Sữa Tươi Thanh Trùng

Đồ Án Kĩ Thuật Thực Phẩm Đề Tài: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THANH TRÙNG SỮA TƯƠI NĂNG SUẤT 3000 LÍT NGUYÊN LIỆUHTìm hiểu quá trình chế biến sữa tươi thanh trùng, quy cách vận hành thiết bị, tính toán lượng nguyên liệu, năng lượng cần thiết cho một quá trình chế biến sữa tươi.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KĨ THUẬT THỰC PHẨM Đề Tài: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THANH TRÙNG SỮA TƯƠI NĂNG SUẤT 3000 LÍT NGUYÊN LIỆU/H Giáo viên hướng dẫn: Trần Thị Thu Hằng Sinh viên thực hiện: nhóm 7B Thứ 3, tiết 678, tuần 22,23,24 Học kì II năm 2019-2020 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tìm hiểu sữa sữa tươi trùng 1.1.1Tìm hiểu sữa 1.1.2 Tìm hiểu sữa tươi trùng 1.2 Tìm hiểu trình trùng CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI THANH TRÙNG 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 2.2.1 Chuẩn bị ngun liệu 2.2.2 Lọc 2.2.3 Làm lạnh bảo quản 2.2.4 Ly tâm 2.2.5 Đồng hoá 2.2.6 Tiêu chuẩn hoá 2.2.7 Thanh trùng 2.2.8 Làm lạnh 2.2.9 Đóng hộp 2.2.10 Bảo quản CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1 Cơ sở lý thuyết 3.2 Ước lượng tổn thất công đoạn 3.2.1 Tính tổn thất cơng đoạn lọc 3.2.2 Tính tổn thất công đoạn làm lạnh bảo quản 3.2.3 Tính tổn thất cơng đoạn ly tâm 3.2.4 Tính tổn thất cơng đoạn tiêu chuẩn hố 3.2.5 Tính tổn thất cơng đoạn đồng hố 3.2.6 Tính tổn thất cơng đoạn trùng 3.2.7 Tính tổn thất cơng đoạn làm lạnh 3.2.8 Tính tổn thất cơng đoạn đóng gói CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 4.1 Cơ sở lý thuyết 4.2 Tính tốn nhiệt lượng cần cho trình 4.2.1 Giai đoạn nâng nhiệt 4.2.2 Giai đoạn giữ nhiệt 4.2.3 Giai đoạn hạ nhiệt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 1.1.1 a Tìm hiểu sữa sữa tươi trùng Tìm hiểu sữa Khái niệm Sữa dưỡng chất thu từ nhiều lần vắt từ tuyến vú động vật cho sữa Sữa tươi nguyên liệu sữa không bổ sung tách bớt thành phần sữa, chưa qua xử lý nhiệt độ cao 40 °C biện pháp xử lý tương đương khác, dùng để tiêu thụ dạng sữa lỏng để chế biến ( TCVN 11216:2015 ) Sữa tươi loại sữa động vật (bò sữa, dê, cừu ) dạng nguyên liệu thô, dạng nước, chưa qua chế biến qua sơ chế chưa tiệt trùng hay khử trùng triệt để thiết bị xử lý nhiệt vi lọc, sữa tươi bảo quản vận chuyển điều kiện lạnh trước sử dụng.Loại sữa tươi thông dụng sữa bị tươi tính phổ biến sản lượng sữa bò ( Nguồn : Wikipedia ) Bảng 1.1.1 Thành phần dinh dưỡng 100g sữa bò STT Thành phần Hàm lượng Nước 86,2g Năng lượng 74 kCal Protein 3.9 g Lipid 4.4 g Glucid 4.8 g Lactose 5.26 g Tro 0.7 g Vitamin A 50 µg Vitamin D µg 10 Vitamin E 0.06 mg 11 Vitamin B1 0.05 mg 12 Vitamin B2 0.19 mg 13 Vitamin B6 0.036 mg 14 Canxi 120 mg 15 Natri 380 mg 16 Magie 16 mg 17 Kali 143 mg ( Bộ Y Tế, Viện Dinh Dưỡng, 2007) 1.1.2 Tìm hiểu sữa tươi trùng a Khái niệm Sữa tươi trùng sản phẩm chế biến từ sữa tươi nguyên liệu , bổ sung đường loại nguyên liệu khác ví dụ nước quả, cacao, cà phê, phụ gia thực phẩm, chế biến phương pháp trùng (TCVN 11216:2015) b Đặc điểm Sữa tươi trùng sản xuất từ sữa bò tươi nguyên liệu đảm bảo chất lượng (lượng sữa tươi nguyên liệu chiếm khoảng 90 % so với khối lượng sản phẩm) qua trùng Sữa tươi trùng phân biệt với sữa tươi nguyên chất trùng, sữa tươi nguyên chất tách béo trùng, sữa tươi tách béo trùng Giữ chất dinh dưỡng, hương vị số tính chất khác gần giống sữa tươi Thời gian sử dụng ngắn (7-10 ngày) bảo quản nhiệt độ thấp (4-6°C) c Chỉ tiêu chất lượng ( Yêu cầu ) Bảng 1.1.2a: Các tiêu cảm quan sữa tươi trùng Chỉ tiêu Yêu cầu Màu sắc Màu đặc trưng sữa Mùi, vị Mùi, vị đặc trưng sữa, khơng có mùi, vị lạ Trạng thái Dịch thể đồng nhất, khơng có tạp chất lạ nhìn thấy ( TCVN 5860:2007 ) Bảng 1.1.2b: Các tiêu lý-hóa sữa tươi trùng Chỉ tiêu Mức Hàm lượng chất khô, %, không nhỏ 11,5 Hàm lượng chất béo, %, không nhỏ 3,2 Hiệu trùng (thử phosphataza) Phù hợp với phép thử 5.4 Tỷ trọng sữa 20 °C 1,026 ÷ 1,033 Độ axit chuẩn độ, %, tính theo axit lactic 0,13 đến 0,16 Điểm đóng băng Từ - 0,51 đến - 0,58 ( TCVN 5860:2007 ) Bảng 1.1.2c Các tiêu vi sinh vật sữa tươi trùng Tên tiêu Mức tối đa Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc ml sản phẩm 104 Coliforms, số vi khuẩn ml sản phẩm 10 E.coli, số vi khuẩn ml sản phẩm Salmonella, số vi khuẩn 25 ml sản phẩm ( TCVN 5860:2007 ) d Công dụng sản phẩm - Làm đẹp da - Răng xương khỏe - Tăng cường lượng - Phát triển bắp - Hỗ trợ miễn dịch, tăng sức đề kháng - Chống lại bệnh tật: huyết áp cao giảm nguy đột quỵ, giảm sản sinh cholesterol gan giúp cải thiện thị lực 1.2 Tìm hiểu trình trùng a Khái niệm Thanh trùng trình xử lý nhiệt nhẹ (dưới 100ºC) nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây hại bất hoạt enzyme thực phẩm b Mục đích + Bảo quản: làm vơ hoạt bất thuận nghịch enzyme ức chế hệ vi sinh vật thực phẩm, nhờ kéo dài thời gian bảo + Chế biến: trình trùng xem phương pháp chế biến nhiệt công nghiệp thực phẩm: làm chín sản phẩm c Phân loại - Phân loại theo sản phẩm: + Thanh trùng thực phẩm bao bì: thường áp dụng sản phẩm đồ hộp: rau quả, thịt, đồ hộp cá +Thanh trùng thực phẩm khơng có bao bì: thường áp dụng với sản phẩm dạng lỏng sữa, loại nước có độ nhớt cao,… - Phân loại theo tác nhân: + Thanh trùng áp suất cao + Thanh trùng tia ion hóa + Thanh trùng xung điện từ + Lọc trùng + Thanh trùng nhiệt (TS Trần Thị Nhung – 2018) Các phương pháp sử dụng độc lập kết hợp phương pháp với phương pháp khác, nhằm nâng cao hiệu trùng thương phẩm Hiện phương pháp trùng thương phẩm phổ biến trùng nhiệt Các phương pháp trùng nhiệt sử dụng trùng sữa : - Thanh trùng mẻ + Nhiệt độ 62-65ºC 30 phút + Được thực nồi hở + Dễ bị nhiễm tạp chất, không sử dụng - HTST ( Hight temperature – short time ) + Nhiệt độ trùng 72-76 ºC 15-40 giây + Thực thiết bị trao đổi nhiệt - Thanh trùng nhiệt độ cao + Nhiệt độ trùng 85-90 ºC 15 giây + Thực thiết bị trao đổi nhiệt - Thanh trung nhiệt độ siêu cao + Nhiệt độ trùng 125-138ºC 2-4 giây + Thời gian bảo quản sữa kéo dài 30-40 ngày (TS Nguyễn Đức Doan - 2018)  Sử dụng phương pháp trùng nhiệt độ cao (80ºC 10-15 giây) để giữ chất lượng ổn định cho loại sữa CHƯƠNG : QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI THANH TRÙNG 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ Sữa tươi thu mua từ trang trại ngày Sữa đưa đến nhà máy kiểm tra chất lượng số lượng trước bơm vào bồn chứa Sữa tươi trùng sản xuất theo quy trình hình 2.1 Nguyên liệu Lọc Tạp chất Làm lạnh bảo quản Ly tâm Kem Sữa gầy Đồng hóa Tiêu chuẩn hóa Thanh trùng Làm lạnh Đóng hộp Bảo quản Sữa trùng Hình 2.1: Sơ đồ sản xuất sữa trùng ( TS Nguyễn Đức Doan - 2018) 2.2 Thuyết minh quy trình 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu  Sữa tươi Nguyên liệu sữa bị tươi nhập từ hộ gia đình, trang trại chăn ni bị sữa Sữa tươi nguyên liệu dùng để sản xuất sữa tươi trùng phải đáp ứng yêu cầu sau: Sữa lấy từ bị khỏe mạnh, khơng chứa vi khuẩn gây bệnh Đạt tiêu chất lượng:  Chỉ tiêu cảm quan + Màu sắc: từ trắng ngà đến kem nhạt 10 Độ đục NTU Màu sắc TCU 15 Mùi, vị - Khơng có mùi, vị lạ pH - Trong khoảng 6,0-8,5 ( QCVN 01-1:2018/BYT ) 2.2.2 Lọc - Mục đích: + Loại bỏ tạp chất trình vắt sữa vận chuyển + Đảm bảo chất lượng sữa, giúp công đoạn diễn thuận lợi - Tiến hành: Lọc ly tâm Lọc ly tâm đảm bảo cho trình diễn đặn, liên tục, đồng thời loại tạp chất hiệu sử dụng vải lọc Dịng sữa chảy đến thiết bị có dạng hình bát úp quay tròn với tốc độ lớn ( 3000 – 4000 vòng / phút ) Tạp chất tách bán vào bên thiết bị dạng cặn bùn Quá trình thải cặn bùn nhờ việc hạ thấp đáy di động thiết bị 2.2.3 Làm lạnh bảo quản - Mục đích: + Làm lạnh hạn chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu + Hạn chế phân hủy chất dinh dưỡng sữa tác dụng hệ enzyme có sẵn sữa tươi - Tiến hành: làm lạnh nhiệt độ - 4ºC Lưu ý : kiểm tra liên tục tiêu vi sinh vật nhằm khắc phục kịp thời hư hỏng sữa 2.2.4 Ly tâm 13 - Mục đích: + Tách chất béo ( cream) sữa gầy + Chuẩn bị cho q trình tiêu chuẩn hóa để thu sản phẩm có hàm lượng chất béo theo yêu cầu - Tiến hành: + Sữa sau làm lạnh bơm vào ngăn hoàn nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt dạng Sữa gia nhiệt lên 60ºC để giảm độ nhớt, tăng hiệu suất ly tâm Thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục, sau sữa nạp vào máy ly tâm, sữa theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào khoảng không gian hẹp đĩa ly tâm Dưới tác dụng lực ly tâm, sữa phân chia thành hai phần: phần cream có khối lượng riêng thấp chuyển động hướng phía trục thùng quay, phần sữa gầy có khối lượng riêng cao chuyển động phía thành thùng quay Sau hai dòng sữa gầy cream theo kênh riêng để ngồi 2.2.5 Đồng hóa - Mục đích: + Đồng hóa phần nhằm giảm chi phí sản xuất mà đảm bảo hiệu suất + Các hạt cầu béo giảm kích thước phân bố sản phẩm + Ngăn chặn phân lớp chất béo thành phần khác sữa làm cho sữa có trạng thái nhũ tương bền vững + Giảm q trình oxy hóa - Tiến hành: cream thu sau ly tâm bơm vào thiết bị đồng hóa áp suất 10 MPa, nhiệt độ đồng hóa 50 - 70ºC Các biến đổi nguyên liệu: + Vật lý: kích thước hạt cầu béo sữa giảm đi, nhiệt độ sữa tăng nhẹ tác động áp suất 14 + Hoá học: diện tích bề mặt hai pha dầu nước hệ nhũ tương, từ làm tăng sức căng bề mặt hạt cầu béo hệ 2.2.6 Tiêu chuẩn hóa - Mục đích: tạo sản phẩm có hàm lượng chất béo theo yêu cầu - Tiến hành: thông thường sữa tươi lấy trang trại có hàm lượng chất béo khoảng 4% Khi ta phải chuẩn hóa sữa tươi có hàm lượng chất béo xuống 3,2 % (TCVN 5860: 2007 ) cách sau: + Ftiêu chuẩn < Fnguyên liệu : rút chất béo (ly tâm) bổ sung sữa gầy + Ftiêu chuẩn > Fnguyên liệu : bổ sung cream 2.2.7 Thanh trùng - Mục đích: tiêu diệt vi sinh vật có sữa, bất hoạt enzyme gây hư hỏng : lipase protease Nhờ thời gian bảo quản sản phẩm kéo dài, chất lượng sản phẩm ổn định - Tiến hành: trùng nhiệt độ cao 75 - 85ºC – giây thiết bị trao đổi nhiệt dạng Sữa sau tiêu chuẩn bơm sang thiết bị trao đổi nhiệt, sữa chảy qua gia nhiệt để tăng nhiệt lên 85 – 90ºC Khi sữa đạt lên 80ºC chuyển qua ống lưu nhiệt 2-4 s Các biến đổi nguyên liệu + Sinh học hoá sinh: vi sinh vật enzyme sữa bị ức chế + Hoá lý: số phân tử protein bị biến tính nhiệt Tùy theo chế độ xử lí mà mức độ biến tính phân tử protein sữa khác + Hố học: phản ứng maillard nhóm khử đường latose nhóm amin axit amin peptide có sữa nguyên liệu + Vật lý: tỷ trọng độ nhớt sữa thay đổi trình xử lí nhiệt 2.2.8 Làm lạnh - Mục đích: sau trùng sữa đem hạ nhiệt độ để chuẩn bị đưa vào rót hộp 15 - Tiến hành: làm lạnh nhiệt độ 4ºC thông qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng Sữa sau trùng đưa thiết bị trao đổi nhiệt Ở sữa tiếp xúc với sữa vào truyền nhiệt cho sữa vào để giảm nhiệt độ xuống 2.2.9 Đóng hộp - Mục đích: + Bảo quản : làm giảm tối thiểu lượng oxy hòa tan, giảm nhiễm khuẩn từ môi trường vào sản phẩm + Hồn thiện: sữa rót vào bao bì thích hợp giúp tạo điều kiện thuận lợi sử dụng vận chuyển , đồng thời làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Sữa rót vào bao bì hộp giấy 900ml điều kiện hồn tồn vơ trùng - Tiến hành: + Trước rót sữa vào hộp phải kiểm tra lại tiêu hóa lý, tiêu cảm quan,… + Dịch sữa chiết rót vào hộp nhằm hạn chế xâm nhập vi sinh vật q trình chiết rót, sau tiến hành đóng kín hộp Các biến đổi : q trình đóng hộp thực nhanh điều kiện kín nên biến đổi xảy khơng đáng kể 2.2.10 Bảo quản - Yêu cầu + Tránh ánh nắng mặt trời ánh sang huỳnh quang + Bảo quản nhiệt độ 4-6ºC kho lạnh + Thời hạn sử dụng 7-10 ngày chưa mở nắp CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1 Cơ sở lí thuyết Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có toán cân vật chất: mv = m r + m s Hay mr = mv× ( 1- % tổn thất) 16 Trong đó: mv: Khối lượng nguyên liệu vào mr: Khối lượng nguyên liệu ms: Khối lượng tổn thất 3.2 Ước lượng tổn thất qua công đoạn Bảng 3.1 Ước tính tỉ lệ tổn hao cho tồn q trình STT Cơng đoạn Lọc Tỉ lệ tổn hao (%) 0.5 Làm lạnh bảo quản Ly tâm Đồng hố Tiêu chuẩn hóa Thanh trùng Làm lạnh Đóng gói Bảo quản 0.1 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.1 Nguyên nhân Cặn bẩn, dính thiết bị Dính thiết bị Dính thiết bị Dính thiết bị Dính thiết bị Dính thiết bị Dính thiết bị Dính thiết bị Năng suất nhà máy 3000l nguyên liệu/ h → Khối lượng nguyên liệu 3099kg (Tỷ trọng sữa 20C 1,026- 1,033 g/ml) 3.2.1 Tính tổn thất cơng đoạn lọc Sữa nguyên liệu mv=3099kg Lọc Sữa sau lọc mr=? Hao phí 0.5% mr= mv (1- % tổn thất) →mr= 3099 (1- 0.005) = 3083,505kg 3.2.2 Tính tổn thất công đoạn làm lạnh bảo quản 17 Sữa sau lọc Sữa sau làm lạnh Làm lạnh bảo quản mv=3083,505 kg mr=? Hao phí 0.1% mr= mv (1- % tổn thất) → mr = 3083,505 (1- 0.001) = 3080,42 kg 3.2.3 Tính tổn thất cơng đoạn ly tâm Sữa sau làm lạnh Cream (35% chất béo), x(kg) 4,4 fat mv= 3080,42kg Sữa gầy (0.05% chất béo),y(kg) Ly tâm mr = ? Hao phí 0.1% Ta có: mra =mvào (với hiệu suất 100%) → x + y = 3080,42 (1) Áp dụng ĐLBT cho chất béo ta có: 4.4%× 3080,42 = 12%× x + 0.05% × y → 0.12 x + 0.0005 y = 135,54 (2) Từ (1) (2) giải hệ phương trình ta được: x= 1121,34 kg y= 1959,08 kg 18 Vậy lượng cream thu sau ly tâm 1121,3499,9%=1120,22 kg Lượng sữa gầy thu 1959,0899,9%=1957,12 kg 3.2.4 Tính tổn thất cơng đoạn tiêu chuẩn hóa Cream 35% chất béo Sữa gầy 0.05% chất béo Tiêu chuẩn hóa Sữa sau tiêu chuẩn hóa (3.2%fat) Hao phí 0.1% Gọi khối lượng cream vào x’ (kg) Khối lượng sữa gầy sau tiêu chuẩn y’(kg) Áp dụng ĐLBT chất béo ta có: x’+ 1957,12= y’( xem khơng có tổn thất) 0,05%1957,12+35%x’= 3,2%y’ x’=193,87 kg y’=2150,99 kg Vậy khối lượng sữa gầy sau tiêu chuẩn 2150,9999,9%= 2148,84kg Khối lượng cream 35% cần dùng q trình tiêu chuẩn hố 193,8799,9%= 193,68kg 3.2.5 Tính tổn thất cơng đoạn đồng hóa 19 Sữa sau tiêu chuẩn hóa Đồng hóa mv= 2148,84 kg Sữa sau đồng hóa mr=? Hao phí 0.2% mr= mv (1- % tổn thất) → mr = 2148,84 × (1- 0.002) = 2144,54 kg 3.2.6 Tính tổn thất cơng đoạn trùng Sữa sau đồng hóa Sữa sau trùng Thanh trùng trù mv = 2144,54 kg mr =? Hao phí 0.2% mr = mv (1- % tổn thất) → mr = 2144,54× (1- 0.002) = 2140,25 kg 3.2.7 Tính tổn thất cơng đoạn làm lạnh Sữa sau trùng = Làm lạnh mv =2140,25 kg Sữa sau làm lạnh mr=? Hao phí 0.1% mr = mv (1-% tổn thất) → mr = 2140,25 × (1- 0.001) = 2138,11kg 3.2.8 Tính tổn thất cơng đoạn đóng gói 20 Sữa sau làm lạnh Đóng gói Sữa sau đóng gói mv = 2138,11 kg = mr =? Hao phí 0.1% mr = mv (1-% tổn thất) → mr = 2138,11 × (1- 0.001) = 2135,97 kg Vậy với nguyên liệu đầu vào 3105 kg; Lượng sữa thu cuối với hàm lượng chất béo 3.5 % 2135,97 kg; Khối lượng cream với hàm lượng chất béo 35% 926,54 kg CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 4.1 Cơ sở lý thuyết:  Quá trình trùng nhiệt thực theo thứ tự: + GĐ1: Quá trình nâng nhiệt: sữa vào thiết bị trùng với mức nhiệt ban đầu 60oC, nhiệt lượng nâng từ từ đến mức nhiệt độ xác định 85oC Nước nóng vào 90oC + GĐ2: Quá trình giữ nhiệt: Giữ nhiệt thời gian xác định 2-4s 21 + GĐ3: Quá trình hạ nhiệt:Vi khuẩn lactic ưa ẩm phát triển bình thường nhiệt độ 30- 60ºC Vì gia đoạn hạ thấp nhiệt độ sữa xuống 25oC sau sữa khỏi thiết bị  Nhiệt lượng cần cung cấp cho trình là: Q = GCT Trong đó: : Q: Nhiệt lượng cần cung cấp (kJ) G: Khối lượng cần gia nhiệt (kg) C: Nhiệt dung riêng dung dịch (kJ/Kg°C) ∆T: Biến thiên nhiệt độ (°C)  Nhiệt dung riêng thực phẩm tính cơng thức: ([3],Trần Thị Định, 2018) Trong Xi: hàm lượng cấu tử i n: tổng số loại cấu tử có thực phẩm Cpi: nhiệt dung riêng cấu tử thứ i  Định luật bảo tồn lượng: Qthu =Qtoả 4.2 Tính tốn nhiệt lượng cần cho q trình 4.2.1 Giai đoạn nâng nhiệt:  Sữa: Trong giai đoạn sữa nâng từ 60oC đến 85oC 22 Lưu lượng sữa vào trình trùng G1=2144,54 kg/h = 0.596 kg/s Nhiệt độ trung bình sữa: ΔT1 = (60 + 85)/2= 72,5oC  Hàm lượng cấu tử sữa đươc tính sau: Csữa = Cpro Xpro+ CCHO XCHO + Cfat Xfat + Cash Xash+ Cwater Xwater Bảng 4.1: Sự phụ thuộc nhiệt dung riêng ( J/kg vào nhiệt độ ( I Water Cacbohydrat Protein Lipid Tro 10-3 T2 Cơng thức tính nhiệt dung riêng Cwater = 4176,2 – 0,0909 T + 5,4731 10-3 T2 CCHO = 1548,8 + 1,9625 T – 5,9399  10-3 T2 CPr = 2008,2 + 1,2089 T - 1,3129 10-3 T2 C Fat = 1984,2 + 1,4373 T - 4,8008 10-3 T2 Cash = 1092,6 + 1,8896 T - 3,6817 ([3],Trần Thị Định,2018) Bảng 4.2 : Hàm lượng dinh dưỡng sữa tươi trùng thể bảng: Thành phần Nước (%Xwater ) Protein (% XPr) Tỉ lệ (%) 86,2 3.9 23 Lipid (%Xfat ) Carbohydrate (% XCHO ) Tro (%XAsh ) 4.4 4,8 0.7 Thay số ta bảng kết quả: Nước Protein Lipit Carbohydrate Tro Cwater = 4,1984( KJ/kgC) CPr = 2,0889( KJ/kgC) C Fat = 2,0632 (K J/kgC) CCHO = 1,6599 (KJ/kgC) Cash = 1,2102(KJ/kgC ) => Nhiệt dung riêng sữa : Csữa= 4,1984 × 0.862 + 2,0889 × 0.039 + 2,0632 × 0.044 + 1,6599 × 0.048 + 1,2102× 0.007 = 3,8794 (kJ/kgC )  Áp dụng cơng thức (*) tính nhiệt lượng cần đun nóng sữa => Nhiệt lượng cần cho q trình đun nóng sữa từ 60oC đến 85oC là: Q1 = 0.596× 3,8794 × (85 - 60) = 57.803 (KJ/s)  Nước: Lưu lượng nước vào 0.7152 kg/s Nhiệt độ nước vào 90 oC Nhiệt độ nước x1 oC 24 Bảng 4.3: Nhiệt dung riêng số thành phần phổ biến (Hoá thực phẩm-Lại Thị Ngọc Hà) Áp dụng phương trình cân lượng: Qtoả= Qthu +Ql Với Ql nhiệt lượng tổn thất môi trường xung quanh (kJ) Giả sử hiệu suất trình 95% ta có pt: Q2= Q1+0.5%Q2 95% Q2=Q1 95%G2 × Cp nước × ΔTnước = 57.803 0.7152× 4.18 ×(90-x) = 57.803 x = 70.66 oC Vậy nhiệt độ nước giai đoạn nâng nhiệt 70.66 oC 4.2.2 Giai đoạn giữ nhiệt : Thời gian giữ nhiệt trình trùng 2-5s Sử dụng ống lưu nhiệt nên khơng xảy q trình tổn thất nhiệt môi trường xung quanh 4.2.3 Giai đoạn hạ nhiệt:  Sữa: 25 Khối lượng sữa cần làm nguội 2140,25 kg => lưu lượng sữa là: 0.594 kg/s Sữa vào giai đoạn hạ nhiệt có nhiệt độ 85oC Sữa cần làm nguội đến 25oC  Nhiệt độ trung bình sữa : Tsữa tb =(85 + 25) : = 55oC  Nhiệt dung riêng thành phần sữa là:  Nước Cwater = 4.1878 (KJ/kgC) Protein CPr = 2.0707 (KJ/kgC) Lipit C Fat = 2,0487 (K J/kgC) Carbohydrate CCHO = 1,6388 (KJ/kgC) Tro Cash = 1,1854 (KJ/kgC ) Nhiệt dung riêng sữa 55C là: Cp sữa = 4.1878× 0.862 + 2.0707× 0.039 + 2,0487× 0.044 + 1,6388 × 0.048 + 1,1854×0.007 = 3,8677 (kJ/kgºC)  Nhiệt lượng sữa toả là: Q sữa toả = 0.594 × 3.8677 × (85-25) = 137.96 kJ/s  Nước: Nhiệt độ nước vào giai đoạn hạ nhiệt 10oC Nhiệt độ nước x2 Lưu lượng nước vào 0.7128 kg/s Áp dụng định luật bảo toàn lượng => Nhiệt lượng cần thu lại trình làm nguội : Q sữa toả = Q nước thu vào 0.7128× 4.18 × (x2-10) = 137.96 26 x2 = 46.3 oC Vậy nhiệt độ nước trình làm nguội 46.3 oC 27