Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp

Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I- Lập luận kinh tế Sữa bắp sản phẩm giàu dinh dưỡng, chế biến chủ yếu từ bắp tươi, xuất năm gần nhiều nước Châu Trung quốc, Thái lan, Sữa bắp có dạng dịch sữa đóng chai dạng bột Quy trình sản xuất gồm công đoạn chủ yếu : nghiền bắp hạt tươi, lọc lấy dịch, gia nhiệt có bổ sung chất nhũ hố, đồng hố áp lực cao, đóng hộp, trùng làm nguội sản phẩm Ở Trung quốc, nhiều nghiên cứu sử dụng nguyên liệu khác lạc, đỗ tương, sữa bột, dùng phối trộn để tạo sản phẩm có giá trị cảm quan dinh dưỡng cao, phù hợp cho người bệnh, người già trẻ nhỏ Sản phẩm sữa ngô công ty IWA (Thái lan)đã sử dụng thiết bị trùng UHT (Ultra high temperature) tạo sản phẩm sữa bắp có hương vị tự nhiên kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm lên 180 ngày Ở Việt nam, bắp nhập nội từ khoảng 10 năm qua, ban đầu phát triển mạnh tỉnh phía Nam, đến trồng số tỉnh phía Bắc, tập trung vùng ngoại thành Hà nội số tỉnh lân cận Hưng yên, Hà tây, Các giống bắp trồng phổ biến giống bắp Thái bắp Mỹ; có thời gian sinh trưởng ngắn, khoảng 70 – 80 ngày Trong năm qua, Viện nghiên cứu bắp vàđang nghiên cứu, lai tạo giống bắp giống TSB, đáp ứng nhu cầu sản xuất tiêu thụ bắp ngày tăng nhân dân Hiện nay, bên cạnh sản phẩm ngô hộp nhập ngoại, sản phẩm bắp đóng chai nghiên cứu, sản xuất nước bán thị trường, trở thành ăn bổ dưỡng, tươngđối phổ biến người dân thành thị Ngồi ra, bắp cịn chế biến thành sữa bắp số sở nhỏ sở sản xuất Hà Văn Vinh (Hà nội), sở chế biến thực phẩm SVB (Thành phố Hồ Chí Minh) Các sản phẩm sữa bắp đóng chai nhựa, bán thị trường với số lượng hạn chế giữ ngày điều kiện 4oC Do điều kiện b ảo quản nên sản phẩm sữa bắp sản xuất nước chưa đư ợc phổ biến rộng rãi, sản phẩm sữa bắp nhập từ Thái lan có giá thành cao (giá bán lẻ: 5000đ/hộp 200ml) Vì nghiên cứu cơng nghệ sản xuất sữa bắp việc làm cần thiết nhằm tạo sản phẩm có chất lượng tốt, quy trình ổn định kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm II- Nguyên liệu 2.1 Bắp 2.1.1 Tên khoa học Họ (family) Phân họ (subfamily) Tộc (tribe) Poacea (hòa thảo) Andropogonoideae Tripsaceace Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Chi (genus) Loài (species)         Zea Zea mays L 2.1.2 Phân loại: Ngô bọc (Zea mays Tunicata Sturt): nguồn gốc Mexico, dạng nguyên thủy, hạt có vỏ bọc mày nhỏ, đỉnh có râu dài Lồi có nhiều lá, hoa cờ phát triển đơi có hạt bong cờ Hạt cứng, tinh bột dạng sừng Ngô nổ (Zea mays Everta Sturt): Hạt có màu trắng, vàng, tương đối nhỏ, đầu nhọn, nội nhũ có cấu tạo Hàm lượng tinh bột khoảng 62-72% Hạt ngô nổ cứng, khó nghiền bột Ngơ bột (Zea mays Amylacea Sturt):xuất xứ Peru, hạt đầu trịn vng, màu trắng, phơi tương đối lớn Nội nhũ hạt ngơ bột có màu trắng đục, cấu tạo bở xốp, dễ hút nước Hàm lượng tinh bột khoảng 55-80% Thành phần tinh bột gồm 20% amylase 80% amylopectin Hạt lớp sừng, nội nhũ cấu tạo hồn tồn tinh bột, hạt màu trắng sữa, bên mềm, dễ xay thành bột, nguyên liệu tốt để sản xuất bột làm rượu Ngô đường (Zea mays Saccharata Sturt): phơi tương đối lớn, nội nhũ sừng, hạt có nhiều gluxit dễ hòa tan (dextrin) Hàm lượng tinh bột nội nhũ tương đối từ khoảng 2547% Hàm lượng đường dextrin cao, đến 19-31% Thành phần tinh bột ngô đường gồm 60-90% amylose 10-40% amylopectin Ngô ngựa (Zea mays Indentata Sturt): Hạt tương đối lớn, màu vàng, trắng, tím… lõi bắp tương đối nhỏ màu trắng, đỏ tía, đỏ nhạt Hàm lượng tinh bột khoảng 60-65%, thành phần tinh bột gồm 21% amylase 79% amylospectin Ngô tẻ-ngô đá rắn (Zea mays Indurata Sturt): hạt màu trắng ngà vàng, có màu tím Nội nhũ ngơ đá có cấu tạo phần nhỏ lõi hạt có cấu tạo đục Lõi bắp to, tỉ lệ hạt thấp, suất thấp Hàm lượng tinh bột khoảng 56-75% Thành phần tinh bột gồm 21% amylose 79% amylopectin Ngô nếp (Zea mays Ceratina Kalesh): cịn gọi ngơ sáp, hạt ngơ trịn màu trắng đục Phần ngồi nội nhũ có cấu tạo Hàm lượng tinh bột khoảng 60%, thành phần gồm 100% amylopectin, tỉ lệ amylose không đáng kể Ngô đường bột (Zea mays Amylacea Saccharata): phần hạt nội nhũ sừng, có nhiều tinh bột đường, phần nội nhũ bột, nguồn gốc Nam Mỹ 2.1.3 Cấu tạo bắp ngô Cấu tạo bắp ngơ mơ tả hình: bao gồm bao, râu, bẹ, lõi, cuống, hạt Nếu bóc hết bao râu bắp ngơ có hình trụ thn đầu Trong bắp, hạt chiếm khoảng 78%, cịn lại lõi cuống khoảng 22% tính theo hàm ẩm tự nhiên Trong lõi cịn lại trung bình 0.22% hạt không tẻ gọi hạt kẹ Tùy theo giống, điều kiện canh tác mà bắp ngô khoảng 200-400g, cá biệt có lồi cho bắp đến 600g Chiều dài bắp vào khoảng 10-25cm Hạt ngô phát triển thành hàng thẳng, số hàng mọc bắp thường số chẵn Số hàng nhiều hay phụ thuộc vào kích cỡ bắp ngơ khoảng từ 8-24 hàng hạt, trung bình 16-20 Hình 1.1 : Cấu tạo bắp ngô 2.1.4 Cấu tạo hạt ngô Bắp hạt ngơ có hình dạng kích thước khác biệt nhiều giống Dựa vào đặc tính người ta phân biệt chúng Ngay bắp, hạt thay đổi hình dạng độ lớn Hạt đầu cuống bắp dường có khối lượng với hạt bắp, có Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp dạng ngắn to hơn, phôi to Hạt giống ngô khác cấu tạo gồm từ phần : vỏ, phơi, nội nhũ Tỉ lệ thành phần hạt ngô trình bày bảng Bảng 1.1 : Thành phần phần hạt ngơ ngựa Thành phần Phần trăm hạt ( theo % chất khô) Vỏ 5.1 – 5.7 Phôi 10.2 – 11.9 Nội nhũ 81.8 – 83.5 Mày 0.8 – 1.1  Vỏ : ngô loại hạt trần nên khơng có có vỏ trấu mà có lớp vỏ vỏ hạt Chiều dày lớp vỏ khoảng 35-60ìm Vỏ gồm có lớp :  Lớp : tế bào xếp theo chiều dọc hạt nên gọi lớp tế bào dọc  Lớp : gồm tế bào tương tự lớp tế bào xếp thành chiều ngang Khi hạt xanh tế bào lớp chứa hạt diệp lục Khi hạt chín tế bào trống rỗng  Lớp : gồm tế bào hình ống xếp theo chiều dọc hạt Chiều dày lớp vỏ thay đổi theo tùy loại giống hạt Trong hạt chiều dày vỏ ngồi vị trí khác khơng giống Vỏ hạt gồm lớp tế bào :  Lớp : gồm tế bào xếp xít với chứa đầy chất màu ( sắc tố )  Lớp : gồm tế bào không màu không ngấm nước, dễ cho nước qua  Lớp aleurone : gồm lớp tế bào lớn, thành dày, có chứa hợp chất Nitơ giọt nhỏ chất béo Lớp tế bào có dạng nhỏ hình vuông chữ nhật Lớp aleurone dày khoảng 10-70um, không chứa tinh bột Chiều dày lớp aleurone phụ thuộc vào giống, loại hạt phụ thuộc vào điều kiện canh tác  Nội nhũ - Sau lớp aleurone khối tế bào lớn hơn, thành mỏng, có hình dạng khác nhau, xếp khơng có thứ tự rõ ràng, tế bào nội nhũ - Nội nhũ ngô chia làm phần, nội nhũ sừng nội nhũ bột: Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp  Lớp nội nhũ bột nằm bên trong, gần phôi, mềm đục, chứa nhiều hạt tinh bột Các hạt tinh bột lớp nội nhũ lớn trơn nhẵn Liên kết tế bào lớp nội nhũ bột lỏng lẻo Trong phần nội nhũ bột, màng lưới hạt protein mỏng không bao bọc xung quanh hết hạt tinh bột  Lớp nội nhũ sừng cứng mờ, nằm gần lớp vỏ, chứa nhiều hạt protein Hạt tinh bột lớp nội nhũ hình đa giác, kích thước nhỏ, kết dính sít - Tỉ lệ nội nhũ sừng nội nhũ bột thay đổi tùy thuộc vào giống ngơ Ví dụ với ngô ngựa tỉ lệ 2:1 phụ thuộc vào tỉ lệ nội nhũ sừng nội nhũ bột mà nhìn bên ngồi nội nhũ hạt ngơ hay đục Ngơ đá tồn nội nhũ cịn ngơ bột nội nhũ đục hoàn toàn Bảng 1.2 : Thành phần nội nhũ sừng nội nhũ bột ngô ngựa ( % chất khô) Thành phần Tinh bột Protein Chất béo Tro Các chất khác Tổng  Nơi nhũ sừng (%) 80.4 13.25 0.73 0.27 5.51 100 Nơi nhũ bột (%) 85.6 7.69 0.33 0.35 5.51 100 Ngô xay (%) 88.1 8.47 0.79 0.34 2.3 100 Phôi Phôi nằm gần cuống hạt dính liền với nội nhũ Trong điều kiện thích hợp, non phát triển từ phôi Tỉ lệ khối lượng phần vỏ, nội nhũ phôi phụ thuộc vào điều kiện canh tác Phôi hạt ngơ lớn, chiếm 8-15% khối lượng hạt Các giống ngơ đá ngựa có phơi nhỏ, giống ngơ bột lại có phôi lớn Cấu trúc phôi xốp thành phần chứa nhiều chất béo nên dễ bị hư hỏng 2.1.5 Thành phần hóa học Thành phần hóa học hạt ngơ thay đổi tùy theo điều kiện khí hậu, giống, loại ngô, kỹ thuật canh tác, đất đai Thành phần hóa học hạt ngơ phân bố khơng hạt, có tỉ lệ khác phần vỏ, nội nhũ phơi Bảng 1.3 : Sự phân bố chất phần ngơ Thành phần hóa học Protein Lipid Chất tro Tinh bột Đường Chất xơ Vỏ 3.7 0.8 7.3 0.34 86.7 Nội nhũ 0.8 0.3 87.6 0.62 2.7 Phôi 18.4 33.2 10.5 8.3 10.8 8.8 Giữa giống ngơ khác thành phần hóa học khác Bảng 1.4 : Thành phần hóa học trung bình hạt ngô ( % chất khô) Giống ngô Protein Tinh bột Đường Lipid Tro Ngô đá 12.3 60 1.74 7.9 1.28 Trang Ngô bột 113 64.2 1.97 72 1.05 Ngô ngựa 12.2 615 1.83 7.7 1.16 Ngô nổ 14.3 59.9 2.66 6.36 1.33 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Bắp sử dụng để sản xuất sữa bắp loại bắp Bảng 1.5 : Thành phần hóa học trung bình bắp ngọt: Thành phần (100g hạt) Tinh bột Đường Cellulose Lipid Protein Khoáng Nước Bắp 13,16 g 17,24 g 5g 2,79 g 4,44 g 0,87 g 56,5 g 2.2 Sữa tươi Sữa tươi bổ sung vào sữa bắp để làm tăng giá trị cảm quan cho sữa bắp Bảng 1.6 : Thành phần hóa học sữa bị tươi : Chất khơ Protein Chất béo Carbohydrate Khoáng 12,9 % 3,4 % 3,9 % 4,8 % 0,8 % Bảng 1.7 : Chỉ tiêu vi sinh sữa tươi : Tên tiêu Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn laic 1ml sản phẩm Coliforms, số vi khuẩn 1ml sản phẩm E coli, số vi khuẩn 1ml sản phẩm Trang Mức cho phép 10 0 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Salmonella, số vi khuẩn 25ml sản phẩm Staphylococcus aureus, số vi khuẩn 1ml sản phẩm Clostridium perfringens, số vi khuẩn 1ml sản phẩm 0 2.3 Nước Nước thành phần chủ yếu sữa bắp, thành phần tính chất nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Bảng tiêu nước [TCVN 5501-91] Bảng 1.7 : Chỉ tiêu vi sinh nước dùng sản xuất sữa bắp Loại vi sinh vật Số lượng Vi sinh vật hiếu khí ml nước < 100 (khuẩn lạc) Vi sinh vật kỵ khí ml nước Vi khuẩn E.Coli lít nước < 20 (khuẩn lạc) Vi khuẩn gây bệnh lị thương hàn Trứng giun sán ( trứng) 2.4 Đường Đường bổ sung vào sữa bắp mục đích cung cấp lượng cịn có tác dụng điều vị tăng mùi thơm cho sản phẩm Loại đường thường sử dụng đường saccharose dạng kết tinh (đường tinh luyện) 2.5 Phụ gia  Kali sorbat: Là muối kali với acid sorbic, có dạng bột dạng hạt màu trắng tan nhiều nước, không độc thể người, không gây mùi vị lạ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Kali sorbat ức chế mạnh nấm men nấm mốc lại tác dụng đến vi khuẩn Hàm lượng Kali sorbat cho phép sử dụng đồ uống 1000ppm  CMC: Dạng màu trắng, có tính hút ẩm, dễ phân tán nước rượu, chủ yếu dùng để điều chỉnh độ nhớt sản phẩm mà không tạo gel Mức độ sử dụng CMC 0,05 đến 0,5% toàn sản phẩm  Lecithin : thị trường hỗn hợp photpholipid dầu, sử dụng làm chất nhũ hóa cho sản phẩm sữa, tránh làm sữa bị tách pha trình bảo quản sau Hàm lượng lecithin sử dụng sữa bắp 0,1 – 0,4 %w/w III- Sữa bắp Các tiêu đánh giá sản phẩm sữa bắp Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp 3.1 Chỉ tiêu hóa lý Tỉ lệ bắp nước q trình sản xuất sữa bắp thay đổi từ 1:4 đến 1:6, thay đổi ảnh hưởng đến thành phần chất lượng sữa 3.2 Chỉ tiêu visinh Trong sản phẩm sữa bắp phải:  Khơng có có mặt vi khuẩn sau: Staphylococcus aureus, Salmonella enteropathogenic, Esherichia coli, Vibrio parahemolyticus, Listeria monocytogenes, Campylobacter jejuni  Khơng có có mặt Yersinia enterocolitica  Số tế bào vi sinh vật không lớn 20.000 cfu/g  Trong mẫu kiểm tra, khơng có xuất Coliform 3.3 Chỉ tiêu hóa sinh Các phép thử hoạt tính enzyme cho kết âm tính 3.4 Chỉ tiêu cảm quan  Trạng thái : Dung dịch đồng nhất, không tách lớp  Màu sắc : Sản phẩm sữa bắp có màu vàng nhạt  Mùi : Thơm, êm dịu đặc trưng sữa bắp, có thêm mùi bổ sung vào sản phẩm, mùi đậu không q nhiều  Vị : Ngọt, khơng có vị đắng 3.5 Bao bì  Bao bì phải kiểm tra chất lượng rửa trước đưa sử dụng  Bao bì phải thể đầy đủ thơng tin cần thiết thể chất sản phẩm, đơn vị sản xuất, hướng dẫn sử dụng, thời hạn sử dụng… Hình 1.2 : Một số sản phẩm sữa bắp thị trường Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp IV- Địa điểm xây dựng phân xưởng  Nguyên tắc lựa chọn : Gần mạng lưới giao thông Phải nằm vùng qui hoạch trung ương địa phương, Nơi khí hậu thời tiết thuận lợi Gần thị trường tiêu thụ Gần nguồn điện nước Có đủ diện tích để xây dựng cơng trình hữu phù hợp mặt nhà máy có khu dự trữ để xây dựng tương lai Phân xưởng sản xuất sữa bắp chọn xây dựng khu công nghiệp Long Thành, tỉnh Đồng Nai Vị trí: nằm quốc lộ 51, xã An Phước, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai Có điều kiện thuận lợi để xây dựng phân xưởng như:  Có vị trí thuận lợi: + Cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh 44km, đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây hồn thành khoảng cách cịn 23km + Cách trung tâm thành phố Biên Hòa 20km + Cách cảng Gò Dầu 23km + Cách cảng Sài Gòn 48km + Cách cảng Phú Mỹ 25km + Cách cảng Vũng Tàu 63km + Cách sân bay Tân Sơn Nhất 32km + Cách sân bay Long Thành 11k  Thổ nhưỡng: + Độ cao trung bình so với mặt biển: 28m + Cường độ chịu tải đất: 1,5 – 2,5 kg/cm2  Khí hậu: + Nhiệt độ trung bình năm: 25 – 260C + Độ ẩm trung bình năm: 78 – 84% + Lượng mưa trung bình năm: 1800 – 1900mm  Nguồn điện: lưới điện quốc gia từ nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ, thuỷ điện Đa Mi – Hàm Thuận trạm biến áp Long Bình 220/110 kV đảm bảo cung cấp điện ổn định cho nhà máy khu công nghiệp Long Thành Thông qua trạm biến 63MVA, điện hạ 22kV kéo đến tường rào nhà máy Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp  Nguồn nước: lấy từ nhà máy nước Thiện Tân, suất 30000m3/ngày  Xử lý nước thải: có nhà máy xử lý nước thải suất 12000 m3/ngày Hệ thống đường ống thu gom nước thải thiết kế riêng rẽ với hệ thống thoát nước mưa kéo đến sát tường rào nhà máy, đảm bảo thu gom tồn nước thải khu cơng nghiệp để dẫn nhà máy xử lý nước thải  Đường giao thông nội khu: trải bê tông nhựa tải trọng H30, đường rộng 19m 15m, có vỉa hè rộng rãi cho người bộ, có đèn chiếu sáng, xanh, thảm cỏ  Đường ống thoát nước mưa đường kính 800 – 1000mm, xây dựng bên trục đường giao thông nội khu  Phương tiện thông tin liên lạc: đáp ứng đầy đủ nhu cầu liên lạc nước quốc tế: tổng đài điện tử tự động, đường truyền internet tốc độ cao VDC cung cấp, dịch vụ bưu điện khác  Các dịch vụ hỗ trợ cho doanh nghiệp: tài chính, ngân hàng, thương mại; thủ tục hành thuận tiện, nhanh chóng, dịch vụ “một cửa”  Các tiện ích khác: xây dựng khu nhà cho 40000 cơng nhân, có chỗ cho chun gia, có chợ, siêu thị, cơng viên xanh, công viên nước  Lực lượng lao động : Dân số Đồng Nai triệu người, 70% dân số 35 tuổi  Các loại chi phí: + Giá điện: 890 VND/KWh + Giá nước: 4.400 VND/m3 + Giá xử lý nước thải: 1.000 VND/m3 + Phí quản lý khu công nghiệp: 0,2 USD/m2/ năm + Giá thuê đất sử dụng sở hạ tầng: < 2,05 USD/m2/ năm (trả năm) CHƯƠNG II : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ I- Quy trình cơng nghệ Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa Bắp bắp hạt đông lạnh Rã đông Nước Nghiền Lọc Ly tâm Sữa tươi Bã thô Tinh bột Gia nhiệt, phối trộn Syrup, phụ gia Đồng hóa Tiệt trùng Rót chai, khí Chai, nắp Tiệt trùng Bảo ôn Nhãn Dán nhãn Sữa bắp II- Thuyết minh quy trình cơng nghệ 2.1 Nghiền ướt Q trình nhằm giảm kích thước hạt bắp, trích ly chất hạt bắp vào nước Quá trình nghiền ướt thực thiết bị nghiền đĩa trục quay Tỷ lệ nước : bắp 5:1 2.2 Lọc Trang 10 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp CHƯƠNG IV : TÍNH CHỌN THIẾT BỊ I- Chọn thiết bị Bảng 4.1 : Cơ sở lựa chọn thiết bị STT 10 Thiết bị Nghiền ướt Lọc Ly tâm Thanh trùng Nấu syrup Lọc khung Phối trộn Đồng hố Rót chai, đóng nắp Tiệt trùng Hoạt động Liên tục Liên tục Liên tục Liên tục Gián đoạn Gián đoạn Gián đoạn Liên tục Liên tục Liên tục Năng suất yêu cầu 362,5 kg bắp/h 2153 kg dịch/h 2090 kg dịch/h 181 L/h 3074 kg syrup/ngày 3074 kg syrup/ngày 19385 kg/ngày 2423 L/h 9996 chai/h 9946 chai/h 1.1 Thiết bị nghiền Chọn thiết bị nghiền đĩa trục quay FFC 37 hãng Rizhao Peakrising Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 450 kg/h - Tốc độ trục quay : 3600-3800 vòng/phút - Công suất : 7,5 kW - Khối lượng : 158 kg - Kích thước : 800 × 400 × 1500 mm Thiết bị lọc ly tâm Chọn thiết bị ly tâm lọc LW450×1000-N hãng Shanghai Sunking Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 2500 kg/h - Đường kính roto : 450 mm - Tốc độ trục quay : 1800 vòng/phút - Công suất : 30 kW - Khối lượng : 3300 kg - Kích thước : 2580 × 1700 × 1840 mm Trang 17 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Thiết bị ly tâm lắng Chọn thiết bị lắng ly tâm SCXXX-LD Tripod loại SC600 Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 2200 L/h - Độ dày đĩa : mm - Đường kính đĩa : 600 mm - Diện tích lắng : 0,75 m2 - Tốc độ vòng quay : 2200 vịng/phút - Cơng suất : kW - Khối lượng : 700 kg - Kích thước : 1490 × 1150 × 1000 mm Thiết bị trùng Chọn thiết bị trùng mỏng GJ-50 hãng Kingpak Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 200 L/h - Công suất : kW - Kích thước : 800 × 1600 × 1800 mm Thiết bị nấu syrup Syrup nấu trung bình mẻ sử dụng ngày Chọn thiết bị nấu syrup nồi nấu syrup WJF – TP hãng Shar System Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 3500 L/mẻ - Công suất : kW - Kích thước : 1600 × 2000 mm Thiết bị lọc khung Chọn thiết bị lọc khung YLX-80 hãng Anyang Số lượng : Thơng số thiết bị : - Năng suất : 3500 L/mẻ - Cơng suất : 10 kW - Kích thước : 1800 × 1000 × 1800 mm Phối trộn Thời gian phối trộn 45 phút, mẻ có lần phối trộn Thời gian phối trộn mẻ : 45×2 = 90 (phút) ngày làm việc 8h : chia thành mẻ phối trộn Chọn thiết bị phối trộn Mixing tank Kingpak Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 4000 L/mẻ Trang 18 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp - Kích thước : 1770 × 3350 mm - Diện tích trao đổi nhiệt : 10 m2 - Áp suất làm việc : 0,6 MPa - Nhiệt độ làm việc : 160 oC - Công suất : 1,5 kW Đồng hóa Chọn thiết bị đồng hóa áp lực cao GJJ-250 Kingpak Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất 2500 L/h - Áp suất : 25 – 100 MPa - Nhiệt độ : 90 oC - Độ nhớt : 0,2 Pa.s - Kích thước hạt : 0,1 – 0,2 µm - Cơng suất : 7,5 kW - Kích thước : 1000 × 700 × 1100 mm Tiệt trùng chai Chọn thiết bị tiệt trùng tunnel SS-1828 Shengsen Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 200 – 300 chai/phút - Nhiệt độ : 300 – 500 oC - Chiều rộng băng tải : 600 mm - Khối lượng : 3500 kg - Công suất 40 kW - Kích thước : 4400 × 1650 × 2400 mm 10 Rót chai, đóng nắp Chọn thiết bị rót chai, đóng nắp KM24 hãng JM-Angel Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 2500 L/h - Công suất : 7,5 kW - Kích thước : 5400 × 2800 × 2400 mm 11 Thiết bị tiệt trùng Chọn thiết bị tiệt trùng hydrolock HK15 hãng Henckert Số lượng : Thông số thiết bị : - Năng suất : 12000 chai/h - Cơng suất : kW - Kích thước : 6000 × 2800 × 2400 m 12 Đóng két Chọn thiết bị đóng két EC-21 American Newlong Số lượng : Trang 19 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Thông số thiết bị : - Năng suất : 11000 chai/h - Công suất : 1,9 kW - Kích thước : 1500 × 600 × 2300 mm II- Chọn thiết bị phụ 2.1 Bồn chứa trung gian 2.1.1 Chọn bồn chứa dịch bắp sau ly tâm có dạng hình trụ, đáy cơn, vật liệu chế tạo thép khơng rỉ Thể tích dịch sau ly tâm 14910 L 14910 2982 Thể tích dịch mẻ : (L) Hệ số chứa đầy 0,85 2982  , 85 Thể tích bồn chứa : 3508 (L) Chọn bồn chứa có kích thước :  1,6 × m 2.1.2 Chọn bồn chứa syrup sau lọc có dạng hình tru, đáy cơn, vật liệu chế tạo thép khơng rỉ Thể tích syrup sau lọc 2982 L, hệ số chứa đầy 0,85 2982  , 85 Thể tích bồn chứa : 3508 (L) Chọn bồn chứa có kích thước :  1,6 × m 2.1.3 Chọn bồn chứa sữa bắp sau phối trộn có dạng hình trụ, đáy cơn, vật liệu chế tạo thép khơng rỉ Thể tích sữa sau phối trộn 19385 L 19385 3877 Thể tích dịch mẻ : (L) Hệ số chứa đầy 0,85 3877 4561 Thể tích bồn chứa : 0,85 (L) Chọn bồn chứa có kích thước :  1,8 × m 2.2 Bơm Cơng suất bơm tính theo cơng thức sau: N GHg (kW )  Trong đó:  G: lưu lượng dịng dịch (kg/s):  H: cột áp bơm (m): chọn H = 1.1 m  g: gia tốc trọng trường (m/s2): g = 9.81 m/s2 Trang 20 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp  : hiệu suất bơm: chọn  = 0.75 2.2.1 Bơm nguyên liệu từ thiết bị nghiền sang thiết bị lọc : G = 2153 kg/h = 0,598 kg/s N  GHg 0,598 * 1,1 * 9,81  8,6  0,75 (kW) Ta chọn bơm có công suất 10 kW 2.2.2 Bơm dịch sữa từ bồn trung gian vào thiết bị đồng hóa G = 1269 kg/h = 0,3525 kg/s GHg 0,3525*1,1 * 9,81 N  5,07  0,75  (kW) Ta chọn bơm có cơng suất kW CHƯƠNG V : TÍNH ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG I - Tính Q m * c * T (kJ ) Trong đó: - m: khối lượng (kg) - c: nhiệt dung riêng nước (kJ/kgoC) - T: biến thiên nhiệt độ (oC) Phân xưởng có hệ thống cấp nước 30oC 1) Nhiệt cung cấp để gia nhiệt cho nước thiết bị nghiền ướt : Q1 = 14500×4,18×(50 – 30) = 1212200 (kJ) 2) Nhiệt cung cấp để gia nhiệt cho nước nồi nấu syrup : Q2 = 953×4,18×(100 – 30) = 278850 (kJ) 3) Nhiệt cung cấp để gia nhiệt cho sữa :  Sau ly tâm, nhiệt độ dịch sữa khoảng 60oC Nhiệt cung cấp để gia nhiệt cho sữa từ 60oC đến 100oC thiết bị phối trộn : Trang 21 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Q3 = 14910×3,84×(100 – 60) = 2290180 (kJ) 4) Nhiệt cung cấp để gia nhiệt cho nước thiết bị tiệt trùng hydrolock : Q4 = 7000×4,18×(135 – 30) = 3072300 (kJ) Giả sử tổn thất nhiệt 5% Vậy nhiệt lượng cần cung cấp ngày sản xuất : Q  Q2  Q3  Q Q 7214240 0,95 (kJ) 5) Chọn nồi : Lượng nước cần cho phân xưởng ngày: Trong đó: i : enthanpy nước 100oC Dn  Dn  Q i Q 7214240  2693 i 2679 (kg)  Lượng nước cần dùng cho phân xưởng giờ: D 'n  Dn 337 (kg/h) Chọn nồi loại 750 kg/h có thông số kỹ thuật sau: Bảng 5.1 : Thông số kỹ thuật nồi Hãng cung cấp Mã hiệu Năng suất Diện tích tiếp nhiệt Áp suất làm việc Thể tích tổng cộng Tiêu hao nhiên liệu Van Van cấp nước Van chiều Van an tồn Van xả đáy Đường kính ống khói Kích thước thiết bị Hồng Nhựt Company NH – 500 (10 R) 500 kg/h 12 (m3) 11 (kg/cm2) 1,57 (m3) 35 (kg/h) 49 (mm) 34 (mm) 34 (mm) 34 (mm) 34 (mm) 265 (mm) 2900  2400  1650 (mm) 7) Tính nhiên liệu cho lò Chọn nhiên liệu đốt lò dầu FO Tiêu hao nhiên liệu là: 35 (kg/h) Tỷ trọng dầu FO:  = 0,9 (kg/L) V Thể tích dầu đốt: G 35  39  0,9 (L/h) Trang 22 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp * Lượng dầu đốt ngày: V V 8 312 (L) II - Tính nước 1) Lượng nước dùng để nghiền ướt nấu syrup: N1 = 15452 (L) 2) Lượng nước dùng để gia nhiệt thiết bị tiệt trùng hydrolock : N2 = 7000 (L) 3) Lượng nước dùng để làm nguội thiết bị tiệt trùng hydrolock :  Sữa sau tiệt trùng để nguội khơng khí xuống nhiệt độ khoảng 800C đem làm nguội nước lần :  Lần : nhiệt độ sữa giảm từ 800C xuống 700C, nhiệt độ nước tăng từ 650C lên 750C  Lần : nhiệt độ sữa giảm từ 700C xuống 600C, nhiệt độ nước tăng từ 550C lên 650C  Lần : nhiệt độ sữa giảm từ 600C xuống 450C, nhiệt độ nước tăng từ 450C lên 550C  Lần : nhiệt độ sữa giảm từ 450C xuống 380C, nhiệt độ nước tăng từ 400C lên 450C  Các thông số sữa: Lượng sữa cần làm nguội: 79564×0,24 = 19095 (L)  19095 (kg) Nhiệt dung riêng sữa: 3.84 kJ/kg.0C  Các thông số nước: Nhiệt dung riêng nước: 4.18 kJ/kg.0C  Lượng nước làm nguội cần dùng lần : 19095 3,84 (80  70) N 3(1)  17542(kg ) 17542(L) 4,18 (75  65)  Lượng nước làm nguội cần dùng lần : 19095 3,84 (70  60) N 3( )  17542(kg ) 17542(L) 4,18 (65  55)  Lượng nước làm nguội cần dùng lần : 19095 * 3,84 * (60  45) N ( 3)  26313(kg ) 26313(L) 4,18 * (55  45)  Lượng nước làm nguội cần dùng lần : 19095 * 3,84 * (45  38) N 3( )  24559(kg ) 24559(L) 4,18 * (45  40) Trang 23 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Nhằm tiết kiệm nước, tận dụng nhiệt, đồng thời tránh làm vỡ chai thiết bị, ta sử dụng lượng nước làm nguội lần để làm nguội lần 3, tiếp tục làm nguội lần 2, lần  Vậy lượng nước cần dùng để làm nguội sản phẩm: N3 = 30.000(L) Tận dụng lượng nước làm nguội sữa thiết bị làm nguội để làm nguội chai thiết bị tiệt trùng hydrolock 6) Lượng nước dùng để tiệt trùng chai : N4 = 40000 (L) 7) Lượng nước dùng để vệ sinh thiết bị : Tận dụng lượng nước làm nguội thiết bị tiệt trùng hydrolock để vệ sinh thiết bị phân xưởng  Lượng nước cần dùng cho ngày sản xuất : N = N1 + N2 + N3 + N4 = 15452 + 7000 + 30000 + 40000 = 92452 (L) Vậy ta chọn bể chứa nước tích 100m3 (đủ dùng cho ngày sản xuất) với kích thước là: dài  rộng  cao =   (m) IV- Tính điện Điện dùng phân xưởng có loại :  Điện vận hành thiết bị  Điện thắp sáng sinh hoạt 1) Điện vận hành thiết bị Công suất điện vận hành thiết bị phân xưởng : Pđl = 94,9 (kW) Công suất tính tốn : Pttdl k Pdl 0,6 94,9 56,9(kW ) (với k hệ số sử dụng không đồng thời) 2) Điện thắp sáng sinh hoạt Lấy 10% điện vận hành thiết bị : Pdd 0,1 Pdl 0,1 94,9 9,5(kW ) Cơng suất tính tốn : Pttdd k Pdd 0,8 9,5 7,6(kW ) (với k hệ số sử dụng không đồng thời) 3) Chọn máy ổn áp Để đảm bảo nhà máy hoạt động liên tục, chọn máy ổn áp có cơng suất cho phụ tải làm việc với công suất 80% công suất định mức nhà máy, máy làm việc kinh tế Khi đó, ta có: P 0,8 * S dm  Ptt Ptt 9,5  56,9  S dm   87,4(kVA ) cos  0,8 cos  0,8 0,95 Dựa vào catalogue hãng LiOA, ta chọn máy ổn áp NL – 100000 W/3 với thông số kỹ thuật sau:  Công suất: 100 kVA Trang 24 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp  Điện áp vào: 150 ~ 250 V  Điện áp ra: 100 – 110 – 220 V  Tần số: 49 – 62 Hz 4) Tính lượng điện tiêu thụ hàng tháng  Điện vận hành thiết bị : A dl Pttdl (T1 T2 ) 56,9 8 30 13656 (kWh ) Điện thắp sáng sinh hoạt : A dd Pttdd (T1 T2 ) 7,6 8 30 1824 ( kWh ) Với T1 : số ngày T2 : số ngày tháng  Tổng lượng điện tiêu thụ tháng : A 1,05 * ( A dl  A dd ) 1,05 * (13656  1824) 16254 (kWh ) Với 1,05 hệ số tổn thất điện mạng hạ áp  Trang 25 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp CHƯƠNG VI : KIẾN TRÚC – XÂY DỰNG I- Tính diện tích kho chứa chai kho chứa sản phẩm Số lượng chai cần sử dụng ngày 79964 chai Chọn thời gian lưu kho ngày, kho chứa chai phải có diện tích chứa khoảng 559748 chai két chứa 24 chai => Cần 23323 két Kích thước két (dài  rộng  cao): 45  25  20 (cm)  thể tích két 0.023 m3 Diện tích kho (với chiều cao xếp két m, dành 30% cho diện tích lối đi) là: 233230,023 1,3 174(m ) Vậy, ta chọn kho chứa chai kho chứa sản phẩm có kích thước (dài  rộng  cao) là: 16  12  5,5 (m) Do diện tích kho chứa chai kho chứa sản phẩm lớn nên ta xây dựng kho khu vực riêng Trong phân xưởng sản xuất (nơi đặt thiết bị sản xuất), ta xây dựng kho chứa tạm thời, đủ chứa số lượng chai mẻ sản xuất Sau mẻ sản xuất có xe nâng đưa sản phẩm từ kho chứa tạm thời kho chứa Kho chứa chai kho chứa sản phẩm tạm thời có kích thước (dài x rộng x cao) : x x (m) II- Tính diện tích phân xưởng Dựa vào diện tích kho, diện tích thiết bị…, ta chọn phân xưởng có kích thước sau: dài  rộng  cao = 24 x 15 x (m) Trang 26 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp KẾT LUẬN  Nhận xét phân xưởng :  Ưu điểm : - Đáp ứng yêu cầu nguyên liệu, phụ gia, sản phẩm - Thiết bị chun dụng, an tồn, dễ vận hành, có tính tự động hóa cao nhập từ nước ngồi - Qui trình cơng nghệ đơn giản  Nhược điểm : - Thiết bị chủ yếu nhập từ nước ngồi nên địi hỏi vốn đầu tư cao Nếu có thể, ta nên đặt mua thiết bị từ công ty nước - Tiêu hao nhiều lượng - Các tính tốn thiết kế dựa lý thuyết nên cần có trình vận hành thực tế hồn chỉnh  Đề xuất cải tiến :  Chai thủy tinh loại bao bì xuất thị trường từ năm đầu kỷ XX Tuy nhiên, có nhược điểm nặng dễ vỡ Trước tái sử dụng, chai thủy tinh cần rửa theo quy trình riêng để đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Vì vậy, nên sử dụng bao bì giấy, có giá thành cao so với loại bao bì khác  Ngồi ra, để sản phẩm có tính cạnh tranh cao thị trường, phân xưởng nên hướng tới việc quản trị chất lượng toàn diện theo nguyên tắc HACCP, ISO 9000:2000 Trang 27 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp PHỤ LỤC Hình bị ly tâm lọc lắng : Thiết bị nghiền đĩa trục quay Hình : Thiết bị Hình : Thiết bị trùng mỏng Trang 28 Hình : Thiết ly tâm Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Hình 5: Thiết bị nấu syrup Hình : Thiết bị lọc khung Hình : Thiết bị phối trộn Hình : Thiết bị đồng hóa Trang 29 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp : bị rót chai, đóng nắp bị tiệt trùng Hydrolock đóng két trùng chai Tunnel Hình Thiết Hình 10 : Thiết Hình Thiết bị Hình 12 : Thiết bị tiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO Đống Thị Anh Đào, Kỹ thuật bao bì thực phẩm, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2005, 269tr Trang 30 11 : Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Hoàng Minh Nam – Vũ Bá Minh, Quá trình thiết bị cơng nghệ hố học, tập 1, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 1997, 204 trang Lê Bạch Tuyết cộng sự, Các q trình cơng nghệ sản xuất thực phẩm, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996, 360 trang Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống – Tập – Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2004, 296tr Nguyễn Văn Lụa, Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm – Tập – Các trình thiết bị học – Quyển – Khuấy, lắng lọc, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2000, 242tr Phạm Văn Bơn, Nguyễn Đình Thọ, Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học – Tập – Q trình thiết bị truyền nhiệt, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2002, 371tr Trần Xoa – Nguyễn Trọng Khuôn – Hồ Lệ Viên, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hoá chất, tập 1, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 1992, 630 trang Trang 31 ... lecithin sử dụng sữa bắp 0,1 – 0,4 %w/w III- Sữa bắp Các tiêu đánh giá sản phẩm sữa bắp Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp 3.1 Chỉ tiêu hóa lý Tỉ lệ bắp nước q trình sản xuất sữa bắp thay đổi... thiết thể chất sản phẩm, đơn vị sản xuất, hướng dẫn sử dụng, thời hạn sử dụng… Hình 1.2 : Một số sản phẩm sữa bắp thị trường Trang Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp IV- Địa điểm xây dựng phân. .. 1.16 Ngô nổ 14.3 59.9 2.66 6.36 1.33 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Bắp sử dụng để sản xuất sữa bắp loại bắp Bảng 1.5 : Thành phần hóa học trung bình bắp ngọt: Thành phần (100g hạt) Tinh