4.1 Các thông số tính toán
- Tính cân bằng vật chất trên căn bản 1 ngày sản xuất 3 ca. - Năng suất sản phẩm: 10.000 lít/ca
Bảng 4.1 Thành phần có mặt trong sữa tươi và sữa đặc có đường
Thành phần Hàm lượng trong
sữa tươi (%)
Hàm lượng trong sữa đặc có đường (%)
Nước 87 27
Đường saccharose 0 45
Chất béo 3,9 8,0
Chất khô không béo 9,1 20
Tổng chất khô 13 73
Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, 2004
- Thành phần hóa học trong bột gầy: Hàm ẩm: 4,3%
Hàm lượng béo: 1%
Tổng hàm lượng chất khô: 95,7% - Thành phần hóa học AMF: hàm lượng béo 99,8%.
- Thành phần hóa học dung dịch syrup đường saccharose: chất khô 63%. - Thành phần hóa học mầm lactose:
Hàm ẩm: 0,2%
Tổng chất khô: 99,8%.
- Thành phần hóa học của Lecithine đậu nành dùng nhũ hóa: Hàm ẩm: 1%
Tổng chất khô: 99%
- Các đại lượng tính cân bằng vật chất trong một ca: Gọi: Mst- Khối lượng sữa tươi cần sản xuất (kg/ca) Msg - Khối lượng bột sữa gầy cần bổ sung (kg/ca) MAMF - Khối lượng AMF cần bổ sung (kg/ca)
Ms - Khối lượng syrup đường saccharose 63% cần dùng (kg/ca) Mlactose - Khối lượng mầm lactose sử dụng trong quá trình cấy
mầm tinh thể (kg/ca)
MLecithine - Khối lượng Lecithine đậu nành dùng nhũ hóa (kg/ca). - Tổn thất trong giai đoạn sản xuất i là fi.
4.2 Cân bằng vật chất
4.2.1 Quá trình rót lon – kết tinh lactose
f1= 0,2%: Tổn thất trong quá trình đưa sữa từ bồn kết tinh đến thiết bị rót f2= 0,2%: Tổn thất trong quá trình kết tinh
f3= 0,5%: Tổn thất trong quá rót và trong thiết bị rót
Ta có : Msản phẩm = Msau cấy mầm x (1 - f1) x (1 - f3) Msau cấy mầm = (Mtrước cấy mầm + Mlactose) x (1 - f2) (1) Với Msản phẩm = 100kg ⇒ Msau cấy mầm 100 100, 704
(1 0,002).(1 0,005) kg
= =
− −
Bổ sung mầm tinh thể lactose dưới dạng dung dịch theo tỷ lệ 0,1%w/w.Do đó: Mlactose = 0,1% x Mtrước cấy mầm
(1) ⇒ Msau cấy mầm = (Mtrước cấy mầm + 0,1% x Mtrước cấy mầm) x (1 - f2) = 100,704kg Hay Mtrước cấy mầm 100,704 100,805
(1 0,002).(1 0, 001) kg
= =
− + (2)
Mlactose = 0,1% x Mtrước cấy mầm = 0,001 x 100,805 = 0,101kg
4.2.2 Quá trình trộn syrup – cô đặc
- Nồng độ hỗn hợp trước khi vào thiết bị cô đặc chọn là 40% - Cô đặc hỗn hợp về nồng độ 73%
- Tổn thất chọn:
f4= 0,3%: Tổn thất trong quá trình đưa hỗn hợp sữa từ thiết bị cô đặc đến thiết bị kết tinh.
f5= 0,2%: Tổn thất trong quá trình cô đặc.
f6= 0,5%: Tổn thất trong quá trình phối trộn surup vào hỗn hợp đã chuẩn hóa.
Ta được: Mtrước cấy mầm = Msau cô đặc x (1 - f4) (3) 73%Msau cô đặc = 40%Mtrước cô đặc x (1 -f5) Mtrước cô đặc = (Mhỗn hợp sau đồng hóa + Ms) x (1 -f6) (4) Từ (2) và (3) ⇒ Msau cô đặc 100,805 101,108
(1 0,003) kg
= =
− ⇒ Mtrước cô đặc sau co dac
73%M 73%.101,108
184,892 40%.(1 0, 003) 40%.(1 0,002) kg
= = =
− −
Mà hàm lượng đường trong sản phẩm chứa 45%w/w, tức là:
Ms x (1 - f1)x (1 -f2)x (1 - f3)x (1 - f4)x (1 - f5) x (1 -f6) = 45% Msản phẩm
⇒ Ms = 45,865kg (5) Từ (4) và (5), suy ra: Mhỗn hợp sau đồng hóa
184,892
45,865 139,956
1 0,005 kg
= − =
− (6)
4.2.3 Quá trình chuẩn hóa – thanh trùng và đồng hóa f7= 0,1%: Tổn thất trong quá trình đồng hóa. f8= 0,8%: Tổn thất trong quá trình thanh trùng.
f9= 0,5%: Tổn thất trong quá trình chuẩn hóa.
f10= 1%: Tổn thất trong các đường ống dẫn nguyên liệu.
Ta có: Mhỗn hợp sau đồng hóa = Mnguyên liệu x (1 - f7) x (1 - f8) x (1 - f9) x (1 - f10) Từ (6) ⇒ Mnguyên liệu = 143,369kg
Cân bằng hàm lượng béo:
1% Msg+ 3,9% Mst+ 99,8% MAMF = 8% Msản phẩm
⇒ 1% Msg+ 3,9% Mst+ 99,8% MAMF = 8 kg (7) Cân bằng hàm lượng chất khô không béo :
(95.7% - 1%) Msg + 9,1%Mst = 20% Msản phẩm
⇒ (95.7% - 1%) Msg + 9,1%Mst= 20kg (8) Và Msg + Mst+ MAMF+ Mlecithin = Mnguyên liệu Mlecithin = 0,3%Msản phẩm = 0,003. 100 = 0,3kg
⇒Msg + Mst+ MAMF= 143,369 – 0,3 = 143,069kg (9) Giải hệ 3 phương trình (7), (8) và (9), tính được:
Msg = 8,45kg Mst= 131,84kg MAMF = 2,779kg
Tỷ trọng của sữa cô đặc có đường saccharose thành phẩm được tính theo công thức:
d = 1,003073 – 0,000179T + 0,00374N – 0,000368F Trong đó: T - Nhiệt độ rót sản phẩm (0C): T = 180C
N - % chất khô không béo trong sản phẩm: N = 65% F - % chất béo trong sản phẩm: F = 8%
⇒ d=1,003073 – 0,000179 x 18 + 0,00374 x 65 – 0,000368 x 8 =1,24g/ml
Lượng nguyên liệu cần sản xuất ra 10.000 lít sữa đặc/ca hay 12.400 kg sữa đặc/ca: Msg = 12400.8, 45 1047,8 100 = kg Mst = 12400.131,84 16348,16 100 = kg MAMF = 12400.2, 779 344,596 100 = kg Ms = 12400.45,865 5687, 26 100 = kg Mlactose = 12400.0,101 12,524 100 = kg Mlecithin = 12400.0,3 37, 2 100 = kg
Chương 5