất nguyên liệu phụ hai dây chuyền sản xuất tổng kết bảng 4.5, 4.6, 4.7 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 49 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng Bảng tổng kết nguyên liệu vào công đoạn Dây Công đoạn Tỉ trọng Năng suất vào chuyền Năng Tấn/ca Lít/ca Tấn/ca Chung cho Sữa nguyên liệu 1,034 40,6 39264,990 40,6 Kiểm tra, lọc 1,034 40,6 39264,990 40,416 dây chuyền Định lượng 1,034 40,416 39087,040 40,195 Xử lí nhiệt sơ 1,034 40,195 38873,307 39,966 Sữa Phối trộn 1,076 35,397 32896,840 35,220 tiệt Bài khí 1,076 35,220 32732,342 34,868 trùng Đồng hóa 1,076 34,868 32405,205 34,519 có đường Tiệt trùng UHT 1,076 34,519 32080,855 34,174 Chờ rót 1,076 34,174 31760,223 34,003 Đóng gói, hồn thiện sản phẩm 1,076 34,003 31601,301 33,663 Chuẩn hóa 1,023 10,455 10219,941 10,403 Làm nguội 1,023 10,403 10169,110 10,351 Lên men sơ 1,023 10,351 10118,279 10,247 Thanh trùng, làm 1,023 nguội 10,247 10016,618 10,145 Cấy giống, lên men 1,023 10,352 10119,257 10,301 Đông tụ - 10,303 - 10,2 Tách huyết sơ 10,200 - 6,566 Đổ khuôn - 6,566 - 5,096 Tách kiệt huyết thanh, đổ khuôn 5,096 - 3,872 Ướp muối - 3.932 - 3,873 Cấy giống - 3,877 - 3,858 Ủ chín - 3,858 - 3.838 Bao gói - 3,838 - 3,800 Phơ mai ủ chín suất Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 50 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng Bảng tổng kết nguyên liệu phụ Dây chuyền Sữa trùng Công đoạn Nguyên liệu Tấn/ca Tấn/năm Sữa bột gầy 2,084 1729,72 Đường 1,809 1501,47 Tiêu chuẩn hóa Cream 1,881 1561,23 Lên men sơ Vi khuẩn khô 0,03877 32,179 Cấy giống Vi khuẩn, nấm men 2,03×10-4 Rennin 1,030×10 CaCl2 5,1515×10 Muối NaCl 0,06 Nước 0,240 tiệt có Phối trộn đường Phơ mai ủ chín Đơng tụ Ướp muối Phun bào tử Bào tử nấm 0,168 -3 -4 0,821 0,41 47,82 191,28 3,877x10 -3 3,09 Bảng Tổng kết bao bì cho chứa sản phẩm Dây chuyền Đơn vị tính Năng suất (ca) Năng suất (năm) 176446 146450180 4412 3661960 Số ống hút 176446 146450180 Số hộp 6430 5336900 Số thùng 268 222440 Sữa tiệt trùng có Số hộp đường Số thùng Phơ mai Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 51 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert CHƯƠNG 5: CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ 5.1 Các thiết bị sử dụng phân xưởng sản xuất Các thiết bị cần sử dụng để sản xuât sữa tiệt trùng có đường phơ mai Camembert liệt kê bảng 5.1 Bảng 5.1 Bảng dự kiến thiết bị sử dụng phân xưởng sản xuất Dây chuyền STT Tên thiết bị Thiết bị lọc sữa Dây chuyền chung Sản xuất sữa tiệt trùng Thùng chứa sữa nguyên liệu Thiết bị xử lý nhiệt Thùng chứa sau định lượng Thiết bị chuẩn hoá Thiết bị nghiền đường Phễu định lượng Quạt thổi 10 Thùng chứa sữa bột gầy 11 Thiết bị khí 12 Thiết bị đồng hố 13 Thiết bị tiệt trùng 14 Bồn chờ rót 15 Thiết bị chiết rót, đóng hộp 16 Băng tải 17 Máy đóng thùng 18 Thùng chứa sữa sau định lượng 19 Thiết bị chuẩn hoá 20 Thùng chứa cream 21 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng 22 Thiết bị lên men sơ 23 Thùng chứa sau lên men sơ 24 Thiết bị hoạt hoá vi khuẩn Sản xuất phơ mai 25 ủ chín 26 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Thiết bị định lượng Thiết bị trùng làm nguội Thiết bị lên men Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 52 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 27 Thiết bị hoạt hố men giống 28 Thiết bị đơng tụ 29 Thùng chứa huyết 30 Thiết bị đổ khuôn 31 Thiết bị ướp muối 32 Thùng chứa dung dịch muối 33 Thiết bị phun bào tử nấm 34 Thiết bị bao gói 35 Máy đóng thùng 36 Bơm 5.2 Tính tốn thiết bị Số thiết bị xác định theo hai phương pháp [15] Nếu thiết bị làm việc liên tục: n = N M Nếu thiết bị làm việc gián đoạn: n = NT 60.V N tổng suất trước vào thiết bị M suất thiết bị chọn T chu kỳ làm việc thiết bị (phút) V thể tích làm việc thiết bị, N (tấn/h) ta phải chuyển thể tích sang khối lượng, số lượng thiết bị làm tròn lên chọn thiết bị dự trữ trường hợp cần thiết 5.2.1 Tính tốn kích thước thùng chứa cho dây chuyền 5.2.1.1 Thùng chứa cân Chọn thùng chứa sữa nguyên liệu ban đầu có thân hình trụ, đáy hình chỏm cầu,làm thép khơng gỉ Gọi D: đường kính thân hình trụ r: bán kính hình chỏm cầu H: chiều cao thân hình tru h: chiều cao phần chỏm cầu H0: chiều cao thùng, H0 = H + 2h Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Hình Thùng cân Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 53 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Thể tích thùng tính theo công thức: V = 2Vc + Vtr Vtr: Thể tích phần thân trụ Vc: Thể tích phần chỏm cầu Vtr: Thể tích phần thân trụ Chọn H = 1,3D, h = 0,3D Thể tích phần hình trụ: Vtr =  D2 H =  D21.3D = 1, 021D3 Thể tích phần chỏm cầu: h  0,3D  D  2 Vc =  (h + 3r ) =   (0,3  D) +     = 0,132D3  6     Ta tích thùng: V = 1,021D3 + ×0,132D3 = 1,285D3 D= Vậy: V 1,285 (*) Mỗi ca làm việc tiếng, có thời gian vệ sinh thiết bị, giao nhận ca thời gian làm việc ca thiết bị 7,5 Chọn hệ số chứa đầy thùng 0,85 Năng suất công đoạn đổi sang m3/h: V(m /h ) = 39, 265 = 5, 235 (m3/h) 7,5  103 Thùng chứa cân bằng: V= Thể tích thực thùng chứa: Vth = D= V (lit / ca) (lít/ca) 7,5  103 5, 235 = 6,16 (m3/h) 0,85 V 6,16 =3 = 1,687(m) = 1687(mm) , H = 1,3D = 2193 (mm), 1, 285 1, 285 h = 0,3D = 506 (mm), H0 = H + 2h = 3205 (mm) Vậy chọn thùng chứa sữa ngun liệu có kích thước 1687 × 3205 (mm) - Cream 40% có tỷ trọng 0,971 (kg/l) - Tỷ trọng dung dịch muối 20% 10oC 1,269 (kg/l) -Tỷ trọng huyết sữa 1,025 (kg/l) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 54 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 5.2.1.2 Silo chứa đường Tính tốn kích thước silo: Gọi HT D: đường kính thân trụ D HT: chiều cao thân hình trụ h: chiều cao thân hình chóp h r r: bán kính chóp (r = D/4) Hình Silo chứa đường Chọn HT = 1,3D; h = 0,3D Gọi VSilo: thể tích silo chứa Vtrụ: thể tích phần hình trụ Vc: thể tích phần chỏm cầu Ta có: VSilo = Vtrụ + Vc , đó: 𝑉𝑡𝑟ụ = 𝜋 × 𝐷 × 𝐻 3,14 × 𝐷 × 1,3𝐷 = = 1,021𝐷 4 𝑉𝑐 = 𝜋 × ℎ × (ℎ2 + 3𝑟 ) = 0,132𝐷 Suy ra: VSilo = Vtrụ + Vc = 1,021D3 + 0,132D3 = 1,153D3 Như vậy: D = VSilo 1,153 Lượng đường RE dùng cho ca là: 1,809 tấn/ca Ta chọn thời gian đường lưu thùng ca Khối lượng riêng đường RE 1,587 kg/m3 Thể tích lượng đường là: V = 1,809 = 1,140 (𝑚3 ) 1,587 Chọn thùng chứa đường thép không rỉ, thân hình trụ, đáy chỏm cầu hệ số chứa đầy thùng 0,85: V = 1,140 = 1,341 (𝑚3 /𝑐𝑎) 0,85 Chọn thùng chứa đường Áp dụng công thức [5.9], ta được: 𝐷=√ 1,341 = 1,052 𝑚 1,153 Chọn D = 1,4m Vậy: 𝐻 = 1,3 × 1,052 = 1368(𝑚) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 55 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert ℎ = 0,3 × 1,052 = 316(𝑚), 𝐻0 = 1684(𝑚) Vậy chọn thùng chứa đường có kích thước D x H0 = 1052 x 1684 mm 5.2.1.3 Thùng chứa cream Lượng cream bổ sung: 1,881 tấn/ca Với tỷ trọng cream 0,971 (kg/l), lượng cream tính theo lít/ca là: 1,881 103 = 1940 (lit/ca) = 1940 m3/ca 0,971 Vậy thể tích thùng chứa là: Vth = 1,940 = 2, 282 (m3) 0,85 Sử dụng thiết bị có hình dạng hình 5.2 Đường kính thân trụ là: 2, 282 = 1, 255 (m) = 1255 (mm) 1,153 Công thức 5.3: D= Suy ra: H = 1,3 × 1255 = 1882 (mm) h = 0,3 × 1255 = 376,5 (mm) r = D/4 = 314 (mm) Chiều cao thùng chứa là: H ' = 2258 (mm) Vậy ta cần dùng thùng chứa cream với kích thước là: Đường kính: D = 1255 mm Chiều cao: H’ = 2258mm, thể tích: V = 2,282 m3 5.2.1.4 Thùng chứa bột gầy Sữa bột gầy có tỷ trọng từ 0,65 – 0,75 (kg/l), ta chọn 0,65 (kg/l) Lượng sữa bột gầy tính theo (lít/ca) là: 2,084 1000 = 3206,154 (lít/ca) = 3,206 m3/ca 0,65 Chọn thùng chứa sữa bột gầy có thân hình trụ, đáy hình nón cụt, làm thép tương tự kiểu dáng silo chứa đường (hình 5.2) Có cơng thức 5.3: D = Vth 1,153 Theo bảng 4.6, lượng sữa bột gầy 2,084 tấn/ca, chọn hệ số chứa đầy thùng 0,85, thể tích thực thùng chứa là: Vth = Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy 3, 206 = 3,772 (m3) 0,85 Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 56 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Vth = D= Suy ra: 3, 206 = 3,772 (m3) 0,85 Vth 3,772 =3 = 1, 484 (m) = 1484(mm) 1,153 1,153 H = 1,3 × 1484 = 1929 (mm) h = 0,3 × 1484 = 446 (mm), d = 1484/4 = 372(mm) Chiều cao thùng chứa là: H ' = 2375 (mm) Vậy ta cần dùng thùng chứa cream với kích thước là: Đường kính: D = 1484 mm, chiều cao: H’ = 2375mm Đối với thùng chứa trung gian sử dụng thùng có hình dạng hình 5.1 Tính tốn theo (*), ta có bảng tổng kết kích thước thùng chứa sau: Bảng 5.2 Các thùng chứa Năng ST Tên thùng chứa T suất (m3/h) Số lượng Thông số (mm) D H0 H h 3205 2193 506 Chung cho dây chuyền Thùng cân chứa sữa nguyên liệu 5,235 1687 Sữa tiệt trùng có đường Thùng chứa sữa sau định 4,833 lượng 1555 2955 2022 467 Thùng chứa sữa bột gầy 0,401 724 1375 1014 73 Thùng chứa đường 0,152 496 942 645 149 Thùng chứa sau chuẩn 4,390 hóa 1 1507 2862 1958 452 Thùng chứa sữa sau tiệt 4,239 trùng 1489 2828 1935 447 900 1710 1170 270 Phơ mai ủ chín Thùng chứa sữa định 0,936 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 57 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert lượng Thùng chứa cream 0,304 1255 2258 1882 314 1.108 952 1808 1237 285 10 Thùng chứa huyết 0,613 sữa 782 1485 1016 234 11 Thùng chứa dung dịch 0,031 muối 569 1080 739 170 Thùng chứa sữa sau chuẩn hóa 5.2.2 Thiết bị lọc Theo bảng 4.5 lượng sữa cần lọc 39264,990 (lít/ca) Thể tích sữa lọc 1giờ là: V= 39264,990 = 5235 (lít/h) 7,5 Chọn thiết bị lọc với thông số kĩ thuật thể bảng sau: Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật thiết bị lọc Model GEA KA 70 – 76 Năng suất (lít/h) 3000 Chiều dài thiết bị (mm) 1000 Đường kính ngồi (mm) 250 × Đường kính ống lọc (mm) 150 Đường kính lưới lọc (µm) 76 Số thiết bị cần chọn là: n = Hình 5.3 Thiết bị lọc thủy [17] 5235 = 1,745 3000 Vậy chọn thiết bị (2 thiết bị sử dụng khu xử lý nguyên liệu) 5.2.3 Thiết bị định lượng Theo bảng 4.5 lượng sữa cần định lượng 39087,040 (lít/ca) Thể tích sữa cần định lượng là: V= 39087,040 = 5211,6 (lít/h) 7,5 Chọn lưu lượng kế MAG – LOW 650 (hình 5.5) thơng số kỹ thuật bảng 5.4 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 58 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 5.4 Thơng số kỹ thuật lưu lượng kế MAG – LOW 650 Model MAG-LOW 650 Năng suất 6500 lít/giờ Kích thước thiết bị 165 × 160 × 350 (L× W × H) Số thiết bị cần chọn: n = 5211,6 = 0,8 6500 Hình 5.4 Lưu lượng kế MAG – LOW [18] Vậy chọn thiết bị (1 thiết bị định lượng khu xử lý nguyên liêu, định lượng từ khu xử lý nguyên liệu sang phân xường sản xuất, thiết bị định lượng cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng phô mai) 5.2.4 Thiết bị xử lý nhiệt Theo bảng 4.5 lượng sữa đưa vào gia nhiệt 38873,307 (lít/ca) Lượng sữa cần 38873,307 = 5583,107 (lít/h) 7, gia nhiệt là: Chọn thiết bị xử lý nhiệt với thông số kỹ thuật thể bảng 5.5: Bảng 5.5 Thông số kỹ thuật thiết bị xử lý nhiệt Model BR4 – JZH – 30B Năng suất (lít/h) 6000 Kích thước thiết bị (mm) 1200 × 700 × 1550 Lượng sử dụng (kg/h) 600 Số thiết bị cần chọn là: n = 5183,107 = 0,86 6000 Hình 5.5 Thiết bị gia nhiệt mỏng [19] Vậy chọn thiết bị 5.3 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đường 5.3.1 Phễu định lượng Theo bảng 4.6 lượng sữa bột gầy cần 2,084 tấn/ca, lượng sữa cần định lượng là: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy 2,084  103 = 427, 487 (lít/h) 7,5  0,65 Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 59 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Chọn phễu định lượng với thông số kỹ thuật thể bảng sau: Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật phễu định lượng Model BAT – LF – TS – 46 Sức chứa (lít/h) 600 Kích thước thiết bị (mm) 1000 × 540 × 1330 0,5 Độ cấp liệu xác Số thiết bị cần chọn là: n = Hình 5.6 Phếu định lương [20] 427, 487 = 0,712 600 Vậy chọn thiết bị 5.3.2 Thiết bị chuẩn hoá Lượng sữa tươi, sữa bột gầy đường đưa vào thiết bị chuẩn hoá Vch1 = (với hệ số lấp đầy 0,85) là: 32927, 442 = 5169,795 (lít/h) 7,5  0,85 Chọn thiết bị chuẩn hố hình 5.7 với thơng số kỹ thuật thể bảng 5.7 phía Bảng 5.7 Thơng số kỹ thuật thiết bị chuẩn hóa Model SSG - Dung tích (lít/h) 1000 Tốc độ khuấy (r/min) 1750 - Kích thước thiết bị 1780 x 2380 (mm) Thời gian chuẩn hóa mẻ 10 phút n = Hình 5.7 Thiết bị chuẩn hóa [21] 5169,795 10 = 0,862 60 1000 Vậy ta chọn thiết bị 5.3.3 Thiết bị khí Theo bảng 4.5, lượng sữa đưa vào khí 32762,805 (lít/ca) Thể tích sữa cần khí là: V = 32762,805 = 4368,374 (lít/h) 7,5 Chọn thiết bị khí chân khơng với thông số kỹ thuật thể bảng: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 60 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 5.8 Thơng số kỹ thuật thiết bị khí Model ZTD - Năng suất (lít/h) 3000 Kích thước thiết bị (mm) 1185 × 800 × 3140 Áp suất làm việc (mpa) 0,064 – 0,087 Công suất (kW) 7,3 Số thiết bị cần chọn là: n = Hình 5.8 Thiết bị khí chân khơng [22] 4368,374 = 1, 456 3000 Vậy ta chọn thiết bị 5.3.4 Thiết bị đồng hoá Theo bảng 4.5, lượng sữa đưa vào đồng hố 32435,177(lít/ca).Thể tích sửa cần đồng hoá là: V = 32435,177 = 4,325 (m3/h) 7,5  1000 Chọn thiết bị đồng hố với thơng số kỹ thuật thể bảng sau: Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật thiết bị đồng hóa Model GJB – – 25 Năng suất (m3/h) Kích thước thiết bị (mm) 1400 × 1250 ×1600 Áp suất làm việc (mpa) 25 Công suất (kW) 25 Hình 5.9 Thiết bị đồng hóa [23] Lượng sử dụng (kg/h) 35 Số thiết bị cần chọn là: n = 4,325 = 0,865 Vậy ta chọn thiết bị 5.3.5 Thiết bị tiệt trùng UHT Theo bảng 4.5, lượng sữa đưa vào tiệt trùng UHT 34,519 (tấn/ca) Thể tích sữa cần tiệt trùng UHT V = 34,519 = 4,603 (tấn/h) 7,5 Chọn thiết bị tiệt trùng UHT dạng với thông số kỹ thuật thể hiện: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 61 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 10 Thông số kỹ thuật thiết bị tiệt trùng Model BS – Năng suất (tấn/h) Kích thước thiết bị (mm) 2300 × 2200 ×2500 Nhiệt độ tiệt trùng (0C) 143 Thời gian giữ nhiệt (s) Lượng nước mát sử dụng 12000 (kg/h) Số thiết bị cần chọn là: n = Hình 5.10 Thiết bị tiệt trùng UHT [24] 4,603 = 0,92 Vậy ta chọn thiết bị 5.3.6 Thiết bị chiết rót đóng hộp Theo bảng 4.7, số lượng hộp cần phải đóng 176446 (hộp/ca) Số hộp cần đóng là: M = 176446 = 23526,133 (hộp/giờ) 7,5 Chọn thiết bị chiết rót, đóng nắp tự động (hình 5.11) với thơng số kỹ thuật thể bảng 5.11 Bảng 5.11 Thông số kỹ thuật thiết bị chiết rót, đóng nắp Model Tetrapak A3 Năng suất (hộp/h) 9000 – 24000 Kích thước thiết bị (mm) 5600 × 1800 × 4000 Cơng suất (kW) 1,7 Lượng tiêu thụ (kg/h) 150 Số thiết bị cần chọn là: n = Hình 5.11 Máy chiết rót, đóng nắp [25] 23526,133 = 0,98 24000 Vậy ta chọn thiết bị Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 62 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 5.3.7 Thiết bị đóng thùng Theo bảng 4.7, số lượng thùng cần đóng 4368 (thùng/ca) Số hộp cần đóng là: N = 4412 = 588, 267 (thùng/h) 7,5 Chọn thiết bị đóng thùng tự động với thơng số kỹ thuật thể hiện: Bảng 5.12 Thông số kỹ thuật thiết bị đóng thùng Model MK – APLCS08 Năng suất (thùng/h) 750 Kích thước thiết bị(mm) 4100 × 2000 × 1600 Cơng suất (kW) Hình 5.12 Thiết bị đóng thùng [26] Số thiết bị cần chọn là: n = 583 = 0,78 750 Vậy ta chọn thiết bị 5.3.8 Băng tải Năng suất băng tải: Q = 3600× F × v × q t/h [15] Trong : v: vận tốc băng tải, (m/s), v = 0,6(m/s) q: Khối lượng riêng vật liệu = 1076 (kg/m3) F: Diện tích tiết diện ngang dịng vật liệu, m2 F =  b  h (m2), h =  b 12 Với: b chiều rộng lớp vật liệu băng (m): b = 0,9B – 0,05 B: chiều rộng băng, m Q = 3600  Vậy  b2  v  q 18 Lượng sữa sau đóng hộp 34,003 tấn/ca = 4533,733 kg/h nên b= 18  Q 18  4533,733 = = 0,187m 3600  v  q 3600  0,6 1076 Chiều rộng lớp vật liệu băng 0,2 m, ta chọn chiều rộng băng tải 0,4 m Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 63 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Vậy chọn kích thước băng tải có kích thước: L x W x H = 3000 × 400 × 1000 mm Bảng 5.13 Thơng số kỹ thuật băng tải Model XLP – A/3.0 Tốc độ (m/s) 0,6 m/s Kích thước (mm) 3000 × 400 × 1000 Cơng suất (kW) Hình 5.13 Băng tải [27] 5.3.9 Thiết bị nghiền đường Lượng đường bổ sung vào trình phối trộn 1,773 tấn/ca Chọn thiết bị nghiền đường, có thơng số kĩ thuật hình ảng thể Bảng 5.14 Thông số kỹ thuật thiết bị nghiền Mã hàng TP-GM-80B Sản lượng 1800kg/h Độ mịn 100 – 120 mesh Nhiệt độ đường < 400 C sau nghiền Kích thước thiết bị 1300 x 900 x 1680 (mm) Số thiết bị cần chọn: n = Hình 5.14 Thiết bị nghiền đường [28] 1773 = 0,985 thiết bị 1800 Vậy số thiết bị cần chọn 5.4 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phơ mai ủ chín 5.4.1 Thiết bị chuẩn hố Lượng sữa tươi cream 40% đưa vào thiết bị chuẩn hố: 10,455 tấn/ca = 10219,941 lít/ca Vậy (với hệ số lấp đầy 0,85) là: Vch = 10219,941 = 1603,128 (lít/h) 7,5  0,85 Chọn thiết bị chuẩn hố với thơng số kỹ thuật thể bảng (5.15) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 64 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 15 Thơng số kỹ thuật thiết bị đồng hóa Model SSG-300 Kích thước thiết bị (mm) 1340 x 1900 Dung tích (lít/h) 300 Hình 15 Thiết bị chuẩn hóa [21] Số thiết bị cần chọn là: n = 1603,128 10 = 0,89 300  60 Vậy ta chọn thiết bị 5.4.2 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng Theo bảng 4.5 lượng sữa đưa vào thiết bị làm nguội 10060,928 (lít/ca) Lượng sữa cần gia nhiệt là: 10060,928 = 1341, 457 (lít/h) 7,5 Chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng mỏng với thông số kỹ thuật thể bảng 5.16 Bảng 5.16 Thông số kỹ thuật thiết bị trao đổi nhiệt Model BR16 – JZH – 10B Kích thước thiết bị 800 × 310 × 1200 (mm) Dung tích (lít/h) Hình 5.16 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng[29] 1500 Số thiết bị cần chọn là: n= 1341, 457 = 0,67 2000 Vậy chọn thiết bị 5.4.3 Thiết bị hoạt hoá vi khuẩn Lượng vi khuẩn lactic hoạt hoá là: 0,203 (tấn/ca) Lượng vi khuẩn hoạt hoá (với hệ số lấp đầy 0,85) là: V = 0, 203  1000  = 0, 466 (m3/ca) 1,023  0,85  103 Chọn thùng hoạt hoá có thân hình trụ, đáy cơn, bên có cánh khuấy Gọi: - D đường kính thân trụ - H chiều cao thân trụ, H = 1,3D Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 65 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert - h chiều cao phần đáy côn, h = 0,3D - H0 chiều cao thùng: H0 = H + 2h Thể tích thùng tính theo cơng thức: V = 2Vc + Vt Trong đó: Vc thể tích phần đáy cơn: Hình 5.17 Thiết bị hoạt hóa [30] D h D  0,3h Vc = = = 0,079D3 12 12 D H D  1,3D = = 1,021D3 Vt thể tích phần hình trụ: Vt = Vt = 4 Từ Vt Vc có thể tích thùng sau: V = 1,021D3 + x 0,079D3 = 1,179D3  D= V 0, 466 =3 = 0,734 m = 734 mm 1,179 1,179 H = 954 mm, h = 220 mm, H0 = 1394 mm 5.4.4 Thiết bị lên men sơ Theo bảng 4.5, lượng sữa đưa vào lên men sơ 10118,279 (lít/ca) Quá trinh lên men thực 15 giờ, (với hệ số chứa đầy 0,85) nên lượng sữa là: V= 10118, 279  15 = 23807,717 (lít/h) 7,5  0,85 Chọn thiết bị lên men với thông số kỹ thuật thể bảng sau: Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật thiết bị lên men sơ Model SSG – 15 Kích thước thiết bị (mm) 1420 × 2940 Năng suất (lít/h) 15000 Lượng sử dụng (kg/h) 72 Số thiết bị cần chọn là: n = Hình 18 Thiết bị lên men sơ [31] 23807,717 = 1,58 15000 Vậy chọn thiết bị lên men để đáp ứng dây chuyền, thiết bị dự trữ Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 66 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 5.4.5 Thiết bị trùng Theo bảng 4.5, lượng sữa đưa vào trùng – làm nguội 10,247 (tấn/ca) Thể tích sữa cần trùng – làm nguội là: 10, 247 = 1,366 (tấn/h) 7,5 Chọn thiết bị trùng dạng với thông số kỹ thuật thể bảng 5.18 dưới: Bảng 18 Thông số kỹ thuật thiết bị trùng Model BS – 1,5 Kích thước (mm) 1900 × 1500 × 2000 Năng suất (tấn/h) 1,5 Nước mát sử dụng 25,3 (tấn/h) Công suất (kW) Hình 19 Thiết bị trùng, làm nguội [32] 3,37 Số thiết bị cần chọn là: n = 1,366 = 0,91 1,5 Vậy chọn thiết bị 5.4.6 Thiết bị hoạt hoá men giống Lượng men giống hoạt hoá là: 0,207 (tấn/ca) Lượng men giống hoạt hoá (với hệ số lấp đầy 0,85) là: V= 0, 207  1000  = 0, 476 (m3/ca) 1,023  0,85  103 Tính chọn tương tự mục 5.4.3 ta được: D = 700 mm, H = 911 mm, h = 210 mm, H0 = 1122 mm 5.4.7 Thiết bị lên men Theo bảng 4.5, lượng sữa đưa vào lên men 10,352(lít/ca) Quá trinh lên men thực trong15 phút đến 30 phút, nên lượng sữa là: V= 10119, 257 = 1587,334 (lít/h) 7,5  0,85 Sử dụng thiết bị có cấu tạo tương tự thiết bị trình lên men sơ với thông số kỹ thuật thể bảng sau: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 67 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Số thiết bị cần chọn là: n = 1587,334 1,5 = 0,952 2500 Chọn thiết bị dự trữ, ta sử dụng thiết bị lên men 5.4.8 Thiết bị đông tụ - tách sơ huyết sữa Theo bảng 4.5 lượng nguyên liệu vào thiết bị đông tụ 9802,607 (lít/ca) Q trình phối trộn đơng tụ tách sơ huyết vòng 60 – 85 phút (với hệ số lấp đầy 0,85) là: V= 9802,607 = 1537,664 (lít/h) 7,5  0,85 Chọn thiết bị đơng tụ hệ với thông số kỹ thuật thể bảng: Bảng 5.19 Thông số kỹ thuật thiết bị đơng tụ Model OST CH5 Kích thước thiết bị(mm) 2600 × 2200 × 2500 Năng suất (lít/h) 3000 Lượng sử dụng (kg) 30 CIP (m3/h) 30 Công suất (kW) 2,2 Số thiết bị cần chọn là: n = Hình 5.20 Thiết bị đơng tụ [33] 1537,664 = 0,512 3000 Vậy ta chọn thiết bị 5.4.9 Thiết bị đổ khuôn Theo bảng 4.5 lượng nguyên liệu vào thiết bị đổ khn 6,566(tấn/ca) Thể tích sữa cần đổ khuôn là: V = 6,566 103 = 875, 467 (kg/h) 7,5 Chọn thiết bị đổ khuôn với thông số kỹ thuật thể bảng 5.20 Số thiết bị cần chọn là: n = 875, 467 = 0,875 1000 Vậy ta chọn thiết bị Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 68 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 5.20 Thơng số kỹ thuật thiết bị đổ khuôn Model Tetra Pak Blockformer Kích thước thiết bị 4200 × 3900 × 5000 (mm) Năng suất (kg/h) 1000 Hình 5.21 Thiết bị đổ khn [34] 5.4.10 Thiết bị ướp muối Theo bảng 4.5 lượng nguyên liệu phô mai vào thiết bị ướp muối 3,872 3,872 103 (tấn/ca) , ca có : = 516, 266 (kg/h) 7,5 Bảng 5.21 Thơng số kỹ thuật thiết bị ướp muối Model Thiết bị ướp muối Tetrapark Năng suất 300 kg/h Kích thước 3600 × 1500 × 1500 (L× 𝑊 × 𝐻) Áp lực 0.2 – 0.3 bar Hình 5.22 Thiết bị ướp muối [35] Nguyên tắc hoạt động: Các khối phô mai sau định hình, đưa vào thùng chứa thiết bị ướp muối, nối liền thùng chứa (2) phận: Phân hủy, hiệu chỉnh nồng độ muối (4) thiết bị lọc (3) để loại bỏ tạp chất thô bơm qua thùng chứa (2) để ngâm khối phô mai Phô mai ngâm dung dịch nước muối vòng – 1,5 h Số thiết bị cần sử dụng là: n = 516, 226 1  1,72 300 Vậy chọn thiết bị 5.4.11 Thiết bị phun bào tử Theo bảng 4.5 lượng phô mai cần phun bào tử 3,877(tấn/ca) Theo bảng 4.6 lượng bào tử phun vào phô mai là: 0,03877(tấn/ca) = 38,77(kg/h) Số lượng bánh phô mai giai đoạn là: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy 3,877  1000 = 129 (bánh/h) 0,  7,5 Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 69 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 38,77  103 = 30 (g) Lượng bào tử nấm phun cho bánh là: 1292 Ta chọn thiết bị có 10 vịi phun tự động, có phận định phun xác có thơng số kỹ thuật thể bảng 5.22 Bảng 5.22 Thông số kỹ thuật thiết bị phun bào tử Model Auto Jet Kích thước thiết bị 2000 × 800 × 1000 (mm) Năng suất (bánh/h) 2000 Số thiết bị cần chọn là: n = Hình 5.23 Thiết bị phun bào tử [36] 1292 = 0,646 2000 Vậy ta chọn thiết bị 5.4.12 Phòng tàng trữ lạnh Đây nơi tàng trữ lạnh phun bảo tử trước đưa vào phòng ủ chín, phịng tàng trữ lạnh có nhiệt đổ ổn định 18 0C, độ ẩm tương đối khơng khí 75 - 80%, với thời gian tàng trữ 24h Tính kích thước giá đỡ, kệ đỡ phô mai thiết bị khác: Mỗi giá đỡ có 34 kệ gỗ, kệ gỗ xếp 10 × = 50 bánh phơ mai Như giá đỡ bố trí 1700 bánh phơ mai Số bánh phơ mai cần tàng trữ là: 3,873  1000 = 1291 (bánh/h) 7,5  0, Mỗi mẻ tàng trữ 24 giờ, số giá đỡ cần dùng là: n = 1291 24 1700 = 18 (giá đỡ) Vậy ta chọn 18 giá đỡ Giả sử kích thước kệ là: L × W × H = 1500 × 420 × 110 (mm), kích thước giá đỡ là: 1500 × 420 × 3500 (mm) Mỗi giá cách 500 (mm), để đặt nâng kệ đựng bánh phơ mai Hình 5.24 Giá để phơ mai [16] Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 70 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Ta xếp thành dãy, dãy giá Kích thước dãy là: Ld = (1500 + 200) × = 15300 (mm), Wd = 420 (mm), Hd = 3500 (mm) Kích thước phịng tàng trữ lạnh: Lp = 15300 + 4000 + 4700 = 28000 (mm) với 4700 (mm) phần mở rộng để dễ thao tác 4000 mm chứa thiết bị phun bào tử Wp = × 420 + 500 + 4660 = 5900 (mm) với 500 khoảng cách dãy, 4660 phần mở rộng để dễ thao tác Hp = 3400 + 1100 = 4500 (mm) với 3400 (mm) chiều cao giá đỡ 1100 (mm) khoảng cách từ tầng kệ đến trần nhà Vậy kích thước phịng tàng trữ lạnh là: L × W × H = 24000 × 6000 × 4500 (mm) 5.4.13 Phịng ủ chín Theo bảng 4.5 lượng phơ mai đưa vào ủ chín 3,858(tấn/ca) Lượng bánh phơ mai cần ủ chín là: 3,858 103 = 9645 (bánh/ca) 0,4 Trong phịng ủ chín bố trí giá đỡ có 34 kệ, kệ xếp 50 bánh, số bánh giá đỡ 34 × 50 = 1700 (bánh) Thời gian ủ chín: ngày Số giá đỡ là: n = 9645   24 = 163,397 (giá đỡ) 7,5  1700 Chọn kích thước mối giá đỡ 1500 × 420 × 110 mm Vậy ta chọn 170 giá đỡ với 14 dãy, dãy có 12 giá đỡ Kích thước dãy gồm 12 giá đỡ Ld = 12 × (1500 + 500) = 20400 (mm), (mỗi giá cách sau 200mm) Chiều dài phịng: Lp = (420 × + 300) × + 2000 × +6000 = 36000 (mm) với 6000 (mm) phần mở rộng để dễ thao tác xây phịng bao gói, 2000 khoảng cách dãy Chiều rộng phòng: Lp = 20400 + 3600= 24000 (mm) với 3600 (mm) phần mở rộng để dễ thao tác Chiều cao phòng Hp = 3400 + 1100 = 4500 (mm) với 1100 khoảng cách từ phần kệ đến trần nhà Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 71 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Vậy kích thước phịng là: 36000 × 24000 × 4500 (mm) 5.4.14 Thiết bị bao gói Theo bảng 4.5 lượng phơ mai vào cơng đoạn bao gói 3,858 (tấn/ca) 3,858 103 Số phơ mai bao gói là: = 1286 (bánh/phút) 0,4  7,5 Ta chọn thiết bị bao gói tự động với thông số kỹ thuật thể bảng: Bảng 5.23 Thông số kỹ thuật thiết bị bao gói phơ mai Model XINYUE XY-250 Kích thước thiết bị 4000 × 670 × 1500 (mm) Năng suất (bánh/h) 1800 Số thiết bị cần chọn là: n = 1286 = 0,714 1800 Hình 5.25 Thiết bị bao gói phơ mai [37] Vậy ta chọn thiết bị 5.4.15 Bơm Cần sử dụng 13 máy bơm ly tâm 10 bơm áp lực cho tồn phân xưởng sản xuất Bảng 5.24 Thông số kỹ thuật bơm Model 32 – 160C Lưu lượng ( m3/h) 4.5 – 21 Công suất (kW) 1,5 Kích thước (m) 390 x 230 x 300 Hình 26 Bơm ly tâm [38] Bảng 25 Thông số kỹ thuật bơm áp lực Model MD P5 Năng suất (m3/h) Áp suất đẩy (atm) 2,5 Kích thước 390 x 165 x 180 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Hình 27 Bơm áp lực [39] Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 72 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 5.4.16 Gàu tải Chọn gàu tải để đưa đường, sữa bột gầy vào silo chứa - Xuất xứ: Henan, Trung Quốc - Kích thước: L x W x H = 1900 x 500 x 4000 mm - Cơng suất: ÷ 50 tấn/h - Tốc độ quay: 0,5 m/s Hình 5.28 Vít tải [41] Hình 5.29 Gàu tải [40] 5.4.17 Vít tải Chọn vít tải để đưa đường sữa bột gầy từ silo chứa qua thiết bị phối trộn, phía đầu vít tải gắn với silo chứa có phễu định lượng - Xuất xứ: Shandong, Trung Quốc - Kích thước: L x W = 1500 x 200 mm - Cơng suất: ÷ tấn/h 5.4.18 Bàn đóng thùng Sử dụng bàn có kích thước 1500 × 1000 × 850 để cơng nhân thao tác đóng thùng carton Hình 5.32 Bàn đóng thùng carton [42] Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 73 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 5.5 Bảng tổng kết thiết bị Bảng 5.26 Bảng tổng kết thiết bị dùng phân xưởng sản xuất STT Tên thiết bị Kích thước (mm) Thùng chứa sữa nguyên liệu (H×D) 3205 × 1687 Thiết bị lọc (HxD) 1000 x 150 Thiết bị định lượng (L×W × H) 165 × 160 × 350 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng (L×W×H) 1200 × 700 × 1550 Sữa tiệt trùng có đường Thùng chứa sữa sau định lượng (H×D) 2955×1555 Thùng chứa sữa bột gầy (H×D) 2375×1484 Gàu tải (L×W×H ) 1900×500×4000 Phễu định lượng (L×W×H )1200 × 540 × 1330 Thiết bị nghiền đường (L×W×H ) 1300 × 700 × 1820 10 Thiết bị chuẩn hóa (D x H) 1780 × 2380 11 Thùng chứa đường (H×D) 1684 × 1052 12 Thiết bị khí (L×W×H) 1185 × 800 × 3140 13 Thiết bị đồng hóa (L×W×H) 1400 × 1250 ×1600 14 Thiết bị tiệt trùng UHT (L×W×H) 2300 × 2200 × 2500 15 Bồn vơ trùng (H×D) 16 Thiết bị chiết rót, đóng hộp (L×W×H) 5600 × 1800 × 4000 17 Thiết bị đóng thùng (L×W×H) 4100 × 2000 × 1600 18 Băng tải (L x W x H)3000 × 400 × 1000 18 Vít tải (L x W ) 1500 x 200 2828× 1489 Phơ mai ủ chín 19 Thùng chứa sữa sau định lượng (H×D)1710 × 900 20 Thiết bị chuẩn hóa (H×D) 1340× 1900 21 Thùng chứa cream (H×D) 2008 × 1255 22 Thùng chứa sữa sau chuẩn hóa (H×D) 1808× 952 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 74 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 23 Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng (L×W×H) 800 × 310 × 1320 24 Thiết bị lên men sơ (H×D) 2940 × 1420 25 Thiết bị hoạt hóa giống (H×D) 1394× 734 26 Thiết bị trùng, làm nguội (L×W×H) 1900 × 1500 × 2000 27 Thùng chứa sữa sau trùng (H×D) 1793× 944 28 Thiết bị lên men (H×D) 2940 × 1420 29 Thiết bị hoạt hóa men giống (H×D) 1122×700 30 Thiết bị đơng tụ tách huyết (L×W×H) 2600 × 2200 × 2500 31 Thiết bị đổ khn, ép tạo hình (L×W×H) 4200 × 3900 × 5000 32 Bể ướp muối (L×W×H) 3600 × 1500 × 1500 33 Thùng chứa huyết (H×D) 1808 × 952 34 Thùng chứa dung dịch muối (H×D) 1080 × 569 35 Thiết bị phun bào tử (L×W×H) 2000 × 800 × 1000 36 Phịng tàng trữ lạnh (L×W×H) 24000 × 6000 × 4500 37 Phịng ủ chín (L×W×H) 36000 × 24000 × 4500 38 Thiết bị bao gói (L×W×H) 4000 × 670 × 1500 39 Bơm ly tâm (L×W×H) 390 × 230 × 300 40 Bơm áp lực (L×W×H) 390 × 165 × 180 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 75 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT - HƠI - NƯỚC 6.1 Tính nhiệt 6.1.1 Cân nhiệt thiết bị tiệt trùng UHT, làm nguội Sữa có nhiệt độ 650C gia nhiệt đến 1400C nước bão hòa sau sữa làm nguội xuống 220C nước lạnh 2oC ❖ Tính lượng sử dụng để tiệt trùng sữa Chọn nước bão hòa nhiệt độ 1580C áp suất atm, nhiệt lượng riêng nước nhiệt độ áp suất là: λ = 2768 kJ/kg [44] Ta có phương trình cân nhiệt: Dλ + G1 C1 t1 = G2 C2 t2 + DCθ + Qm [43] (6.1) Trong đó: - D: Lượng nước nhiệt độ 158oC áp suất atm (kg/h) λ: Nhiệt lượng riêng nước, λ = 2768 kJ/kg G1, G2: Lượng dịch sữa vào, thiết bị tiệt trùng, theo bảng 4.7 ta có: G1 = G2 = 4,519 (tấn/ca) = 4602,533 (kg/h) - t1: Nhiệt độ dịch sữa 65°C t2: Nhiệt độ tiệt trùng dịch sữa:140°C - C1, 𝐶2 : Nhiệt dung riêng dịch sữa nhiệt độ 68°C 140°C - C1 = Cn × B + Cck × (1 ˗ B) (kcal/kg.độ) (6.2) Nhiệt dung riêng dịch sữa tính theo cơng thức 6.1 (với B: Hàm lượng nước sữa sau tiệt trùng: 77,831% ) Tra bảng nhiệt dung riêng nước áp suất khí Cn kcal/kg.oC tính tốn nhiệt dung riêng sữa sau cô đặc [44] C C kcal/kg.oC kJ/kg.oC 0,77831 0,856 3,586 0,77831 0,811334 3,39608 to Cn kcal/kg.oC Cck kcal/kg.oC B 65 1,00065 0,35 140 1,0186 0,35 G1 C1 t1 = 4602,533 × 3,856 × 65= 1072686,698 (kJ/h) G2 C2 t2 = 4602,533 ×3,39608 ×140 =2188279,838 (kJ/h) Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: DCθ Trong đó: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 76 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert - θ: Nhiệt độ nước ngưng, chọn nhiệt độ nước ngưng 100°C - C: Nhiệt dung riêng nước ngưng 100°C 1,00763 (kcal/kg.oC) tương đương 4,218 (kJ/kg.oC) Giả sử lượng nhiệt tổn thất môi trường Qm 5% nhiệt lượng nước bão hòa mang vào: Q = 5% Dλ Từ có phương trình cân nhiệt suy ra: Dλ - 0,05 D λ - DCθ = G2 C2 t2 -G1 C1 t1 D= G 2C2 t c − G1C1t đ 2188279,838 − 1072686,698 = = 475, 450 (kg/h)  − C − 0,05 2768 − (4, 218 100) − 0,05 Vậy lượng nước bão hòa 158oC áp suất atm cần dùng: 475,450(kg/h) ❖ Tính lượng nước lạnh 1oC cần dùng để làm nguội sữa Dùng nước lạnh 1oC để làm nguội sữa sau tiệt trùng từ 140oC xuống 20oC Ta có phương trình cân nhiệt cho q trình làm nguội: Gl1 Cl1 tl1 + G1 C1 t1 + Qm = G2 C2 t2 + Gl1 Cl2 tl2 [43] (6.3) Trong đó: - 𝐺𝑙1 , 𝐺𝑙2 : Lượng nước lạnh mang vào, mang (kg/h), Gl1= Gl2 - 𝑡𝑙1 : nhiệt độ nước lạnh mang vào 1°C, 𝑡𝑙2 : nhiệt độ nước 75°C - 𝐶𝑙1 : Nhiệt lượng riêng nước 1°C - 𝐶𝑙2 : Nhiệt dung riêng nước 75°C - 𝐺1 : Lượng sữa cần làm nguội, theo bảng 4.7 lượng sữa cần làm nguội G1 = G2 = c (kg/h) - C1, 𝐶2 : Nhiệt dung riêng dịch sữa nhiệt độ 20°C 140°C Theo cơng thức 6.1 tính tốn nhiệt dung riêng sữa 20°C 140°C , B hàm lượng chất khơ dịch sữa sau tiệt trùng, B = 77,831 % C C kcal/kg.oC kJ/kg.oC 0,77831 0,798134 3,31239 0,77831 0,811334 3,39608 to Cn kcal/kg.oC Cck kcal/kg.oC B 20 0,99947 0,35 140 1,0186 0,35 G1 C1 t1 = 4602,533 ×3,31239×20 = 304907,686 (kJ/h) G2 C2 t2 =4602,533 ×3,82750×140 = 2134353,8 (kJ/h) Nhiệt dung riêng nước 10C là: Cn1=1,00717 (kcal/kg.oC) = 4,21581 (kJ/kg.oC) Nhiệt dung riêng nước 750C là: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 77 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Cn1=1,00208 (kcal/kg.oC) = 4,19450 (kJ/kg.oC) Giả sử lượng nhiệt tổn thất mơi trường Qm= Từ phương trình cân nhiệt suy ra: Gl1 (Cl2 t l2 − Cl1 t l1 ) = G2 C2 t − G3 C3 t →Gl1 = G2 C2 t2 - G3 C3 t3 2134353,8 - 304907,686 = = 5894,371 (kg/h) Cl2 tl2 - Cl1 tl1 4,19450×75 - 4,21581 ×1 Vậy lượng nước lạnh 1oC làm nguội sữa sau tiệt trùng xuống 20oC: 5894,371 (kg/h) tương đương với 5,89 m3/h 6.1.2 Cân nhiệt thiết bị trùng, làm nguội Sữa sau lên men có nhiệt độ 150C trùng đến 800C Bằng nước bão hịa, sau sữa làm nguội đến 200C Nhờ nhiệt độ sữa đưa vào ❖ Tính nhiệt • Phương trình cân nhiệt (đun nóng nước gián tiếp) Dλ + G1C1tđầu = G2C2tcuối + DCθ + Qm + D đại lượng cần xác định, kg/h +Ở nhiệt độ 132oC áp suất làm việc 2,95 at, λ = 2729 (kJ/kg) + G1 = 10,247 (tấn/ca) = 1366,267(kg/h) + tđầu = 150C + G2 = 10,145 (tấn/ca) = 1352,667(kg/h) + tcuối = 80oC C1, 𝐶2 : Nhiệt dung riêng dịch sữa nhiệt độ 15°C 80°C Theo công thức 6.3 tính tốn nhiệt dung riêng sữa 15°C 80°C C C kcal/kg.oC kJ/kg.oC 0,798 0,869 3,639 0,798 0,871 3,647 to Cn kcal/kg.oC Cck kcal/kg.oC B 15 1,00062 0,35 80 1,00294 0,35 • Lượng nhiệt nước ngưng mang θ nhiệt độ nước ngưng (chọn 132oC) C nhiệt dung riêng nước ngưng 132oC, C = 4,266 kJ/kg.độ) • Lượng sử dụng Thay thơng số vào (6.3) ta tính được: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 78 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert D= G 2C2 t c − G1C1t d 395553, 225 − 74577, 6842 = = 147, 204 (kg/h)  − C − 0, 05 2729 − (4, 266 132) − 0, 05 ❖ Tính lượng nước lạnh oC làm nguội sữa xuống 20 °C Ta có phương trình cân nhiệt cho trình làm nguội: Gl1 Cl1 t l1 + G2 C2 t + Q m = G3 C3 t + Gl1 Cl2 t l2 Trong đó: - Gl1 , Gl2 : Lượng nước lạnh mang vào, mang (kg/h) - t l1 : nhiệt độ nước lạnh vào °C, t l2 : nhiệt độ nước 20 °C - Cl1 : nhiệt lượng riêng nước °C, Cl2: nhiệt dung riêng nước 20°C - G2 C2 t : Nhiệt lượng sữa 80 °C - G3 C3 t : Nhiệt lượng sữa 20 °C G2C2t2 = G2  3, 647  80 = 335562,804 (KJ/h) G3C3t3 = G3  3,82817  22 = 96863,902 (KJ/h) Nhiệt dung riêng nước 0C là: Cl1 = 1,00636 (kcal/kg.oC) = 4,21342 (kJ/kg.oC) Nhiệt dung riêng nước ngưng 40 0C là: Cl2 = 0,99869 (kcal/kg.oC) = 4,18131 (kJ/kg.oC) Giả sử lượng nhiệt tổn thất môi trường Qm = Từ phương trình cân nhiệt suy ra: GL1 = G2C2t2 − G3C3t3 335562,804 − 96863,902 = = 1632,852 (kg/h) CL 2tl − Cl1tl1 4,18131 40 − 4, 21342  Vậy lượng nước lạnh oC làm nguội sữa xuống 20 °C: 1632,852 (kg/h) tương đương với 1,6 (m3/h) 6.1.3 Cân nhiệt cho thiết bị chứa cream ❖ Lượng nhiệt nước mang vào Công thức: Q1 = Dλ + D: Lượng nước cần cung cấp (kg/h) + λ: Nhiệt lượng riêng nước (KJ/kg) + Áp suất làm việc: 0,15 at + Nhiệt độ hơi: 50oC Do λ = 2421,642 (kJ/kg) ❖ Lượng nhiệt cream mang vào Công thức: Q2 = G1C1tđầu + G1 = 1,881 (tấn/ca) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 79 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert + tđầu = 15oC + Nhiệt dung riêng cream vào tính theo cơng thức: C1 = Cn × B + Cck × (1 ˗ B) (kcal/kg.độ) Trong đó: Cn nhiệt dung riêng nước 15oC 0,932 kcal/kg.độ [44] Cck nhiệt dung riêng chất khô (chọn 0,4 kcal/kg.độ) B hàm lượng nước cream (60%) =>C1=0,932×0,60+0,4×(1-0,6)=0,719(kcal/kg.độ)=3,009 (kJ/kg.độ) Vậy Q2 = 11319(kJ/h) ❖ Lượng nhiệt cần dùng để làm nóng thiết bị Ta có: Q3 = KF∆t [43] Với K: hệ số truyền nhiệt (KJ/m2.h độ) K= 1 δ1 δ2 + + + α1 λ1 λ2 α2 Giả sử thiết bị làm thép dày δ1= (mm) lớp bảo ôn dày δ2 = 50 (mm) Biết hệ số cấp nhiệt từ tới lớp thép: α1 = 2000 (Kcal/m2.h độ) Hệ số cấp nhiệt từ lớp bảo ôn không khí: α1 = (Kcal/m2 h độ) Hệ số dẫn nhiệt thép là: λ1 = 40 (Kcal/m2.h độ) Hệ số dẫn nhiệt lớp bảo ôn: λ2 = 0,4 (Kcal/m2.h độ) Suy ra: K= = 4, 224 (kcal/m2 h độ) = 17,682 (kJ/m2 h độ) 0, 005 0, 05 + + + 2000 40 0, + F diện tích bề mặt truyền nhiệt (m2), diện tích nửa diện tích thân trụ thiết bị có đường kính 1,213 m, chiều cao 1,941m × 2𝜋𝑟ℎ = 3,14 × 0,6115 × 1,941 = 3,727(𝑚2 ) + Δt hiệu số nhiệt độ trung bình 𝐹= Δt = Δt d − Δt c Δt 2,303 × log d Δt c Nhiệt độ sữa tăng từ 15°C lên 30°C Nhiệt độ 50 oCvà nước ngưng 45°C Suy Δtđ = 50– 15 = 35°C Δtc = 50 – 45 = 5°C Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 80 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 35 − Δt = = 15,4°C 35 Vậy: Q = 17,682 × 3,727 × 15,4 = 1014,873(kJ/ca) 2,303 × log ❖ Lượng nhiệt cream mang Công thức: Q4 = G2C2tcuối + G2 = 1,881 (tấn/ca) + tcuối = 30oC + C2 = Cn × B + Cck × (1 ˗ B) (kcal/kg.độ) Trong đó: Cn nhiệt dung riêng cream (ở 30oC 0,998 kcal/kg.độ) Cck nhiệt dung riêng chất khô (chọn 0,4 kcal/kg.độ) B hàm lượng nước sữa (60%) =>C2=0,998×0,6+0,4×(1-0,6) =0,7588 (kcal/kg.độ) = 3,175 (kJ/kg.độ) Vậy Q4 = G2C2tcuối = 1881 ×3,175×30 = 23888,7 (kJ/ca) ❖ Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: Q5=DCθ - Nhiệt độ nước nhiệt độ nước 45°C - C: Nhiệt dung riêng nước ngưng 45°C 0,956 (kcal/kg.độ) ❖ Lượng nhiệt giữ cream 30oC Giả sử phút nhiệt độ giảm 1oC Q = G 2C2 1  60  1  60  = 1881 3,175  = 2589276 (KJ/ca) 5 ❖ Lượng nhiệt tổn thất mơi trường: Qm Vì thiết bị có lớp bảo ơn nên cách nhiệt tốt nên: Qm = 0,03ìD ã Phng trỡnh cõn bng nhit: Q1 + Q = Q3 + Q + Q + Q5 + Q m Dλ + G1 C1 t d = Q + Q + G2 C2 t c + DCθ + Q m Suy ra: Q + Q + G2 C2 t c − G1 C1 t đ λ − Cθ − 0,03 2914421,4 + 1014,873 + 23888,7 − 11319 = = 1306 (𝑘𝑔/𝑐𝑎) 2421,642 − 3,999 × 45 − 0,03 D= Vậy lượng tiêu thụ h 174,133 kg/h Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 81 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 6.1.4 Cân nhiệt cho thiết bị lên men ❖ Lượng nhiệt nước mang vào Công thức: Q1 = Dλ + D: Lượng nước cần cung cấp (kg/h) + λ: Nhiệt lượng riêng nước (KJ/kg) + Áp suất làm việc: 0,15 at + Nhiệt độ hơi: 53,6oC Do λ = 2596 (kJ/kg) ❖ Lượng nhiệt dịch sữa mang vào Công thức: Q2 = G1C1tđầu + G1 = 10,352(tấn/ca) = 1380,266(kg/h) + tđầu = 33oC + Nhiệt dung riêng dịch sữa vào tính theo cơng thức: C1 = Cn × B + Cck × (1 ˗ B) (kcal/kg.độ) Trong đó: Cn nhiệt dung riêng nước 33 oC 0,99872 kcal/kg.độ [44] Cck nhiệt dung riêng chất khô (chọn 0,35 kcal/kg.độ) B hàm lượng nước sữa (79,7%) =>C1= 0,99872 × 0,797 + 0,35 × (1-0,797) = 0,867 (kcal/kg.độ) = 3,631 (kJ/kg.độ) Vậy Q2 = 165387,6928 (kJ/h) ❖ Lượng nhiệt cần dùng để làm nóng thiết bị Ta có: Q3 = KF∆t [43] Với K: hệ số truyền nhiệt (KJ/m2.h độ) K= 1 δ1 δ2 + + + α1 λ1 λ2 α2 Giả sử thiết bị làm thép dày δ1= (mm) lớp bảo ôn dày δ2 = 50 (mm) Biết hệ số cấp nhiệt từ tới lớp thép: α1 = 2000 (Kcal/m2.h độ) Hệ số cấp nhiệt từ lớp bảo ơn khơng khí: α1 = (Kcal/m2 h độ) Hệ số dẫn nhiệt thép là: λ1 = 40 (Kcal/m2.h độ) Hệ số dẫn nhiệt lớp bảo ôn: λ2 = 0,4 (Kcal/m2.h độ) Suy ra: K= = 4, 224 (kcal/m2 h độ) = 17,682 (kJ/m2 h độ) 0, 005 0, 05 + + + 2000 40 0, Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 82 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert + F diện tích bề mặt truyền nhiệt (m2), diện tích nửa diện tích thân trụ thiết bị có đường kính 1,420 m, chiều cao 2.940m × 2𝜋𝑟ℎ = 3,14 × 0,71 × 2,940 = 6,554 (𝑚2 ) + Δt hiệu số nhiệt độ trung bình 𝐹= Δt = Δt d − Δt c Δt 2,303 × log d Δt c Nhiệt độ sữa tăng từ 33°C lên 36°C Nhiệt độ 53,6 oCvà nước ngưng 50°C Suy Δtđ = 53,6 – 33 = 20,6°C Δtc = 50 – 36 = 14°C 20,6 − 14 = 17,085°C 20,6 2,303 × log 14 Q3 = 17, 682  6,554 17, 085 = 1979,944 Δt = Vậy: ❖ Lượng nhiệt dịch sữa mang Công thức: Q4 = G2C2tcuối + G2 = 10,301 (tấn/ca) = 1373,466 (kg/h) + tcuối = 36oC + C2 = Cn × B + Cck × (1 ˗ B) (kcal/kg.độ) Với: Cn nhiệt dung riêng nước (ở 36oC 0,99861 kcal/kg.độ) Cck nhiệt dung riêng chất khô (chọn 0,35 kcal/kg.độ) B hàm lượng nước sữa (79,7%) =>C2=0,99861×0,797+0,35×(1-0,797) =0,867 (kcal/kg.độ) = 3,630 (kJ/kg.độ) Vậy: Q4 = G2C2tcuối = 1373,466 ×3,630×36 = 179484,624(kJ/h) ❖ Lượng nhiệt nước ngưng mang ra: Q5=DCθ Với: - Nhiệt độ nước nhiệt độ nước 50°C - C: Nhiệt dung riêng nước ngưng 50°C 0,997 (kcal/kg.độ) hay 4,174 (kJ/kg.độ) ❖ Lượng nhiệt giữ dịch sữa 36oC Giả sử phút nhiệt độ giảm 1oC 𝑄 = 𝐺2 𝐶2 × × 60 × × 60 = 1373,466 × 3,630 × = 299140,8948 (kJ/h) 5 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 83 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert ❖ Lượng nhiệt tổn thất mơi trường: Qm Vì thiết bị có lớp bảo ơn nên cách nhiệt tốt nên: Qm = 0,03×D Phương trình cân nhiệt: Q1 + Q = Q + Q + Q + Q + Q m Dλ + G1 C1 t d = Q + Q + G2 C2 t c + DCθ + Q m Suy ra: = D= Q + Q3 + G 2C2 t − G1C1t d  − C − 0, 03 299140.8948 + 1979,944 + 179484,624 − 165387,6928 = 132(𝑘𝑔/ℎ) 2596 − 4,266 × 50 − 0,03 6.2 Tính nhiên liệu Trong nhà máy có nhiều thiết bị dùng nước để cung cấp nhiệt phục vụ cho dây chuyền sản xuất Dùng có nhiều thuận lợi so với nguồn nhiệt khác có ưu điểm sau [3]: - Khơng độc hại, khơng gây ăn mịn thiết bị - Truyền nhiệt tránh xảy nhiệt cục - Dễ điều chỉnh nhiệt độ cách điều chỉnh áp suất - Đảm bảo vệ sinh cho dây chuyền sản xuất - Dễ vận hành 6.2.1 Tính tổng lượng sử dụng 6.2.1.1 Hơi cho thiết bị Trừ thiết bị tiêu tốn nhiều tính thiết bị cịn lại xem hoạt động liên tục lượng gần cố định Bảng 6.1 Lượng cần sử dụng cho thiết bị TT Tên thiết bị Số lượng Năng suất sử dụng (kg/h) Thiết bị gia nhiệt mỏng 600 Thiết bị tiệt trùng UHT 475,450 Máy chiết rót sữa tiệt trùng 150 Thiết bị trùng làm nguội 147,204 Thiết bị lên men sơ 72 Thiết bị lên men 132 Thiết bị đông tụ 30 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 84 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Thiết bi đồng hóa 35 Thùng vỏ chứa cream 174,133 Tổng 1815,787 Lượng dùng để khử trùng thiết bị 25% lượng tiêu thụ thiết bị: Vậy tổng lượng là: Sthiết bị = Ssử dụng + 0,25 × Ssử dụng = 2269,734 (kg/h) 6.2.1.2 Lượng sử dụng sinh hoạt Giả sử người sử dụng 0,5 kg hơi/h Lấy trung bình chi phí lúc số người sử dụng đông 83 người Vậy: Ssinh hoạt = 0,5×83 = 41,5 kg/h 6.2.1.3 Lượng mát Lượng mát 10% toàn lượng sử dụng thiết bị: Shao hụt = 0,1 × (Sthiết bị + Ssinh hoạt) = 231,123 (kg/h) 6.2.1.4 Tổng lượng cần cung cấp S = Sthiết bị + Ssinh hoạt + Shao hụt = 2542,358 (kg/h) Chọn Nồi đốt dầu model LH 02 cty Trí Thành sản xuất [29] Bảng 6.2 Thơng số kỹ thuật nồi LH 02 Model LH 02 Nhiên liệu DO, FO Công suất 1600 kg/h Hiệu suất 89 – 92% Số thiết bị: n = Hình 6.1 Nồi LH 02 [39] 2542,358 = 1,59 1600 Vậy ta chọn thiết bị 6.2.2 Tính nhiên liệu 6.2.2.1 Dầu FO (dầu mazut) dùng cho lò G= D  (ih − in ) (kg/h) (6.4) Qp  n Trong đó: D : suất hồi hơi, D = 3034,928 (kg/h) ih : nhiệt hàm áp suất làm việc, ih = 664,4 (kcal/kg) in : nhiệt hàm nước đưa vào nồi hơi, in = 25 (kcal/kg) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 85 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Qp : nhiệt trị nhiên liệu, Qp = 10030 (kcal/kg) n : hệ số tác dụng hữu ích nồi hơi, n = 89% Vậy G = 217,385(kg/h) Lượng nhiện liệu dùng năm (301 ngày) là: Gnăm = G × 24 × 301 =1570391,088 (kg/năm) = 1618959,885(lít/năm) (tỉ trọng 0,97 kg/l) 6.2.2.2 Dầu DO (diesel) dùng cho máy phát điện Giả sử lượng dầu DO sử dụng ngày 10 (kg/ngày), lượng dầu DO dùng cho năm là: 10 × 301= 3010 (kg/năm) 6.2.2.3 Xăng cho vận tải, dầu nhờn bơi trơn thiết bị + Xăng: 200 (lít/ngày) Vậy năm là: 200 × 301 = 60200 (lít/năm) + Dầu nhờn: 10 (kg/ngày) Vậy năm là: 10 × 301 = 3010 (kg/năm) 6.3 Tính nước 6.3.1 Cấp nước Đối với nhà máy chế biến sữa, lượng nước dùng trình sản xuất sản phẩm lượng nước dùng để rửa, vệ sinh thiết bị, cung cấp cho lò hơi, chữa cháy lớn Nước dùng cho nhà máy phải đạt yêu cầu chất lượng như: Độ cứng, độ trong, khơng có mùi vị lạ 6.3.1.1 Nước dùng cho thiết bị trùng, tiệt trùng, làm lạnh Nước mát dùng cho thiết bị tiệt trùng: 5,89 m3/h Nước mát dùng cho thiết bị trùng: 1,6 m3/h Nước mát dùng cho làm lạnh: 200kg/h = 0,2 m3/h Tổng lượng nước cần sử dụng là: Wtb = 5,89+1,6+ 0,2 = 7,69 (m3/h) 6.3.1.2 Nước dùng sản xuất Trong sản xuất nước dùng cơng đoạn hồ muối để muối phô mai: Lượng nước cần sử dụng để pha muối: 0,240 (m3/ca) = 0,032 (m3/h) 6.3.1.3 Nước dùng cho sinh hoạt - Nước tắm, vệ sinh: ta giả sử 20 lít/1người/1ca Tính cho 60% cán cơng nhân ca: 20 × 83× 0,6 = 996(lít/ca) Trong ngày 2988 (lít/ngày) - Nước dùng cho nhà ăn: lít/1người/1ca: × 83 × 0,6 = 249 (lít/ca) - Nước dùng rửa xe: chọn 500 lít/ngày - Nước tưới xanh, đường : 4000 lít/ngày Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 86 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Vậy nước dùng cho sinh hoạt: W = 2988 + 249 × + 500 + 4000 = 8235 (lít/ngày) tương đương 0,343 (m3/h) 6.2.1.4 Nước dùng cho nồi Thể tích chứa nước nồi 2,5 m3/h, nước cung cấp ca cho nồi 37,5 m3/ca = m3/h 6.2.1.5 Nước vệ sinh thiết bị Lấy trung bình: m3/h Lượng nước dùng cho ca: 7,5 × = 22,5 (m3/ca) 6.2.1.6 Tổng lượng nước cần sử dụng W = 0,032 + 0,343 + 7,69+ + = 16,065 (m3/h) 6.2.1.7 Tính đường kính ống dẫn nước Theo cơng thức: d = V (m)  v.3600 (6.5) Trong đó: d : đường kính ống dẫn nước, m v : vận tốc nước chảy ống, lấy (m/s) V : lượng nước cần dùng giờ, V = 16,065 m3 Vậy d= 0,07 (m) Chọn ống dẫn có d = 0,07 (m) Đường ống phân xưởng sản xuất phải đường khép kín bố trí đặt sát tường Ống làm thép khơng gỉ 6.3.2 Thốt nước Nước thải gồm loại: - Loại sạch: bao gồm nước ngưng tụ, nước làm nguội Nước dùng lại vào nơi không yêu cầu nước - Loại không sạch: bao gồm nước từ khu vệ sinh, nước rửa thiết bị, nước rửa sàn… loại nước chứa nhiều chất bẩn vi sinh vật Tùy theo mức độ nhiễm bẩn, yêu cầu chất lượng nước trước thải phải có biện pháp xử lý riêng Hệ thống cống bố trí xung quanh phân xưởng sản xuất để nước kịp thời có mưa to, nhà phân xưởng sản xuất phải có độ nghiêng thích hợp để nước dễ dàng chảy ngồi 6.3.2.1 Tính lượng nước thải Lượng nước thải từ sinh hoạt: W1 = 0,343 (m3/h) Lượng nước thải từ vệ sinh thiết bị: W2 = (m3/h) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 87 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Tổng nước thải: Wthải = W1 + W2 = 0,343 + = 3,343 (m3/h) 6.3.2.2 Tính đường kính ống dẫn nước thải Ta có : d= V (m) (mục 6.2.1.7)  v.3600 Trong đó: d : đường kính ống dẫn nước, m v : vận tốc nước chảy ống, lấy (m/s) V : lượng nước cần dùng giờ, V = 3,343 m3 dống thải = 0,03 (m) Ta chọn ống dẫn d = 0,03 (m) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 88 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC - XÂY DỰNG NHÀ MÁY 7.1 Sơ đồ tổ chức hành Sơ đồ tổ chức nhà máy thể hình 7.1 Giám Đốc Phó Giám Đốc Kỹ Thuật Phịng kỹ thuật Phịng KCS Phó Giám Đốc Tài chính-Kinh Doanh Phân xưởng điện Phân xưởng sản xuất Phòng hành Phịng tài vụ Phịng kinh doanh Hình Sơ đồ tổ chức nhà máy 7.2 Chế độ làm việc - Số ngày làm việc năm: 301 ngày - Số ca làm việc năm: 831 ca - Các ngày nghỉ năm (được thể bảng 7.1) ❖ Thời gian làm việc khối hành - Thời gian làm việc: 8h/ngày, 7h – 11h 13h – 17h Bảng 7.1 Các ngày nghỉ năm Ngày nghỉ Số ngày nghỉ Tết dương lịch ngày Tết âm lịch ngày Giỗ tổ Hùng Vương ngày Ngày chiến thắng 30-4 ngày Ngày Quốc tế Lao động ngày Ngày Quốc Khánh ngày Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 89 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Thời gian làm việc phân xưởng sản xuất: 8h/ca, ca/ngày, thời gian giao ca 30 phút 7.3 Tính nhân lực 7.3.1 Nhân lực vị trí quản lý phục vụ hỗ trợ Bảng 7.2 Nhân lực vị trí quản lý phục vụ hỗ trợ Vị trí Số người Vị trí Số người Giám đốc Phịng y tế Phó giám đốc Phịng tổ chức hành Phịng kỹ thuật Bảo vệ Phòng kinh doanh Vệ sinh Phòng tài vụ Nhà ăn Tổng 30 7.3.2 Nhân lực phân xưởng sản xuất Bảng 7.3 Bảng tổng kết phân phối nhân lực vị trí nhà xưởng STT Nhiệm vụ Người/ca Người/ngày Chung cho hai dây chuyền sản xuất Bài khí, kiểm tra chất lượng Lọc, định lượng 3 Gia nhiệt Sữa tươi tiệt trùng Phối trộn, khí, đồng hóa Tiệt trùng UHT Chiết rót, đóng thùng Nghiền đường Vận chuyển sữa bột gầy Phơ mai Chuẩn hố, lên men sơ 10 Thanh trùng, làm nguội Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 90 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 11 Lên men 12 Đơng tụ tách huyết 13 Đổ khuôn tách huyết 14 Xử lý muối ướp muối 15 Phun bào tử tàng trữ lạnh 14 Ủ chín 15 Bao gói , đóng thùng Các phận khác 16 Khu nhiệt chung 17 Vệ sinh phân xưởng 18 Vận chuyển sản phẩm qua kho 18 19 Cán quản lí phân xưởng 20 Quản lí kho thành phẩm, nguyên liệu 21 Cung cấp nước, làm mềm nước 22 Nồi 23 Khu lạnh 24 Phân xưởng điện 12 25 Xử lí nước thải 26 Phịng CIP 27 Phòng KCS phân xưởng 53 159 Tổng Tổng nhân lực nhà máy: 159 + 30= 189 (người) Nên số nhân lực cao ca là: 53 + 30 = 83 (người 7.4 Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy Nhà máy xây dựng khu cơng nghiệp Biên Hịa, thành phố Biên Hòa, Đồng Nai Đây địa điểm thuận lợi với đặc điểm sau: địa hình đẹp, thoáng, phẳng, nằm đường quốc lộ, đáp ứng yêu cầu nhà máy sữa; có địa chất ổn định; khu đất nằm cuối hướng gió chủ đạo, cách xa sau khu dân cư đảm bảo không ảnh hưởng đến hoạt động sức khỏe người dân vùng lân Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 91 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert cận, đặc biệt xây dựng, nhà máy tạo khuôn viên xanh giúp tạo mơi trường thống mát thích hợp cho người lao động vẻ đẹp mỹ quan cho nhà máy 7.5 Các cơng trình nhà máy 7.5.1 Phân xưởng sản xuất Lựa chọn nhà cơng nghiệp tầng cho nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng phơ mai ủ chín với ưu điểm sau [15] - Dễ dàng bố trí cho phân xưởng sản xuất - Dễ xây dựng, khơng tốn nhiều cơng sức việc thiết kế - Các hoạt động nhà máy dễ dàng vận chuyển, lại, thay đổi, sửa chữa nâng cấp thiết bị Chọn phân xưởng sản xuất với bước cột B = 6m, số bước cột 11, nên phân xưởng có chiều dài 60 m Chọn khoảng cách cột định vị theo chiều dọc 6m, số cột là 6, nên chiều rộng phân xưởng 36 m Vậy diện tích phân xưởng sản xuất có diện tích 2160 m2 có chiều dài: 60 m, chiều rộng: 36 m, chiều cao: 7.2 m ❖ Các thông số, đặc điểm xây dựng nhà xưởng: - Kết cấu tường, cột: sử dụng kết cấu tông cốt thép, cột chịu lực 400 × 600 (mm), cột đầu hồi 400 × 400 (mm), cột cho phịng phân xưởng 300 × 300 Tường bao che dày 200 (mm), tường ngăn cho phòng 100 (mm) - Cửa: sử dụng cửa đẩy ngang cho cửa vào phân xưởng có kích thước 3000 × 3000 (mm) Cửa sổ kiểu mở theo trục ngang trên, kích thước 2500 × 1800 (mm) - Nền: gồm lớp + Lớp áo phủ mặt: lớp áo liên tục (bê tông), 100mm + Lớp đệm: bê tông gạch vỡ chịu lực, 300 mm + Lớp trung gian: vữa xi măng cát, 200 mm + Lớp cách nhiệt, cách âm, cách ẩm, 200 mm + Lớp đất tự nhiên: lớp đỡ tất lớp - Mái: cấu trúc đơn vị + Lớp tơn: che mưa, gió, cấu tạo thoát nước nhanh Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 92 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert + Giàn thép: trung gian chịu lực, đảm bảo độ thống khí + Khung thép: nâng đỡ chịu lực Phân xưởng sản xuất đặt nhà máy, kho hỗ trợ kho nguyên liệu kho chứa sản phẩm vị trí lân cận, đảm bảo vận chuyển dòng nguyên liệu, sản phẩm đặn hạn chế tác động xấu Cùng với khu hỗ trợ phân xưởng điện, hơi, [15] 7.5.2 Kho nguyên vật liệu Kho chứa nguyên vật liệu: sữa tươi, đường, muối, cream, bao bì, phụ gia,… 7.5.2.1 Hệ thống tiếp nhận nguyên liệu - Nguyên tắc hoạt động: Van xả xe chở sữa nối với phận lọc kiểm tra sữa Sữa bơm vào lọc khơng khí, đến lọc sữa, sau qua thiết bị kiểm tra Sau đo, sữa đưa vào thùng chứa sữa trung gian (thùng chứa nguyên liệu) Hình 7.2 Hệ thống tiếp nhận nguyên liệu [7] - Cấu tạo hệ thống tiếp nhận ngun liệu: 1-Bộ lọc khơng khí 3-Bộ lọc 2-Máy bơm 4-Thiết bị kiểm tra 7.5.2.1 Khu xử lý chứa sữa nguyên liệu ❖ Silo chứa sữa nguyên liệu Sữa nguyên liệu trữ tối đa ngày Lượng sữa cần trữ 48 là: V = 39687,194  48 = 253998,045 (lít) 7,5 Ta chọn silo tank trữ sữa hãng Shanghai Jimei Food Machinery Diện tích silo tank: s = π × R2 = 8,04 (m2) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 93 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Diện tích silo tank: S = s × = 48,24 (m2) Bảng 7.4 Thông số kĩ thuật silo tank trữ sữa [45] Dung tích (lít) 45000 Kích thước (H × D mm) 6400 × 3200 Lớp giữ nhiệt (mm) 100 Đường kính đầu – vào (mm) 51 Cơng suất motor (kW) 5.5 Tốc độ khuấy trộn (v/p) 960 ❖ ❖ ❖ ❖ Hình 7.3 Silo tank chứa sữa ❖ ❖ Các thiết bị xử lý sữa nguyên liệu • Thiết bị khí Chọn thiết bị khí chân không Model TQ – Trung Quốc sản xuất: Năng suất: (tấn/h) Kích thước: 1400 × 1700 × 4000 (mm) Cơng suất: 12 kW Hình 7.4 Thiế bị khí [45] • Thiết bị làm lạnh Chọn thiết bị trao đổi nhiệt mỏng BR4 – JZH – 36B Trung Quốc [51] Bảng 7.5 Thông số kỹ thuật thiết bị làm lạnh Model BR4 – JZH – 36B Năng suất 8000 (lít/h) Hơi sử dụng 2000 (kg/h) Kích thước thiết bị (mm) 1300 x 700 x 1550 Hình 7.5 Thiết bị làm lạnh Diện tích thiết bi khí: S = L × W = 1,3 × 0,7 = 0,91 (m2) Diên tích tổng chiếm chỗ tổng: Stổng = 48,64 + 2,38 + 0,91+(2,38 + 0,91+ 48,64) x 0,3 = 67,509 Trong có 0,3 % diện tích lại Vậy ta chọn kích thước phịng chứa sữa ngun liệu là: 12× × (m) 7.5.2.2 Kho nguyên liệu phụ Các nguyên liệu phụ cần dùng thể bảng sau: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 94 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 7.6 Nguyên liệu phụ cần dùng Nguyên liệu phụ Khối lượng (tấn/ca) Cream 1,881 Đường 1,809 Sữa bột gầy 2,084 Vi khuẩn lactic 2,03 × 10-4 Men khơ 2,07 × 10-4 Rennin 1,030× 10-3 CaCl2 5,1515× 10-4 Bào tử nấm 0,03877 Tổng 5,172 ❖ Kho chứa cream Đối với cream, tính dễ bị oxy hóa gây hư hỏng nên ta trữ tuần (18 ca), mcream = 1,881 × 18 = 33,858 (tấn) Lấy tương đối tỉ trọng cream 0,971 (kg/l) Ta tính chọn tank SSG-6 dung tích 6000 lít, kích thước 3700 × 1780 (mm) Diện tích tank trữ là: Scream = × π × R2 = (m2) Vậy kích thước khu chứa cream 56.1 (m2) Diện tích lại kho chiếm 30% so với diện tích kho chứa sữa, tổng diện tích khu vực chứa sữa: Fk = 56,1 + (0,3 × 56,1) = 72,93 (m2) ❖ Kho chứa đường RE - Lượng đường RE cần phải đủ để cung cấp cho sản xuất 15 ngày - Lượng đường RE cần cho ca 1,809 (tấn) tương đương 1809 (kg) Nếu ngày nhà máy làm việc ca lượng đường cần chứa 5427 (kg) Đường chứa bao 50 kg, kích thước bao: 0,8 × 0,4 × 0,2 (m) Trong kho chứa, bao đặt nằm ngang, bao chồng lên thành chồng, chồng xếp 15 bao Chiều cao chồng là: 0,2 × 15 = (m) Diện tích bao nằm ngang là: 0,8 × 0,4 = 0,320 (m2) Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 95 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Hệ số tính đến khoảng cách bao: a = 1,1 Diện tích phần chứa đường là: F = a n Nf nc  nk Trong : - n: Số ngày bảo quản, n = 15 - N: Lượng đường cần ngày: N = 5427 (kg) - f: Diện tích bao, f = 0,320 (m2) - nc: Lượng đường bao, nc = 50 (kg) - nk: Số bao chồng, nk = 15 - a: Hệ số tính đến khoảng cách bao, a = 1,1 𝐹 = 1,1 × 15 × 5427 × 0,320 = 38,206 𝑚2 50 × 15 Diện tích lại kho chiếm 30% so với diện tích kho chứa đường RE, tổng diện tích khu vực chứa đường: Fk = 38,206 + (0,3 × 38,206) = 49,668 (m2) ❖ Kho chứa sữa bột gầy msữa bột gầy = 2,084 (tấn/ca) Tỷ trọng sữa bột gầy 0,65 (kg/l) Đường chứa bao 50 kg, kích thước bao: 0,8 × 0,4 × 0,2 (m) Trong kho chứa, bao đặt nằm ngang, bao chồng lên thành chồng, chồng xếp 15 bao Chiều cao chồng là: 0,2 × 15 = (m) Diện tích bao nằm ngang là: 0,8 × 0,4 = 0,320 (m2) Hệ số tính đến khoảng cách bao: a = 1,1 Áp dụng cơng thức tính diện tích phần chứabột đường là: F = 𝐹 = a×n×N×f nc × nk 1,1 × 15 × 2084 × × 0,320 = 44 𝑚2 50 × 15 Diện tích lại kho chiếm 30% so với diện tích kho chứa đường RE, tổng diện tích khu vực chứa đường: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 96 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Fk = 44+ (0,3 × 44) = 57,2 (m2) ❖ Nguyên liệu phụ khác Lượng nguyên liệu phụ khác 0,306 tấn/ca (1) Ta lấy lượng nguyên liệu phụ trữ đủ dùng tháng, lấy tháng có số ca nhiều 81 ca (bảng 4.3) (2) (4) (3) Lượng nguyên liệu phụ tháng là: mphụ = 81× 0,04 = 3,29 (tấn) Diện tích ta ước lượng (bao gồm diện tích lại) 30 (m2) Vậy kho nguyên vật liệu là: 72,39 + 49,688 + 57,2 + 30 = 209,278 (m2) với kích thước 18 × 13 × 7,2 m Trong kích thước: Kho chứa cream 13 × × 7,2 m (1) Kho chứa bột 13 × × 7,2 m (2) Kho chứa đường × × 7,2 m (30) Kho chứa nguyên liệu khác × × 7,2 m (4) 7.5.2.3 Khu vực quản lý Được bố trí cho quản đốc khu sản phẩm cơng nhân làm việc Kích thước ta ước lượng khoảng: D × R × H = × × (m) Vậy diện tích tồn kho ngun vật liệu là: D × R× H = 18 × 13 × 7,2 (m) 7.5.3 Kho thành phẩm Gồm kho chứa: - Sữa tiệt trùng có đường: 25oC - Phơ mai ủ chín: – 4oC 7.5.3.1 Kho chứa sữa tiệt trùng (1) Thùng 40 hộp, có kích thước: 410 × 210 × 120 (mm) Cần 4412 thùng/ca (mục 4.2.5.1) (2) Sữa lưu trữ kho ngày (18 ca), phòng cần lưu trữ tối đa 78496 thùng Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 97 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Chọn pallet kích thước 1100 × 1000 × 160 (mm) Như pallet ta bố trí 10 chồng, chồng 12 thùng Vậy 120 thùng pallet Xếp pallet làm Vậy 360 thùng carton chiếm diện tích pallet 1,1 (m2) chiếm chiều cao 120 × 30 + 160 × =4080 (mm) = 4,08 (m) Diện tích cần sử dụng là: 𝑆1 = 𝑎×𝑛×𝑁×𝑓 𝑛𝑐 × 𝑛𝑘 Trong đó: n: số ngày bảo quản sữa, n = N: số hộp sữa sản xuất ngày, N = 176446 x = 529338 (hộp/ngày) f: diện tích pallet, f = 1,1 m2 nk: số thùng chồng pallet, nk = 360 nc: Số hộp thùng, nc = 40 a: hệ số tính đến khoảng cách thùng, a = 1,1 𝑆1 = 𝑎 × 𝑛 × 𝑁 × 𝑓 1,1 × × 529338 × 1,1 = = 266,87 𝑚2 𝑛𝑐 × 𝑛𝑘 40 × 360 Diện tích lối chiếm 30% so với diện tích thùng chiếm chỗ, tổng diện tích: S1’ = S1 + S1  0,3 = 346,932 (m2) (1) 7.5.3.2 Kho chứa phô mai ủ chín Thùng có 24 hộp phơ mai, kích thước: 490 × 320 × 180 (mm) Cần 268 thùng/ca (mục 4.2.5.2) Phô mai lưu trữ kho ngày (18 ca), phòng cần lưu trữ tối đa 4824 thùng Chọn pallet kích thước 1100 × 1000 × 160 (mm) Như pallet ta bố trí chồng, chồng 10 thùng Vậy có 60 thùng pallet Xếp pallet làm Vậy 120 thùng carton chiếm diện tích pallet 1,1 (m2) chiếm chiều cao 180 × 18 + 160 × = 3720 (mm) = 3,72 (m) Diện tích cần sử dụng là: 𝑆2 = Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy 𝑎×𝑛×𝑁×𝑓 𝑛𝑐 × 𝑛𝑘 Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 98 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Trong đó: n: số ngày bảo quản phô mai, n = N: số hộp phô mai sản xuất ngày, N = 6430 ×4 = 25720 (hộp/ngày) f: diện tích pallet, f = 1,1 m2 nk: số thùng chồng pallet, nk = 180 nc: Số hộp thùng, nc = 24 a: hệ số tính đến khoảng cách thùng, a = 1,1 𝑆2 = 𝑎 × 𝑛 × 𝑁 × 𝑓 1,1 × × 25720 × 1,1 = = 28,816 𝑚2 𝑛𝑐 × 𝑛𝑘 24 × 180 Diện tích lối chiếm 30% so với diện tích thùng chiếm chỗ, tổng diện tích: S2’ = S2 + S2  0,3 = 37,461 (m2) (2) Vậy tổng diện tích kho thành phẩm 384,392 m2 Vậy tổng kích thước kho thành phẩm là: 26 × 15 × (m) 7.5.4 Kho bao bì 7.5.4.1 Bao bì sữa tiệt trùng - Cần 4372 thùng/ca, thùng sữa có kích thước 410 × 210 × 120 (mm) (4.2.5.1) Lượng thùng lưu trữ dùng nửa tháng (45 ca), phòng cần lưu trữ tối đa 196740 thùng Chọn pallet có kích thước 1100 × 1000 × 160 (mm) Như pallet ta bố trí chồng, chồng 500 thùng Vậy có 4000 thùng pallet Diện tích cần sử dụng (với hệ số diện tích 0,85) là: S= 196740  1,1 = 63,65 (m2) 4000  0,85 Ta chọn kích thước kho × × (m) - Cần 174843 hộp/ca, hộp sữa có kích thước 50 × 40 × 100 (mm) (4.2.5.1) Lượng hộp lưu trữ dùng tháng, phòng cần lưu trữ tối đa 7867935 hơp Chọn pallet có kích thước 1100 × 1000 × 160 (mm) Như pallet ta bố trí 550 chồng, chồng 600 hộp Vậy có 330000 hộp pallet Diện tích cần sử dụng (với hệ số diện tích 0,85) là: Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 99 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert S= 7867935  1,1 = 30,855 (m2) 330000  0,85 Ta chọn kích thước kho × × (m) 7.5.4.2 Bao bì phơ mai ủ chín - Cần 265 thùng/ca , kích thước: 490 × 320 × 180 (mm) (4.2.5.2) Lượng thùng lưu trữ dùng tháng (90 ca), phòng cần lưu trữ tối đa 23850 thùng Chọn pallet kích thước 1100 × 1000 × 160 (mm) Như pallet ta bố trí chồng, chồng 500 thùng Vậy có 3000 thùng pallet Diện tích cần sử dụng (với hệ số diện tích 0,85) là: S= 23850  1,1 = 25,720 (m2) 1200  0,85 Ta chọn kích thước kho là: × × (m) Cần 6365 hộp/ca, hộp phơ mai có kích thước 120 × 100 × 800 (mm) [4.2.5.1] Lượng hộp lưu trữ dùng tháng, phòng cần lưu trữ tối đa 572850 hôp Chọn pallet có kích thước 1100 × 1000 × 160 (mm) Như pallet ta bố trí 90 chồng, chồng 600 hộp Vậy có 54000 hộp pallet Diện tích cần sử dụng (với hệ số diện tích 0,85) là: S= 572850  1,1 = 13,728 (m2) 54000  0,85 Ta chọn kích thước kho × × (m) Vậy tổng kích thước kho bao bì là: × × (m) 7.5.5 Gara tơ Tính cho xe m2, ngồi có thêm 10 m2 làm phịng nạp điện acqui Xe chở nguyên liệu: Xe chở sản phẩm: Xe chở nhiên liệu: Xe đưa đón cơng nhân: Xe chở ban lãnh đạo: Chọn diện tích gara tơ 120 m2 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 100 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Vậy kích thước gara tơ là: 15 × × (m) 7.5.6 Nhà để xe Tiêu chuẩn cho xe máy xe/1m2, xe đạp xe/1m2 [3] Nhà để xe cho cán bộ, cơng nhân tính cho 30% số người làm việc ca đông nhất, số người đông ca: 0,3 × 83 = 25 (người) Tính diện tích cho xe máy m2 Giả sử người xe máy, ta có diện tích nhà để xe cho cơng nhân là: 25 m2, chọn kích thước: × 5× m Vậy ta chọn nhà để xe có kích thước là: × × (m) 7.5.7 Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa Bố trí dụng cụ cứu hỏa phân xưởng sản xuất, kho nguyên vật liệu, nhiên liệu,…và quan trọng có thêm phịng chứa dụng cụ cứu hỏa chun nghiệp Chọn phịng có diện tích 12 m2 Vậy phịng có kích thước: × × (m) 7.5.8 Nhà ăn Tính theo tiêu chuẩn 2.25 m2 cho người ăn Diện tích phịng tính tối thiểu cho 2/3 số người ca đơng Diện tích nhà ăn tối thiểu: Snhà ăn = 2.25  83  = 124,5 (m2) Khu vực nấu: 30 (m2) Tổng khu nhà ăn 154,5 (m2) Chọn kích thước nhà ăn: 20 × 6× (m) 7.5.9 Khu hành Diện tích trung bình ÷ 12 m cán lãnh đạo, m2 cán nhân viên chức nhà máy [15] - Phịng Giám đốc: × 12 = 12 m2 - Phịng phó giám đốc: × 10 = 20 m2 - Phịng y tế: × = m2 - Phịng kỹ thuật: × = 16 m2 - Phịng kinh doanh: × = 16 m2 - Phịng tổ chức hành chính: × = 16 m2 - Phịng tài vụ: × = m2 - Phòng khách: 26 m2 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 101 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert - Hội trường: 30 m2 - Các cơng trình phụ khác: 104 m2 Tổng cộng diện tích khu hành là: 256 m2 Xây dựng nhà tầng: -Tầng 1: Gồm phòng tài vụ, phòng khách, hội trường, phòng kinh doanh, phịng tổ chức hành chính, phịng y tế, cơng trình phụ khác - Tầng 2: Gồm phịng giám đốc, phịng phó giám đốc, phịng kỹ thuật, phịng tổ chức hành Nhà hành hai tầng có kích thước là: 24 × × (m) 7.5.10 Phịng bảo vệ Bố trí phịng bảo vệ cổng vào nhà máy với diện tích phịng 12 m2 Có kích thước: × × (m) 7.5.11 Các cơng trình phục vụ sinh hoạt, vệ sinh Nhà bố trí cuối hướng gió chia nhiều phòng dành cho nam nữ: phòng vệ sinh, phòng tắm, phòng thay quần áo, phòng giặt (chung), phòng phát áo quần bảo hộ lao động (chung) Trong nhà máy sữa công nhân nữ chiếm đa số thường chiếm tỉ lệ 70%, nam chiếm 30% tổng số 83 Ta ước lượng số lượng nữ 58 người nam 25 người 7.5.11.1 Các phòng dành cho nam ❖ Nhà tắm: người / phòng tắm Với 60% số người sử dụng (15 người) ca Vậy ta tính số phòng tắm 15:8 =2 phòng tắm, diện tích phịng lấy m2 Diện tích là: Sphịng tắm = 2×2= (m2) ❖ Khu vực thay trang phục: Ta ước lượng 0,2 m2/người Sphòng thay = 0,2 × 24 = 4,8 (m2) ❖ Phòng vệ sinh: Phòng cho phép người sử dụng lúc: Swc = (m2) 7.5.11.2 Các phòng dành cho nữ ❖ Phòng thay đồ Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 102 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Ta ước lượng (0,2 m2/người): Sphịng thay = 0,2 × 58 = 11,6 (m2) Chọn diện tích phịng thay đồ 12 m2 ❖ Phịng vệ sinh: Cho phép người sử dụng lúc Vậy cần (m2) ❖ Phịng tắm: Tính cho 60% số công nhân ca đông (10 cơng nhân/phịng tắm) nên ta có số phịng tắm với diện tích phịng 1,5 m2 Vậy cần (m2) 7.5.11.3 Các phòng chung ❖ Phòng giặt là: Chọn kích thước phịng: × m Diện tích phịng: × = (m2) ❖ Phịng phát áo quần bảo hộ lao động: Chọn kích thước phịng: × m Diện tích phịng: × = (m2) Tổng diện tích: Sshvs = + 4,8 + + 11,6 + + + + = 52,4 (m2) Xây dựng khu vệ sinh sinh hoạt để đảm bảo sinh thuận tiện, chọn kích thước : × × (m) 7.5.12 Khu xử lí nước thải Để đảm bảo yêu cầu vệ sinh, đường ống dẫn nước thải thường đặt ngầm sâu đất, rãnh có nắp đậy kín, phải đảm bảo vấn đề tự chảy, thường độ nghiêng từ – mm/m Ở vị trí nối với ống chung chỗ vịng phải làm hố ga quan sát, khoảng cách chúng không 40 - 50 m [15] Lượng nước thải nhà máy là: 3,343 (m3/h) (6.3.2.) Chọn kích thước khu xử lý nước thải: 12 × × (m) [15] 7.5.13 Trạm biến áp Trạm biến để hạ điện lưới đường cao xuống điện lưới hạ để nhà máy sử dụng Vị trí trạm đặt vị trí người qua lại, thường bố trí góc nhà máy, kề đường giao thông gần nơi tiêu thụ điện nhiều Diện tích thường lấy khoảng – 16 m2, ta chọn 16 m2 Vậy kích thước trạm: × × (m) [15] Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 103 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 7.5.14 Nhà đặt máy phát điện dự phịng Diện tích nhà phụ thuộc chủ yếu vào kích thước máy phát điện Lượng điện tiêu thụ toàn nhà máy năm khoảng: 700.000 – 800.000 (kW.h) Chọn máy phát điện AC 825KVA/ 660 kW [15] - Công suất định mức : S = 825 kVA - Công suất tác dụng : P = 660 kW - Điện áp : U = 10,5 kV - Cosφ : 0,8 - Động : VTA 28 G6 - Công suất động : 722 kVm - Kích thước : 5800 × 2260 × 2550 mm - Trọng lượng thô : 11250 kg Số lượng : máy Chọn kích thước : 12 × × (m) 7.5.15 Khu cung cấp nước xử lý nước 7.5.15.1 Khu cung cấp nước Tổng lượng nước cần dùng V = 24,575 (m3/h) = 196,6 (m3/ca) (6.2.1.6) Ta chọn kích thước bể chứa: × × (m) Khu dự trữ nước: Được xây đất nhô lên mặt đất 0,5 m Thể tích bể 200 m3 7.5.15.2 Khu xử lý nước Nhằm cung cấp nước đạt yêu cầu cơng nghệ cho sản xuất lị Tổng lượng nước sản xuất cần dùng là: 0,032 (m3/h) Tổng lượng nước dùng cho lò là: (m3/h) Kích thước bể xử lý là: × × (m) Vậy chọn kích thước khu xử lý cung cấp nước: 11 × × (m) 7.5.16 Đài nước Nước nước thủy cục để cung cấp cho sản xuất Ta có chiều cao phân xưởng sản xuất chính, khu hành chính, nhà là: 7,2 m; m; m nên chọn đài nước có chiều cao 10 m Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 104 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Lượng nước tiêu thụ: V = 24,575 (m3/h) = 184,312 Ta chọn kích thước: - Đường kính đài chứa nước: m - Chiều cao thân đài nước: 10 m Diện tích tháp: Stháp = π × R2 = 28,26 (m2) 7.5.17 Phân xưởng nồi Đặt gần nơi sử dụng chính, thường xây dựng thành nhà riêng biệt kèm theo kho chứa nhiên liệu Diện tích nhà phụ thuộc chủ yếu vào kích thước nồi Lượng cần cung cấp: S = 2542,358 (kg/h) (6.2.1.1) Tính nhà chứa nồi hơi: Chọn nồi đốt dầu hộp khối ướt, model LH 02 công ty Tiến Lộc Phát sản xuất với thông số: Bảng 7.7 Thông số kĩ thuật nồi Model LH02 Năng suất (kg/h) 1600 Áp suất (at) 10 Kích thước (mm) 2300 × 1500 × 1300 Trọng lượng (kg) 4000 Mặt chịu nhiệt (m2) 35,5 Số nồi :2 Vậy kích thước nhà chứa nồi hơi: × × (m) 7.5.18 Kho chứa nhiên liệu Là nơi chứa: Dầu FO dùng lò hơi: 1475125,905 (lít/năm) (6.2.2.1) Xăng cho xe: 60200 (lít/năm) Dầu DO cho máy phát điện: 3010 (lít/năm) Dầu nhờn để bơi trơn máy móc: 3010 (lít/năm) Tổng lượng nhiên liệu là: M = 1541345,905 (lít/năm) = 1541,356 (m3/năm) Ta tính kho chứa nhiên liệu cho tháng sử dụng: F= 1541,346  27 = 138,260 (m3) 301 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 105 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Chọn kích thước: × × (m) 7.5.19 Kho chứa hóa chất Khu vực chứa hóa chất vệ sinh 10 m2 Chọn kích thước: × × (m) 7.5.20 Phân xưởng khí Phân xưởng khí có nhiệm vụ sữa chữa thiết bị máy móc nhà máy, đồng thời cịn gia cơng chế tạo theo cải tiến kĩ thuật, phát huy sáng kiến Ta chọn diện tích 54 m2 Kích thước: × × (m) 7.5.21 Phân xưởng lạnh Là nơi đặt thiết bị hệ thống lạnh như: máy nén, bình ổn áp, bể nước,… Chọn máy lạnh kiểu XM – AYY 90/92: - Năng suất lạnh t0 = –15oC, tk = 30oC : 75 kW - Thiết bị ngưng tụ : KTT – 18 - Tiêu tốn nước làm mát thiết bị ngưng tụ: + Nước chiều : 20 (m3/h) + Nước tuần hoàn : 40 (m3/h) - Thiết bị bay : NTT – 26 - Kích thước thiết bị : 2750 × 1030 × 1425 mm - Khối lượng (khơng dầu mơi chất) : 2060 kg Chọn nhà có kích thước : × × (m) 7.5.22 Bãi nhập hàng Chọn bãi nhập hàng có kích thước: 12 x 10 (m) Diện tích: 12 × = 120 m2 7.5.23 Bãi xuất hàng Chọn bãi xuất hàng có diện tích: x 19 (m) Diện tích: 15 × 10 = 150 m2 7.5.24 Đường giao thông nhà máy Nhà máy bảo vệ tường cao, kèm theo rặng ngăn bụi xung quanh nhà máy Mặt nhà máy quang đãng, đường phẳng, cao ráo, dễ thoát nước Việc trồng xanh theo quy định: khoảng cách từ hàng vịm ngồi Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 106 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert [48] 7.5.25 Khu đất mở rộng Để thuận tiện cho việc mở rộng sản xuất sau này, nhà máy có phần đất mở rộng Diện tích đất mở rộng 70% diện tích phân xưởng sản xuất Diện tích khu đất mở rộng: 0,70 × 2160 = 1512 m2 Chọn kích thước: 72 x 21 m 7.5.26 Bảng tổng kết Bảng 7.8 Bảng tổng kết cơng trình xây dựng nhà máy STT Tên cơng trình Kích thước (m) Diện tích (m2) Phân xưởng sản xuất 60 × 36 × 7,2 2160 Khu xử lý nguyên liệu 12× 6× 72 Kho chứa nguyên liệu phụ 18 × 13 ×7,2 234 Kho thành phẩm 26 × 15 × 390 Gara tơ 18 × × 90 Nhà xe (2) 6×5×4 60  Phịng chứa dụng cụ cứu hỏa 4×3×6 12 Nhà ăn 20 × × 160 Khu hành 24 × × 192 10 Phịng bảo vệ (2) 4×3×3 12 (×2) 11 Nhà sinh hoạt vệ sinh 5× × 30 (×2) 12 Khu xử lý nước thải 12 × × 72 13 Trạm biến áp 4×4×4 16 14 Nhà phát điện dự phịng 12 × × 72 15 Khu cung cấp nước xử lí nước 11 × × 66 16 Đài nước H = 10, D = 28,26 17 Phân xưởng nồi 8×8×6 64 18 Kho nhiên liệu 6×6×6 36 19 Kho hóa chất 2×5×5 10 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 107 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 20 Phân xưởng khí 9×6×6 54 21 Phân xưởng lạnh 6×4×6 24 22 Bãi nhập hàng 12 × 96 24 Bãi xuất hàng 15× 10 150 25 Khu chứa sữa nguyên liệu 9×6×5 54 7×8×6 56 26 Kho bao bì Tổng diện tích cơng trình 4252,26 7.6 Tính khu đất xây dựng nhà máy 7.6.1 Diện tích khu đất Fkđ = Fxd K xd Trong đó: + Fkđ: diện tích khu đất xây dựng nhà máy + Fxd: tổng diện tích cơng trình, Fxd = 4262,26 m2 + Kxd: Hệ số xây dựng (khoảng chọn 35 - 50%, ta chọn 0,35%) 𝐹𝑘đ = 4252,26 = 12149,314 (𝑚2 ) 0,35 Chọn diện tích khu đất nhà máy là: 12369 m2 có kích thước 133 × 93 (m) 7.6.2 Tính hệ số sử dụng Ksd Ksd = Fsd Fkđ + Ksd: Hệ số sử dụng, đánh giá tiêu kinh tế, kỹ thuật tổng mặt nhà máy + Fsd: Diện tích sử dụng nhà máy : Fsd = Fcx + Fgt + Fhl + Fxd • Fcx: diện tích trồng xanh • Fhl: diện tích hành lang • Fgt: diện tích đất giao thơng Fcx = 0,35 × Fxd = 0,35 × 4252,26 = 1488,291 m2 Fgt = 0,4 × Fxd = 0,4 × 4252,26 = 1700,904 m2 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 108 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Fhl = 0,30 × Fxd = 0,30 × 4252,26 = 1275,678 m2 => Fsd = 1488,291 +1700,904 + 1275,678 + 4252,26 = 8717,133 (m2) K sd = Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy 8717,133 × 100 = 70, ,48 % 12369 Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 109 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 8.1 Mục đích kiểm tra sản xuất sản phẩm Hiện vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm vấn đề chung tồn cầu Vì việc kiểm tra sản xuất, chất lượng sản phẩm công việc hàng đầu ngành công nghệ thực phẩm, khơng đảm bảo lợi ích người tiêu dùng, lợi ích doanh nghiệp mà cịn đất nước Kiểm tra sản xuất nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm nhà máy, đảm bảo cho cơng nhân thao tác quy trình kỹ thuật, tránh ảnh hưởng xấu đến sản phẩm cố kỹ thuật hư hỏng máy móc, thiết bị Trên sở kiểm tra, đánh giá tình hình hoạt động nhà máy để đề biện pháp kế hoạch thực hợp lý Đồng thời qua phát sai sót, điều chỉnh có biện pháp cải tiến kỹ thuật để nhà máy hoạt động tốt giúp nâng cao suất chất lượng sản phẩm Nội dung kiểm tra bao gồm: - Kiểm tra nguyên liệu đầu vào - Kiểm tra cơng đoạn q trình sản xuất Kiểm tra thành phẩm Ngoài cần phải kiểm tra yếu tố khác phục vụ cho sản xuất ảnh hưởng đến sản xuất như: hóa chất vệ sinh, dụng cụ sản xuất, bảo hộ lao động, tình trạng máy móc thiết bị, thao tác cơng nhân, vệ sinh chung nhà máy,… 8.2 Kiểm tra nguyên liệu đầu vào 8.2.1 Sữa nguyên liệu ❖ Chỉ tiêu cảm quan - Màu tự nhiên sữa từ trắng đục đến màu kem nhạt - Mùi thơm đặc trưng sữa khơng có mùi lạ - Vị nhẹ khơng có vị lạ - Trạng thái : đồng khơng phân lớp - Tạp chất lạ thấy mắt thường: khơng có ❖ Chỉ tiêu hóa lý - Hàm lượng chất khô không thấp 12,8 % Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 110 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert - Hàm lượng chất béo không thấp 3,4 % - Hàm lượng protein không thấp 2,8 % - Tỉ trọng sữa không nhỏ 1,027 (kg/l) - Điểm đóng băng từ -0,51 đến -0,59 oC - Độ acid từ 16 - 21 oT - Melamin: 2,5 mg/kg ❖ Chỉ tiêu vi sinh - Tổng số vi khuẩn lactic, coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh acid propionic, vi khuẩn sinh độc tố vi khuẩn gây thối - Nấm men: Như saccharomyces cerevisiae, torulopsis lactis condense… - Nấm sợi: Như penicillium camembertii, penicillium caseifulvum, geotrichum candidum… - Độc tố vi nấm aflatoxin M1: 0,5 µg/kg 8.2.2 Men giống - Cảm quan: màu sắc, mùi, trạng thái - Khả hoạt hoá - Quy cách bao gói - Uy tín nơi bán thương hiệu sản phẩm 8.2.3 Đường RE - Cảm quan: màu sắc, mùi vị, trạng thái đạt yêu cầu - Chỉ tiêu hóa lý: pH, khối lượng đạt yêu cầu - Chỉ tiêu vi sinh đạt yêu cầu - Bao gói quy cách 8.3 Kiểm tra cơng đoạn quy trình sản xuất chất lượng sản phẩm Ta lập bảng tiêu cần kiểm tra công đoạn sản xuất Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 111 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 8.1 Bảng tổng kết kiểm tra giai đoạn quy trình sản xuất STT Tên cơng đoạn Chỉ tiêu cần kiểm tra Chế độ kiểm tra Công đoạn chung cho dây chuyền Lọc, kiểm tra Kiểm tra tạp chất Sau lọc Định lượng Khối lượng lần định lượng Mỗi mẻ Xử lý nhiệt Nhiệt độ yêu cầu, thời gian xử lý Thường xuyên Công đoạn dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng Tỉ lệ chuẩn hoá Chuẩn hoá Bài khí Nhiệt độ sữa, áp lực chân khơng Thường xuyên Đồng hoá Độ đồng sữa Thường xuyên Tiệt trùng UHT Bao bì Màu sắc, mùi, vị, trạng thái sữa Nhiệt độ, thời gian tiệt trùng Vi sinh vật lại sau tiệt trùng Phẩm chất bao bì Mỗi mẻ Thường xuyên Trước, sau rót Thơng số kĩ thuật máy rót Độ kín mối hàn Trạng thái hộp sữa Chiết rót Thể tích hộp sữa Thường xun Chế độ vơ trùng rót Cách xếp kho 10 Bảo quản Nhiệt độ kho Thường xuyên Công đoạn dây chuyền sản xuất phô mai Tỷ lệ chuẩn hoá 11 Màu sắc, mùi, trạng thái sữa trước Chuẩn hoá,làm chuẩn hoá nguội Mỗi mẻ Nhiệt độ sau làm nguội Nhiệt độ, thời gian lên men Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 112 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 12 Lên men sơ Thường xuyên pH Tỷ lệ men giống Nhiệt độ, thời gian trùng làm 13 Thanh trùng, nguội làm nguội Vi sinh vật lại Thường xuyên Nhiệt độ, thời gian trình lên men Lên men pH, % chất khơ, % chất béo sau lên men 14 15 16 Tỷ lệ men giống Tỷ lệ rennet, CaCl2 bổ sung Đông tụ Tách pH, % chất khô, % chất béo sơ huyết Lượng huyết tách Thường xuyên Thường xun Mỗi mẻ 17 Đồ khn, tách Đảm bảo hình dạng yêu cầu huyết Lượng huyết tách Mỗi mẻ 18 Tách khn Hình dạng sản phẩm sau tách Mỗi mẻ 19 Ướp muối Lượng muối, thời gian ướp muối Mỗi mẻ 20 Phun bào tử Lượng bào tử nấm Mỗi mẻ 21 Tàng trữ lạnh Nhiệt độ, độ ẩm khơng khí phịng Thường xun 22 Ủ chín Nhiệt độ, độ ẩm khơng khí phịng Thường xun 23 Bao gói 24 Bảo quản Độ vô trùng Trạng thái hộp sản phẩm Cách xếp kho Nhiệt độ kho Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Thường xuyên Thường xuyên Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 113 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Bảng 8.2 Bảng tổng kết tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm STT Tên thành phẩm Chỉ tiêu cần kiểm tra Chế độ kiểm tra Màu sắc, mùi vị, trạng thái pH, % chất khô, % chất béo Sữa tươi tiệt trùng Vi sinh Thường xun Quy cách bao gói, trọng lượng tịnh, thể tích hộp Màu sắc, mùi vị, trạng thái pH, % chất khô, % chất béo Phô mai Vi sinh Thường xun Quy cách bao gói, trọng lượng tịnh, thể tích hộp Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 114 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert CHƯƠNG 9: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 9.1 An tồn lao động An tồn lao động nhà máy có vai trị quan trọng Nó ảnh hưởng lớn đến trình sản xuất, sức khỏe, tính mạng cơng nhân tình trạng máy móc, thiết bị Vì cần phải quan tâm mức, phổ biến rộng rãi để người công nhân hiểu rõ tầm quan trọng nó, việc đề nội quy biện pháp phòng ngừa 9.1.1 Nguyên nhân gây tai nạn lao động - Tổ chức lao động liên hệ phận không chặt chẽ - Các thiết bị bảo hộ lao động cịn thiếu khơng đảm bảo an toàn - Ý thức chấp hành kỷ luật công nhân chưa cao - Vận hành thiết bị, máy móc khơng quy trình kỹ thuật - Trình độ lành nghề nắm vững mặt kỹ thuật cơng nhân cịn yếu - Các thiết bị, máy móc trang bị khơng tốt chưa hợp lý 9.1.2 Các biện pháp hạn chế tai nạn lao động - Cần có nội qui, qui chế làm việc cụ thể cho phận, phân xưởng sản xuất CBCNV phải thực theo dẫn bảng cấm, bảng hướng dẫn an tồn - Máy móc thiết bị phải có bảng hướng dẫn vận hành sử dụng cụ thể CBCNV phải sử dụng mục đích trang bị cung cấp - Trong thời gian làm việc CBCNV không lại nơi không thuộc phạm vi Nếu khơng phân cơng khơng sử dụng sửa chữa thiết bị - Các sản phẩm, hàng hố vật tư, thành phẩm đóng gói, để cách tường 0,5 mét, cách xa cửa thoát nạn, cầu dao điện, phương tiện chữa cháy, tủ thuốc cấp cứu - Khi sửa chữa máy phải ngắt công tắc điện có biển báo sửa chữa - Khi chuẩn bị vận hành máy phải kiểm tra lại dụng cụ, chi tiết có nằm máy khơng khơng có người đứng vịng nguy hiểm cho máy vận hành - Không để dầu, mỡ, nhớt máy rơi vãi sàn xưởng, nơi làm việc 9.1.3 Những yêu cầu cụ thể an toàn lao động ❖ Đảm bảo ánh sáng làm việc: phòng, phân xưởng sản xuất phải có đủ Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 115 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert ánh sáng thích họp với cơng việc Bố trí hệ thống đèn chiếu sáng đảm bảo không bị lấp bóng lóa mắt Bố trí cửa phù họp để tận dụng ánh sáng tự nhiên ❖ Thơng gió: nhà sản xuất làm việc phải thơng gió tốt Phân xưởng thải nhiều nhiệt cần phải bố trí thêm quạt, tạo điều kiện thoải mái cho công nhân làm việc ❖ An toàn điện - Hệ thống điện điều khiển phải tập trung vào bảng điện, có hệ thống chuông điện báo hệ thống đèn màu báo động - Trạm biến áp, máy phát phải có biến báo, bố trí xa nơi sản xuất - Các thiết bị điện phải che chắn, bảo hiểm - Trang bị bảo hộ lao động đầy đủ cho công nhân điện ❖ An toàn sử dụng thiết bị - Thiết bị, máy móc phải sử dụng chức năng, cơng suất - Bố trí lắp đặt thiết bị phù hợp với trình sản xuất - Các đường ống nhiệt phải có lớp bảo ơn, có áp kế - Mỗi loại thiết bị phải có hồ sơ rõ ràng Sau ca làm việc phải có bàn giao máy móc, nêu rõ tình trạng để ca sau xử lý - Thường xuyên theo dõi chế độ làm việc máy móc, thiết bị - Có chế độ vệ sinh, sát trùng, vô dầu mỡ cho thiết bị - Phát sửa chữa kịp thời có hư hỏng ❖ Phịng chống cháy nổ • Yêu cầu chung: - Nguyên nhân xảy cháy nổ tiếp xúc với lửa, tác động tia lửa điện, cạn nước lò hơi, ống bị co giãn, cong lại gây nổ - Tuyệt đối tuân theo thao tác thiết bị hướng dẫn - Không hút thuốc kho nguyên liệu, xăng dầu, gara ô tô, - Thường xun tham gia hội thao phịng cháy chữa cháy • Yêu cầu thiết kế thi công: - Kho xăng, dầu, nguyên liệu phải đặt xa nguồn nhiệt Trong kho phải có bình C02 chống cháy vịi nước để dập lửa - Tăng tiết diện ngang cấu trúc, bề dày lớp bảo vệ cấu kiện bê tông cốt thép Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 116 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert - Bố trí khoảng cách khu nhà mặt cho hợp lý để thuận lợi phòng chữa cháy - Xung quanh nhà máy cần phải có đường ơtơ vào để phịng chữa cháy • u cầu trang thiết bị: - Đối với thiết bị dễ cháy nổ cần tuân thủ cách nghiêm ngặc qui định thao tác, sử dụng cần đặt cuối hướng gió ❖ An tồn với hố chất: hóa chất phải đặt nơi quy định Khi sử dụng phải tuân theo quy định đề để tránh gây độc hại, ăn mòn hư hỏng thiết bị ❖ Chống sét: để đảm bảo an tồn cho cơng trình nhà máy, phải có cột thu lơi cho cơng trình vị trí cao 9.2 Vệ sinh cơng nghiệp Vấn đề vệ sinh cơng nghiệp có ý nghĩa quan trọng nhà máy sữa Nếu tiêu chuẩn vệ sinh nhà máy không đảm bảo tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh phát triển, làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sức khỏe người tiêu dùng công nhân 9.2.1 Vệ sinh cá nhân công nhân Vấn đề yêu cầu cao, đặc biệt công nhân trực tiếp làm việc phân xưởng sản xuất chính: - Trong làm việc, CBCNV phải sử dụng đầy đủ trang bị bảo hộ lao động - Không ăn uống khu vực sản xuất - Đội trưởng quản đốc buộc cơng nhân viên ngừng việc phát công nhân viên có sử dụng chất kích thích ma túy, rượu, bia, - Thực tốt chế độ khám sức khỏe cho CBCNV theo định kỳ tháng lần Không để người đau ốm vào khu vực sản xuất Nếu trình làm việc CBCNV cảm thấy thể khơng bình thường dẫn đến tai nạn lao động phải ngưng việc báo cho đội trưởng quản đốc giải kịp thời 9.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị Hệ thống CIP (Clean in place): CIP trình vệ sinh, tẩy rửa, sát trùng trại chỗ mà thiết bị không cần phải tháo lắp Có nhiều ưu điểm khơng phải tháo lắp thiết bị, rửa vị trí khó rửa rửa thông thường, giảm nguy lây nhiễm hóa học, vi sinh, tiết kiệm thời gian vệ sinh thủ công thiện chất lượng, kéo dài tuối thọ sản phẩm Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 117 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert ❖ Các loại chất bẩn tồn thiết bị đường ống: đường, chất béo, đạm, khoáng, ❖ Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu làm sạch: nhiệt độ, thời gian, vận ttocs chất làm nồng độ dung dịch làm 9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp Sau mẻ, ca cần phải làm vệ sinh khu làm việc Thường xuyên kiểm tra việc thực vệ sinh phân xưởng 9.2.4 Xử lý nước thải Nước thải chứa nhiều tạp chất hữu nên vi sinh vật dễ phát triển gây ô nhiễm cho môi trường sống người Để đảm bảo vệ sinh, đường ống dẫn nước thải thường chôn sâu đất rãnh có nắp đậy kín đảm bảo vấn đề tự chảy Khi nước thải không nối trực tiếp xuống cống mà phải qua hệ thống xử lý nước thải Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu hóa lý, vi sinh Cuối nước thải tập trung khu xử lý nước thải chung khu công nghiệp xử lý lần xả ao, hồ Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 118 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert KẾT LUẬN Qua q trình tìm hiểu nghiên cứu tài liệu với kiến thức học, hướng dẫn tận tình cô giáo hướng dẫn TS Mạc Thị Hà Thanh, đến tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm dây chuyền sản xuất: sữa đặc có đường với suất 25,7 triệu lít nguyên liệu/ ca phơ mai ủ chín Camembert với suất 3,8tấn sản phẩm/năm”, phần nắm kiến thức thiết kế nhà máy thực phẩm nói chung nhà máy sản xuất sữa nói riêng, đặc biệt quy trình dây chuyền cơng nghệ sản xuất sữa tiệt trùng có đường phơ mai Camembert, cách bố trí thiết bị cho kinh tế hợp lí Với số liệu ban đầu từ nguồn liêu liệu sữa tươi số liệu kĩ thuật sản phẩm, tơi tính tốn lượng nguyên liệu cần dùng cho nhà máy sản xuất ca, lựa chọn đặt hệ thống thiết bị cho hai dây chuyền sản xuất Dựa sở tơi thiết kế phân xưởng sản xuất có diện tích 2160 m2; tính tốn xây dựng cơng trình khu vực phụ trợ để hình thành nên tổng mặt nhà máy chế biến sữa với tổng diện tích 12369 m2 Tuy nhiên kiến thức thân hạn chế, tài liệu thiếu thốn, đồng thời việc áp dụng lý thuyết vào thực tế gặp nhiều khó khăn, nên khơng tránh khỏi vướng mắc thiếu sót Rất mong góp ý, giúp đỡ khắc phục sai sót hướng dẫn thầy cô giáo phản biện, hội đồng bảo vệ để tơi có thêm kiến thức q giá sau áp dụng vào thực tiễn sống cách có hiệu Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 119 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vị trí địa lý Đồng Nai: https://www.dantocmiennui.vn/xa-hoi/vi-tri-dia-ly-dieukien-tu-nhien-vung-dong-nam-bo/130930.html, truy cập ngày 01/10/2019 [2] Điều kiện tự nhiên Đồng Nai: https://www.dongnai.gov.vn/Pages/newsdetail.aspx?NewsId=36643&CatId=139 , truy cập ngày 01/102019 [3] Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống pha chế, Tập 1: Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2004 [4] Chỉ tiêu vi sinh theo QCVN 01-86:2017, https://vanbanphapluat.co/qcvn-01-12018-byt-chat-luong-nuoc-sach-su-dung-cho-sinh-hoat, ngày truy cập 04/10/2019 [5] Chỉ tiêu chất lượng đường theo TCVN 6958:2001, http://sugar.com.vn/tieu-chuanduong/tcvn-nganh-duong/tieu-chuan-viet-nam-tcvn-6958-2001-duong-tinh-luyen.html , truy cập 04/10/2019 [6] Chỉ tiêu hóa lý sữa bột gầy theo TCVN 5538:2002, https://vanbanphapluat.co/tcvn-5538-2002-sua-bot-quy-dinh-ky-thuat , truy cập 04/10/2019 [7] Chỉ tiêu nước theo TCVN 5502:2003, https://toc.123doc.org/document/1270919nuoc-bang-2-1-chi-tieu-cua-nuoc-theo-tieu-chuan-viet-nam-tcvn-5502-2003-phu-giachat-dieu-chinh-do-chua-acid-citric.htm –, truy cập ngày 04/10/2019 [8] Vi khuẩn lactic, https://vi.scribd.com/document/122697077/Phomai-Camembert , truy cập 04/10/2019 [9] Trương Thị Minh Hạnh,Giáo án môn học sinh học thực phẩm, Đại học Bách khoa Đà Nẵng , 2007 [10] Chất ổn định E407, http://cpart.vn/cho-moi-truong/chat-tao-sanh-cho-sua-tuoie407-carrageenan , truy cập ngày 04/10/2019 [11] Chất ổn định, phụ gia theo TCVN 6471-1998, https://vanbanphapluat.co/tcvn6417-1998-phu-gia-thuc-pham-chat-tao-huong , truy cập ngày 04/10/2019 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 120 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert [12] Chỉ tiêu chất lượng sữa tiệt trùng theo TCVN 7028-2009, https://tailieu.vn/doc/tieu-chuan-quoc-gia-tcvn-7028-2009-1900137.html , truy cập ngày 04/10/2019 [13] Tình hình sản xuất tiêu thụ sữa, https://www.academia.edu/9327199/B%C3%81O_C%C3%81O_NG%C3%80NH_S% E1%BB%AEA truy cập ngày 15/10/2019 [14] Tình hình sản xuất tiêu thụ phô mai, https://babuki.vn/thi-truong-sua-kem-pho-mai/ , truy cập 20/10/2019 [15] Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm, Đại học Bách khoa Đà Nẵng ,2006 [16] Bylund G, “Dairy processing handbooks”, Tetrapak processing systems AB publisher, Lund (1995) [17] Thiết bị lọc thủy, https://toc.123doc.org/document/882459-chuong-5-chon-va-tinh-thietbi.htm?fbclid=IwAR19_2UXzJPzUSUMYXDEmnc7I4yi7Sgxi6tvhWxccEbmOlZAP E1fdh-d9bQ , truy cập 29/10/2019 [18] Thiết bị định lượng, https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/dairy-brewing-industry-sanitary-typeelectromagnetic-milk-flow-meter60664980029.html?spm=a2700.md_vi_VN.maylikeexp.9.44e2579aImnAb3 , truy cập 25/10/2019 [19] Thiết bị gia nhiệt mỏng, http://www.liquid-fillingmachines.com/sale-8278418-stainless-steel-plate-heatexchanger-sus304-milk-plate-cooling-exchanger.html , truy cập 26/10/2019 [20] Phễu định lượng, https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/Twin-Screw-Weighing-Scale-forBakery-1725431277.html?spm=a2700.7724838.2017115.1.33fe2dce6xrLOY, truy cập ngày 26/10/2019 [21] Thiết bị chuẩn hóa, http://ifoodvietnam.com/be-khuay-tron/ , truy cập ngày 26/10/2019 [22] Thiết bị khí chân khơng, http://congnghevotrung.com/khi-chan-khong/ , truy cập ngày 25/10/2019 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 121 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert [23] Thiết bị đồng hóa áp lực cao, http://ifoodvietnam.com/san-pham/thiet-bi-dong-hoa-ap-luc-cao-high-pressurehomogenizer/ , truy cập25/10/2019 [24] Thiết bị tiệt trùng UHT, http://congnghevotrung.com/trao-doi-nhiet-uht/ , truy cập 26/10/2019 [25] Thiết bị chiết rót, đóng nắp, http://www.tetrapak.com/packaging/tetra-pak-a3flex, truy cập 27/10/2019 [26] Thiết bị đóng thùng, http://maydongthung.vn/san-pham/may-dong-thung-cartontu-dong-mk-aplcs08 , truy cập 27/10/2019 [27] Băng tải, http://www.thanhhung.edu.vn/vi/san-pham/bang-tai-pvc/bang-tai-pvcco-nho-dung-cho-day-chuyen-thuc-pham-mau-xanh-116, truy cập 29/10/2019 [28] Thiết bị nghiền đường, http://vptex.vn/vi/gianhang/1257/san-pham/may-nghienduong-fl350-6164.html , truy cập 26/10/2019 [29] Thiết bị trao đổi nhiệt mỏng, http://congnghevotrung.com/trao-doi-nhiet-uht/, truy cập 26/10/2019 [30] Thiết bị hoạt hóa vi khuẩn, http://vn.kosunes.com/stainless-steel-tank/mixingtank/mixing-tank-with-agitator.html, truy cập ngày 27/10/2019 [31] Thiết bị lên men sơ bộ, http://ifoodvietnam.com/thiet-bi-lenmen/?fbclid=IwAR13SCQWjleM9Aqvip7QjCmIfHJT7eT_vUHfyzfql-6TZ9lacIgmzbPZVA , truy cập 27/10/2019 [32] Thiết bị trùng, http://congnghevotrung.com/tb-trao-doi-nhiet/ , truy cập 26/10/2019 [33] Thiết bị đông tụ, https://www.tetrapak.com/processing/curd-making/cheese-vatost-ch5 , truy cập ngày 27/10/2019 [34] Thiết bị đổ khuôn, https://productxplorer.tetrapak.com/ , truy cập 27/10/2019 [35] Thiết bị ướp muối, https://sulbana.com/products/installation-engineering-forcheese-factories/salt-bath-systems, truy cập ngày 27/10/2019 [36] Thiết bị phun bào tử, https://www.youtube.com/watch?v=6LEx7CilTP4&list=PLw4DWT3614JsfwXOkTJR ktwdzQ7i6uFps&index=1, truy cập ngày 23/10/2019 [37] Thiết bị bao gói phơ mai, http://www.foodpackingmachinery.com/vi/ALD-450WFlow-Packing-Machine-HFFS-products.html , truy cập ngày 27/10/2019 [38] Bơm ly tâm, http://sieuthibom.vn/vi/may-bom-nuoc-cong-nghiep-master279.pd/sieuthibomvn bom-nuoc-cong-nghiep-master.html , truy cập ngày 01/11/2019 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 122 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert [39] Bơm cạnh khía, http://bomvietnhat.com/sanpham/bom-thuc-pham-ly-tam-seriesa66.html, truy cập ngày 01/11/2019 [40] Gá tải, https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/grain-chain-conveyor-ricemill-bucket-elevator-60687964654.html, truy cập ngày 27/10/2019 [41] Vít tải, https://vietnamese.alibaba.com/product-detail/automatic-powder-augerconveyor-vibrating-hopper-inclined-screw-conveyor-hopper-inclined-screw-conveyor60451642035.html, truy cập ngày 27/10/2019 [42] Bàn đóng thùng carton, https://bepcongnghiepinox.vn/chi-tiet/ban-inox-2-tangco-gia-nan-duoi-251.aspx, truy cập ngày 29/10/2019 [43] Lê Ngọc Trung ,Giáo trình Quá trình thiết bị truyền nhiệt, truyền chất, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2002 [44] GS.TSKH Nguyễn Bin, PGS.TS Đỗ Văn Đài, PGS.TS Nguyễn Trọng Khuông, TS Phan Văn Thơm, TS Phạm Xuân Toản, TS Trần Xoa, KS Long Thanh Hùng, Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập I, II NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2006 [45] Tank chứa sữa nguyên liệu, http://congnghevotrung.com/bon-nhan-sua/, truy cập ngày 29/10/2019 [46] Thiết bị khí sơ bộ, http://ifoodvietnam.com/san-pham/day-chuyen-san-xuatsua-huong-vi-trai-cay-chat-luong-cao/, truy cập ngày 29/10/2019 [47] Lê Xuân Phương, An toàn vệ sinh lao động, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, 2005 Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 123 ... Thanh Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert 2.1.1.3 Thành phần tính chất hóa học sữa tươi Trong sữa có thành phần bao gồm. .. Thanh 18 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert Phơ mai Camembert phơ mai ủ chín thuộc loại mềm Đây loại phô mai tiếng giới... 11 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm có dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường phơ mai ủ chín Camembert ❖ Biến đổi q trình lên men phơ mai • Biến đổi sinh hóa Trong sản xuất phơ mai,