3 CHƯƠNG : TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.3.1.4 Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm sữa yaourt uống
Gọi
¾ GUKĐ = 1000kg : khối lượng sữa thành phẩm ¾ w là sữa nguyên liệu từ xe bồn.
¾ w1: khối lượng sữa tươi nguyên liệu trước khi chuẩn hĩa: F=4%, TS=13%. ¾ w2 là khối lượng sữa tươi nguyên liệu sau khi chuẩn hĩa cần dùng: F = 3,5%.
¾ w3: khối lượng sữa bột gầy cần dùng. Lượng bổ sung bằng 2% lượng sữa tươi.F=1,25%, TS =96%
¾ w4 :chất ổn định và nhũ hĩa cần dùng, W = 3%, tỷlệ sử dụng 0,1% khối lượng sữa tiệt trùng.
¾ w5: khối lượng đường RE với hàm lượng saccharose 99,8% chất khơ chiếm 15% sản phẩm
¾ w6 là khối lượng bột màu dùng tỷ lệ sử dụng 0,1g/kg sữa tiệt trùng ¾ w7 là khối lượng hương dùng tỷ lệ sử dụng 1ml/kg (1g/kg sữa tiệt trùng) ¾ w8 là lượng vi khuẩn lactic cấy vào với tỉ lệ 4% về khối lượng sữa.
f1w= (1- fbsb)(1- fbsb→tr1)(1- ftr1 )(1- ftr1→bk )(1- fbk)(1- fbk→ đh)(1- fđh)(1- fđh→xln)(1-
fxln)(1- fxln→lm)
= (1- 0,1%)(1- 0,03%)(1-0,15%)(1- 0,05%)(1- 0,15%)(1- 0,04%)(1- 0,15%)(1-
0,03%)(1- 0,15%)(1- 0,03%) = 0,9912
¾ f2 là tổn thất từ giai đoạn lên men đến trộn:
f2w=(1- flm)(1- flm→tr2)= (1- 0,2%)(1-0,03%)=0,9977
¾ f3 là tổn thất từ giai đoạn trộn đến giai đoạn đĩng gĩi:
f3w= (1- ftr2)(1- ftr→đh)(1- fđh)(1- fđh→tt)(1- ftt)(1-fđg)= (1- 0,1%)(1- 0,05%)(1- 0,15%)(1- 0,03%)(1- 0,3%)(1-0,5%)=0,9887
Phương trình cân bằng vật chất theo tổn thất:
{[(w2+ w3)f1w+w8]f2w+w4+ w5+ w6+ w7}f3w = 1000
Vậy: {[(w2+ w3)0,9912+w8]*0,9977+w4+ w5+ w6+ w7}*0,9887 = 1000 (1) Khối lượng sữa bột dùng 2% so với sữa tươi nguyên liệu nên:
w3=2%w2 (2) Nấm men dùng với tỉ lệ 4% khối lượng sữa nên:
w8=4%(w2+ w3)*0,9912 (3)
Chất ổn định và nhũ hĩa dùng với hàm lượng 0,1% khối lượng dịch sữa: (1 – 0,03)*w4 = 0,1%{[(w2+ w3).0,9912+w8]0,9977+w4+ w5+ w6+ w7} (4)
Đường RE với hàm lượng saccharose 99,8% chất khơ chiếm 3% sản phẩm: 99,8%w5 = 3%{[(w2+ w3)*0,9912+w8]*0,9977+w4+ w5+ w6+ w7} (5) Do khối lượng bột màu dùng tỷ lệ sử dụng 0,1g/kg sữa nên:
w6=0,01%{[(w2+ w3)*0,9912+w8]*0,9977+w4+ w5+ w6+ w7} (6) Khối lượnghương cam dùng tỷ lệ sử dụng 1ml/kg (1g/kg sữa tiệt trùng):
Phương trình cân bằng lượng sữa trước và sau khi chuẩn hĩa: w1= ch f w w − + 1 9 2 w1= % 15 , 0 1 9 2 − +w w (8)
Phương trình cân bằng hàm lượng chất béo trước và sau khi chuẩn hĩa:
4%w1= % 15 , 0 1 % 40 % 5 , 3 2 9 − + w w (9) Từ(1) (4) (5) (6) và (7) suy ra: w4=1,04kg w5=30,404 kg w6=0,10114kg w7=1,0114kg Từ (1)(2)(3)(8)(9) suy ra: w1=947,49kg w2=933,107kg w3=18,662kg w8=37,7376kg w9= 12,9598 kg
Lượng sữa tươi nguyên liệu từ xe bồn nhập vào nhà máy: w*f=w1
w* 0,9974 =947,49 w = 949,96 kg
Bảng 3.10 Khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm đi vào các thiết bị
Thiết bị Khối lượng (kg)
Thiết bị bổ sung bột và phối trộn:GTR= (w2+w3). 951,769 Thiết bị bài khí: GBK = GCH. (1- fbsb).(1- ftr1) (1- ftr→bk) 948,916 Thiết bị đồng hĩa: GĐH = GBK. (1- fbk).(1- fbk→ đh) 947,114 Thiết bị xử lý nhiệt: GXLN= GĐH.(1- fđh→xln).(1- fđh) 945,41 Thiết bị lên men: GLM= (GXLN).(1- fxln).(1- ftt→lm) +w8 981,446 Thiết bị phối trộn:GTR= GLM.(1- flm).(1- flm→tr)+ w4+w5+w6+w7 1011,75
Thiết bị đồng hĩa:GĐH= GTR.(1- ftr2).(1- ftr→đđh) 1010,23 Thiết bị tiệt trùng: GTT= GĐH.(1- fđh).(1- fđh→tt) 1007,2 Thiết bị đĩng gĩi: GĐG= (GTT).(1-ftr).(1-ftr→đg) 1004,178
Bảng 3.11 Tiêu hao nguyên liệu cho 1000kg yaourt uống
Sữa tươi 949,96 kg Sữa bột 18,662kg Giống 37,73kg Chất ổn định và nhũ hĩa 1,04kg Đường 30,404kg Bột màu 0,101145kg Hương cam 1,01145 kg Yaourt uống 1000kg Lượng Cream tách ra 12,9598 kg
3.3.1.5Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm bơ lên men
Gọi
¾ u2 là lượng giống vi khuẩn ¾ u3 là lượng muối sử dụng ¾ u4 là lượng màu carotenoide ¾ u5 là lượng chất chống oxi hĩa.
Phương trình cân bằng vật chất theo tổn thất:
{[u1(1- ftr)+u2](1- flm)(1- flm→th)+u3+u4+u5)(1- fth)(1- fsilo)(1- fbg)=1000
Suy ra: (0,9985u1+u2)*0,9982+ u3+u4+u5)*0,993=1000. (1) Lượng muối hàm lượng 99,8% chất khơ chiếm 1% khối lượng bơ thành phẩm: 99,8%*u3*0,993=1%*1000 (2) Chất màu độ ẩm 3% chiếm 0,3% khối lượng bơ thành phẩm:
97%u4*0,998 = 0,3%*1000 (3) Chất chống oxihố sử dụng 0,01% khối lượng bơ thành phẩm:
u5*0,998 = 0,01%*1000 (4) Lượng giống vi khuẩn sử dụng 4% lượng sữa:
u2=4%*0,9985u1 (5)
Từ (1)(2)(3)(4) suy ra: u3=10,09kg u4=3,099 kg u5= 0,1002kg
Vậy, từ (1) và (5) suy ra: u1=958,7kg u2=38,29kg
Bảng 3.12 Khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm đi vào các thiết bị sản xuất bơ lên men
Thiết bị Khối lượng (kg)
Thùng phối trộn u1 958,7
Thùng lên men và xử lý nhiệt lạnh: GLM=u1(1- ftr)+u2 995,552 Thiết bị tạo hạt bơ: GTH= GLM(1- flm)(1- flm→th)+u3+u4+u5 1007,05
Silơ chứa GSILO= GTH(1-fth) 1006,04
Thiết bị bao gĩi:GBG= GSILO(1- fsilo) 1005,04
Bảng 3.13 Tiêu hao nguyên liệu cho 1000kg bơ lên men
Tổng lượng chất béo 958,7kg
Giống 38,29kg Muối 10,09kg Lượng màu carotenoid 3,099 kg
Bơ lên men 1000kg
Chất chống oxi hĩa 0,1002kg