3.2.1 Số liệu ban đầu
+ Nguyên liệu đầu: sữa tươi có hàm lượng chất khô là 13,5% trong đó 3% chất béo. Cream có 42% chất béo.
+ Năng suất: 4 tấn sản phẩm/ ca.
+ Thành phần sản phẩm phô mai có: tổng chất khô là 39% trong đó 1,5% muối.
Trong sản xuất sản phẩm phô mai, một số công đoạn có sự thay đổi ẩm cho nên hao hụt nguyên vật liệu trong các công đoạn đó bao gồm hao hụt về ẩm và hao hụt về khối lượng trong quá trình sản xuất.
Ta có % hao hụt ẩm trong công đoạn so với nguyên liệu trước khi vào công đoạn được tính theo công thức:
W1: độ ẩm ban đầu của nguyên liệu, % W2: độ ẩm sau của nguyên liệu, %
• Tính hao hụt ẩm cho công đoạn có sự thay đổi ẩm
+ Công đoạn tiêu chuẩn hóa: X1
Trước khi tiêu chuẩn hóa thì khối nguyên liệu có tổng hàm lượng chất khô là 13,5% vậy độ ẩm khối nguyên liệu là 86,5%. Độ ẩm sau công đoạn tiêu chuẩn hóa của nguyên liệu là 85%.
Vậy hao hụt ẩm trong công đoạn này là:
+ Công đoạn tách huyết thanh: X2
Khi đông tụ khối nguyên liệu có độ ẩm 85%. Ta có phô mai tươi thành phẩm có tổng chất khô là 39%. Vậy độ ẩm của phô mai tươi lúc này là 61%.
Vậy hao hụt ẩm trong công đoạn này là:
Bảng 3.3: Tiêu hao khối lượng qua từng công đoạn
STT Tên công đoạn % hao hụt về
khối lượng % hao hụt về độ ẩm Tổng % hao hụt cho mỗi công đoạn
1 Kiểm tra và làm sạch (lọc) 1 1
2 Cân định lượng 0,5 0,5
4 Gia nhiệt 1 1 5 Đồng hóa 1 1 6 Thanh trùng và làm nguội 1 1 7 Lên men 1,5 1,5 8 Đông tụ 1 1 9 Tách huyết thanh 1,5 61,538 63,038 10 Khuấy trộn 0,5 0,5 11 Bao gói 1 1
1. Lượng phô mai trước khi rót hộp: M11
M11 = 4 × = 4,040 (Tấn/ca).
2. Lượng phô mai và muối trước khi vào công đoạn khuấy trộn: M10
Muối
M11
Yêu cầu của sản phẩm phải có 1,5% muối nên sau khi khuấy trộn phải đạt 1,5% muối.
Gọi Mddm là lượng dung dịch muối dùng để khuấy trộn Mkt là lượng phô mai và muối trước khi vào khuấy trộn M10 là phô mai trước khi vào công đoạn khuấy trộn
Để bổ sung muối người ta sử dụng nước muối có nồng độ là 70%. Ta có phương trình cân bằng vật chất: Mddm + M10 = Mkt 70Mddm = 1,5Mkt Với : Suy ra: Mddm + M10 = 4,060 70×Mddm = 1,5×4,060 Vậy: Mddm = 0,087 (tấn/ca) M10 = 3,973 (Tấn/ca)
Lượng muối cần dùng để pha nước muối là Mm= 70%Mddm=0,061 (tấn/ca). Lượng nước cần dùng để pha là: Mn= Mddm – Mm = 0,026 (tấn/ca)
Vậy lượng phô mai trước khi vào công đoạn ướp muối là M10= 3,973 (Tấn/ca).
3. Lượng sữa trước khi tách huyết thanh: M9 M9, W9 = 85%
Khuấy trộn (1,5% muối)
Tách huyết thanh
Huyết thanh
M10, W10 = 61%
Lượng huyết thanh tách ra trong công đoạn tách huyết thanh: Mht Mht = M9 – M10 = 10,749 – 3,973 = 6,776 (Tấn/ca)
Lượng sữa trước khi đông tụ: M8
Để đông tụ, ta chọn enzim chymosym có hoạt độ 1/10000. Sử dụng 5g/100kg nguyên liệu. Vậy lượng enzyme cần dùng:
ME = M8× = 10,857× = 5,429 × 10-4(tấn/ca). 4. Lượng sữa trước khi lên men: M7
Lượng nguyên liệu và men giống trước khi vào thiết bị lên men:
Tỉ lệ giống cho vào thiết bị lên men chiếm 7% lượng dịch lên men
Mgiống = Mlm×7% = 11,022 × = 0,772 (Tấn/ca). Lượng men khô chiếm 0,1% so với lượng dịch lên men
Mkhô = Mlm×0,1% = 11,022 × = 0,011(Tấn/ca). Lượng môi trường hoạt hóa giống:
Mmt = Mgiống– Mkhô = 0,772 – 0,011 = 0,761 ( Tấn/ca). Vậy lượng sữa nguyên liệu cần dùng để lên men: M7 = Mlm - Mgiống = 11,022– 0,772 =10,250 (Tấn/ca). 5. Lượng sữa trước khi thanh trùng và làm nguội: M6
6. Lượng dịch sữa trước khi đồng hóa: M5 7. Lượng sữa trước khi gia nhiệt: M4
8. Lượng dịch sữa trước khi tiêu chuẩn hóa: M3 M3, a (13,5%)
M4, c (15%)
Trong đó: M3 là lượng sữa nguyên liệu có hàm lượng chất khô là 13,5%. Mcream là lượng cream bổ sung vào có hàm lượng chất béo là 42%. M4 là nguyên liệu sau khi chuẩn hóa có hàm lượng chất khô là 15%.
E là tổng lượng sữa và cream trước khi tiêu chuẩn hóa. Ta có phương trình cân bằng vật chất: M3 + Mcream = E
M3×a + Mcream×b = E×c Suy ra: M3 + Mcream = 11,804
M3×13,5% + Mcream×42% = 11,804×15% Vậy: M3 = 11,183 (Tấn/ca)
Mcream = 0,621 (Tấn/ca)
- Lượng sữa nguyên liệu trước khi tiêu chuẩn hóa M3 = 11,183 (Tấn/ca). - Lượng cream bổ sung vào Mcream = 0,621 (Tấn/ca).
Theo tính toán ở trên, lượng sữa và cream đi vào thiết bị chuẩn hóa:E = 11,804 (Tấn/ca) = 11804 (kg/ca)
- Ở công đoạn chuẩn hóa bổ sung CaCl2 với hàm lượng 0,5g/kg nguyên liệu Vậy lượng CaCl2 cần bổ sung vào:
MCaCl2 = 0,5×11804 = 5902 (g/ca) = 5,902×10-3 (tấn/ca). - Hàm lượng chất béo trong sữa sau khi chuẩn hóa: F3 Suy ra: F3 = 5,05%
9. Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn cân định lượng: M2
M2 = M3 × = 11,183 × = 11,239 (Tấn/ca). Lượng dịch sữa trước khi đưa vào làm sạch (lọc): M1