thiết kế nhà máy sữa

đồ án: thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa bột gầy với 2 dây chuyền: Sữa chua uống không béo năng suất 17,1 triệu lít sản phẩm năm. Phô mai tươi 2,7 tấn sản phẩm ca.đây là đồ án tốt nghiệp nhá..chúc bạn may mắn và thành công

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là một thực phẩm giàu dinh dưỡng Trong sữa có chứa glucid, protein, lipip,một số khoáng chất và vitamin và xứng đáng là khẩu phần ăn hằng ngày của conngười

Từ xưa đến nay, cùng với sự phát triển của “trí tuệ” người ta đã đa dạng hóa cácsản phẩm rất giá trị từ sữa: sữa chua, phô mai, bơ lên men, sữa đặc, sữa bột, sữa tiệttrùng,…

Ta chỉ cần lấy một minh chứng về sữa chua để thấy rõ vai trò của sữa: Vào năm

1910, nhà bác học người Nga Ilya Metchnikoff đã đoạt được giải nobel cho nhữngkhám phá của ông về vai trò của sữa chua đối với sức khoẻ của con người. Hàng ngànnăm trước công nguyên Yagourt có nghĩa là “sống”, ngày nay nó vẫn còn “sống” mãi

và được xếp hạng trong nhóm 10 loại thực phẩm bổ dưỡng nhất thế giới Bên cạnh giátrị dinh dưỡng, sữa chua còn tăng sức đề kháng cho cơ thể, rất tốt cho đường ruột,giúp hệ tiêu hóa luôn khỏe mạnh: Protein trong sữa chua ngăn ngừa ung thư dạ dày,calcium và sắt ngăn chặn bệnh thiếu máu hồng cầu, vitamin A có thể ngăn ngừa ungthư Trong khi đó, lactat trong sữa chua sẽ ngăn chặn táo bón và ức chế vi khuẩn cóhại, pepton và peptid có tác dụng kích thích chức năng gan Đồng thời, tác động của vikhuẩn lactic trong sữa chua rất mạnh, kích thích sự đáp ứng miễn dịch và làm giảmcholesterol huyết thanh Làn da của người ăn sữa chua thường xuyên có được vẻ khỏe

mạnh, trắng mịn hồng hào chính là nhờ những yếu tố này,…[14].

Ở Việt Nam, thói quen ăn sữa chua và các sản phẩm sữa khác vẫn còn rất thấp

Vì vậy chúng ta cần đẩy mạnh, phát triển công nghiệp chế biến sữa để đáp ứng đầy đủ

nguồn thực phẩm quý này cho mọi người dân Vì vậy em chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa bột gầy với 2 dây chuyền”:

- Sữa chua uống không béo năng suất 17,1 triệu lít sản phẩm/ năm.

- Phô mai tươi 2,7 tấn sản phẩm/ ca.

PHẦN 1 LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT1.1 Sự cần thiết phải xây dựng nhà máy sữa

Sữa và các sản phẩm sữa vật nuôi là nguồn thực phẩm có giá trị kinh tế và giá trịdinh dưỡng cao cho nhu cầu của cả nhân loại

Theo các con số thống kê của Theo tổ chức Nông lương quốc tế - FAO hiện nayChâu Á đang dẫn đầu thế giới về mức tăng trưởng tiêu thụ sữa Dự kiến tổng sảnlượng sữa trên toàn thế giới dự báo sẽ tăng khoảng 2-3% năm và dự kiến năm 2010tổng sản lượng sữa toàn cầu sẽ đạt khoảng 715 triệu tấn/năm và năm 2011 sẽ đạt trên

730 triệu tấn, sản xuất sữa của Châu Á sẽ có tốc độ tăng trưởng khoảng 4% và tổngsản lượng sữa ước đạt khoảng 265 triệu tấn

Nhu cầu về các loại sữa ở Việt Nam gia tăng từ 20-25% hàng năm, riêng các loạisữa nước tăng 8% đến 10% mỗi năm Mức tiêu thụ các sản phẩm từ sữa trung bìnhcủa người Việt Nam hiện nay là 14 lít/người/năm, còn thấp hơn so với Thái Lan (23lít/người/năm) và Trung Quốc (25 lít/người/năm) Hiện nay ở Việt Nam có khoảng 70công ty lớn nhỏ sản xuất, chế biến các loại sữa và các sản phẩm sữa Công ty lớn nhất

là Vinamilk - đại công ty quốc doanh chiếm đến 75% thị phần sữa ở trong nước [15]

Như vậy, việc xây dựng nhà máy sữa là điều cần thiết để cung cấp đầy đủ nhucầu dùng sữa của người dân Việt Nam

Nhà máy được xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm.+ Giao thông vận tải thuận lợi

+ Cung cấp nguyên liệu và nhiên liệu dễ dàng

+ Cấp thoát nước thuận lợi

+ Nguồn nhân lực dồi dào

+ Sự hợp tác hóa

1.2 Vị trí đặt nhà máy

Sau quá trình nghiên cứu, lựa chọn dựa trên những nguyên tắc đã nêu, em xin chọnđặt nhà máy tại khu công nghiệp Hòa Khánh mở rộng thuộc thành phố Đà Nẵng

Hình 1.1 Bản đồ địa chính thành phố Đà Nẵng

Đây là một trong ba thành phố lớn nhất nước, có nền kinh tế phát triển năng động, thitrường tiêu thụ rộng lớn, có an ninh ổn định Hơn nữa, chính quyền thành phố đang cónhững chính sách đãi ngộ đối với các nhà đầu tư, nhà máy còn có cơ hội liên kết với dự

án nuôi bò sữa của nông dân các vùng phụ cận nhằm thay thế dần nguồn nguyên liệu sữabột ngoại nhập

1.3 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Nguyên liệu để sản xuất sữa chua uống và phô mai tươi là sữa bột gầy, ngoài ra còn

có hương liệu, đường, chất ổn định Sữa bột gầy được nhập từ nước ngoài, chủ yếu lànhập từ 10 quốc gia sau: Niu Di-lân, Hoa Kỳ, Thái Lan, Hà Lan, Ba Lan, Ô-xtrây-li-a,Pháp, Đan Mạch, Ma-lai-xi-a, Đức

1.4 Giao thông vận tải

Khu công nghiệp Hòa Khánh Mở rộng được thành lập theo Quyết định số2001/QĐ-UB ngày 25/3/2004 của Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố ĐàNẵng, thuộc quận Liên Chiểu, với tổng diện tích là 316,52 ha: nằm cạnh quốc lộ 1A làđầu mối giao thông quan trọng của đất nước; nằm cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10km;cảng biển Tiên Sa 20km; cảng Sông Hàn 13km; cảng biển Liên Chiểu 5km Đó lànhững điều kiện rất thuận lợi để nhập, chuyên chở nguyên liệu, sản phẩm,…, và liênkết được với các thị trường tiêu thụ lớn trong cả nước

1.5 Cấp thoát nước

Nhà máy chế biến sữa cần một lượng nước lớn, lượng nước này sẽ được cung cấp

từ nhà máy nước của thành phố Nước thải của nhà máy sau khi được xử lý sẽ đượcthoát ra ngoài theo hệ thống thoát nước chung của khu công nghiệp

1.6 Năng lượng

Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng điện của khu công nghiệp với điện

áp 220/380V Để đề phòng mất điện, nhà máy sử dụng máy phát điện dự phòng

Dầu cung cấp cho nhà máy được vận chuyển bằng đường bộ và đường thủy

1.7 Nguồn nhân lực

Nhà máy xây dựng tại thành phố Đà Nẵng có dân cư đông đúc, có khả năng thu hútnguồn nhân công đông đảo từ các tỉnh miền Trung Do được xây dựng tại khu vực tậptrung nhiều trường đại học, cao đẳng, nhà máy có cơ hội thu hút nguồn cán bộ trẻ năngđộng

1.8 Sự hợp tác hóa

Khu công nghiệp Hoà Khánh tập trung nhiều nhà máy thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau(dệt may, nhựa, điện tử,… ) Nhà máy sữa xây dựng tại đây sẽ liên kết với các nhà máykhác nhằm giảm được chi phí đầu tư, năng lượng điện, thuận lợi cho việc cấp – thoátnước,… và dễ dàng kiểm soát sự ô nhiễm môi trường

1.9 Thị trường tiêu thụ

Sản phẩm của nhà máy sẽ cung cấp vào thị trường thành phố Đà Nẵng, các tỉnhthành lân cận và dần mở rộng trên phạm vi toàn quốc nhằm đáp ứng nhu cầu dùng sữangày càng tăng của người dân Việt Nam

1.10 Ảnh hưởng môi trường

Sự hoạt động của nhà máy phải đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt

là vấn đề xử lý nước thải phải tuân theo tiêu chuẩn của nhà nước (TCVN 5945 :2005)

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU2.1 Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi

Hiện nay ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuất trên banguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa cừu và sữa dê Ở nước ta, sữa bò là nguồnnguyên liệu chính cho ngành công nghiệp thực phẩm Ở đây chúng ta chỉ đề cập đếnnguyên liệu sữa bò

Hàm lượng các thành phần cơ bản của sữa có thể dao động trong một phạm vi khárộng, phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, điều kiện tự nhiên, điều kiện chăn nuôi.Sữa của các động vật khác nhau là khác nhau

Thành phần hóa học của sữa tươi

2.1.1 Chất béo

Chất béo sữa được coi là thành phần quan trọng của sữa Về mặt dinh dưỡng, chấtbéo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo (A,D,E).Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái của sảnphẩm Có đến 98 ÷ 99% chất béo của sữa là các triglyxerit, 1÷ 2% còn lại là các

phospholipit, cholesterol, caroten, vitamin A, D, E [4, tr 5]

* Đặc tính hoá lý của chất béo: [3, tr 7]

- Chỉ số axit bay hơi không hoà tan: 1,5 ÷ 3

- Chỉ số axit bay hơi hoà tan : 26 ÷ 30

- Chỉ số khúc xạ : 1,453÷1,462

* Cấu trúc chất béo có trong sữa:

Chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu với đường kính 2÷10 µm tuỳ thuộc

bao được bao bọc bởi một màng protein Màng này có 2 phần: Một phần có thể hoàtan trong nước và một phần thì không Bề mặt bên trong của màng có liên quan mậtthiết với một lớp phụ có bản chất phospholipit, có thành phần chủ yếu là lexitin vàcephalin Đây là những chất béo phức tạp có hàm lượng 0,3 ÷ 0,5g/l

Ngoài ra, màng tế bào còn chứa nhiều chất khác với hàm lượng nhỏ chủ yếu là Cu,

Fe, enzim Enzim chủ yếu là photphataza mang tính kiềm tập trung trong phần protit

và enzim reductaza có trong phần không hoà tan được [4, tr 9]

Màng bao của các cầu mỡ rất bền, có tác dụng bảo vệ, giữ cho chúng không bị pháhủy bởi các enzim có trong sữa

Các cầu mỡ là thành phần nhẹ nhất trong sữa và có xu hướng nổi lên bề mặt sữa.Kích thước của các cầu mỡ ảnh hưởng đến hiệu suất tách chất béo bằng ly tâm Cáccầu mỡ có kích thước lớn dễ dàng bị tách khỏi sữa bằng ly tâm

Trong quá trình bảo quản, luôn xảy ra sự phân chia các glyxerit trong lòng các tiểucầu mang đặc tính chung như sau: Phần trung tâm của hạt tiểu cầu chứa các glyxerit

có điểm nóng chảy thấp, giàu hàm lượng axit oleic và luôn ở trạng thái lỏng trong điềukiện nhiệt độ môi trường Trong khi đó, phần ngoại vi nơi tiếp xúc với màng chứa cácglyxerit có chỉ số iod thấp (5 ÷ 6) nhưng lại có điểm nóng chảy rất cao và đông đặclại ở nhiệt độ môi trường Vì lẽ đó, xu thế chung của các hạt chất béo có trong sữa sẽliên kết lại với nhau để tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn hơn Đó là nguyênnhân gây nên trạng thái mất ổn định của chất béo có trong sữa và là nguyên nhân gâynên sự phân lớp chất béo và các thành phần trong sữa

2.1.2 Protein

Sữa có chứa hai loại protein khác nhau:

- Protein hoà tan: gồm albumin, immunoglobulin, liozim, lactoferin,…

- Protein ở trạng thái keo không bền vững: gồm phức hệ micelle hữu cơ củacác caseinat và canxi phosphat

Thành phần protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau: [4, tr10]

- Casein toàn phần: 26 ÷ 29 g/l

- β-lactoglobulin : 2,5 ÷ 4 g/l

- α-lactalbumin : 0,8÷1,5 g/l

A: dưới-micelle B: chuỗi bề mặt C: Phosphat canxi D: κ -casein;

E: nhóm phosphat

- Imunoglobulin : 0,5÷0,8 g/l

- Proteoze – pepton: 0,8÷1,5 g/l

Và một số thành phần khác

Hình 2.1 Cấu tạo một micelle casein [16]

Trong các thành phần trên, Casein được coi là thành phần quan trọng nhất của sữa

Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 ÷ 200 µm và bằngphương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng như keo cómàu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt micelle lớn nhờ quá trình axit hoá sữađến pH đẳng điện (pH = 4,6)

Casein dễ dàng tham gia phản ứng với các kim loại kiềm, kiềm thổ để tạo thànhcác caseinat Trong sữa casein ở dạng canxi caseinat và nó lại kết hợp với canxiphosphat tạo thành canxi phosphat caseinnat (các micelle)

2.1.3 Lactoza

Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa, với hàm lượng khoảng 50 g/l,tồn tại chủ yếu 2 dạng α và β Mặt khác lactoza tồn tại ở hai dạng tự do và liên kết vớicác protein và các gluxit khác

Lactoza khi bị thuỷ phân tạo ra các phần tử đường glucoza và một phần tử đườnggalactoza

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 [4, tr12]

Lactoza Glucoza Galactoza

Trong sữa đường lactoza luôn ở trạng thái hoà tan, khả năng hoà tan và kết tinhcủa lactoza cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa Hai đường α-βlactoza luôn tồn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng nàyđược thay đổi bởi nhiệt độ.

Đường lactoza ít hoà tan hơn đường saccharoza ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn Độhoà tan của đường lactoza tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thuỷ phân rất chậm theonhiệt độ ở nhiệt độ cao Sự có mặt của đường lactoza góp phần biến màu của sữatrong công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao

Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi khuẩn để tạo ra các sản phẩmkhác nhau Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men

C12H22O11.H2O 4CH3CHOH - COOH

Lactoza Axit lactic

2.1.4 Các loại muối khoáng

Hàm lượng của nó trong sữa khoảng: 8 ÷ 10(g/l) [3, tr32]

Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm: Muối clorua, photphat, xitrat,sunphatnatri, bicacbonnat Các muối khoáng trong sữa tồn tại dưới 2 dạng cân bằng:dạng hoà tan và dạng keo Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yếu

tố công nghệ: pH, nhiệt độ,

Sự tồn tại cân bằng của muối Canxi ở dạng hoà tan và dạng phức của các thể keo

là có ý nghĩa lớn hơn cả vì nó quyết định đến sự ổn định của sữa

Muối canxi có ý nghĩa quan trọng trong chế biến các sản phẩm sữa Khi sữa cóhàm lượng canxi thấp, sữa đó sẽ không đông tụ hoặc khả năng đông tụ chậm Ngượclai, sữa có hàm lượng canxi cao thì sự đông tụ bởi renin sẽ nhanh hơn

2.1.5 Axit hữu cơ.

Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như: axit citric, lactic, axetic, Trong đó axitcitric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa nhờ vào quátrình

Axit citric diaxetyl axetoin 2,3 butylen glycol

2.1.6 Các chất xúc tác sinh học

● Vitamin :

Sữa được coi là một trong số thức ăn có nhiều loại vitamin nhất tuy với hàm lượngkhông lớn lắm Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả nănghoà tan của chúng trong nước hay chất béo.

- Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: Vitamin A, D, E, chủ yếu nằm trongthành phần của mỡ sữa

- Nhóm vitamin hoà tan trong nước : B, C, PP

Nếu xử lý nhiệt thời gian ngắn và không có không khí xâm nhập vào thì nhiệt độnhỏ hơn hay bằng 1000C không làm giảm đáng kể lượng các vitamin, trừ vitamin C rấtnhạy cảm với nhiệt Khi thanh trùng đúng chế độ thì lượng vitamin C giảm đi 17%

● Các enzim:

Các enzim tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa và cácsản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzim trong sữa được chia làm hai nhómchính

- Nhóm enzim thuỷ phân : gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza,amylaza Trong đó, vai trò của các enzim lipaza có tính quyết định đến quá trình chếbiến và bảo quản sữa Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành axit béo vàglyxerin có pH = 9,4

- Nhóm enzim oxy hoá : gồm reductaza, lactoperoxydaza catalaza Các enzimnày có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa

2.1.7 Vi sinh vật trong sữa

Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

- Nấm men: Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9 µm Phầnđông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi Các loài nấm

men có trong sữa bao gồm: Sacchoromyces, Mycorderma và Torula.

- Nấm mốc: Chủ yếu là Mucor và Rhizopus Các loại nấm mốc này gây nên

những biến động khi sản xuất các sản phẩm như: Bơ, phomát Ngoài ra còn có:

Penicilium, Aspergillus.

- Vi khuẩn: Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước không vượt quá

vài micromet Các vi khuẩn trong sữa: Coccus, Bacterium, quan trọng là vi khuẩn

lactic Thông thường trong sữa chúng có đặc điểm sau:

+ Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tuỳ tiện.

+ Không sản sinh ra enzim catalaza vì chúng không phân huỷ nước oxy già + Không sản sinh ra các hợp chất nitrat

+ Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau

+ Ít hay không tiết ra enzim proteaza trong sữa

Hai loài vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:

+ Streptococcus thermophillus Được coi là tác nhân của sự hình thành axit

lactic và quá trình chín của phomát

+ Streptococcus cremoris và Streptococcus lactic: Là tác nhân của sự đông tụ

tự nhiên của quá trình phồng lên của phomát, tạo hương

2.1.8 Nước

Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng của sữa tươi, chiếm 90% thành phầntrong sữa Nước trong sữa gồm nước tự do, nước liên kết, nước kết tinh Ngoài nướckết tinh ra thì tất cả những loại nước khác đều có giá trị trong công nghiệp chế biếnsữa

2.1.9 Các biến đổi của sữa trong quá trình bảo quản

• Biến chất do việc bổ sung vào sữa các chất từ bên ngoài: [4, trang 28 - 29]

+ Các loại thuốc bổ sung vào trong thức ăn dùng cho động vật lấy sữa

+ Các thành phần chất lau chùi, tẩy rửa, các sản phẩm hoá học

• Biến chất do vi sinh vật:

Sự biến chất do vi sinh vật chủ yếu do các enzim có trong vi khuẩn lactic làm tăng

độ axit của sữa bởi quá trình chuyển đường lactoza thành axit lactic Các vi khuẩn

lactic chủ yếu tham gia vào quá trình này là Streptococcus lactic là loài phát triển

mạnh ở nhiệt độ môi trường Khi độ axit đạt 35÷ 400D casein bị đông tụ và khi độaxit đạt 60÷700D thì xảy ra hiện tượng “trở chua’’ cũng ở nhiệt độ môi trường

Một số loài Streptococcus lactic cũng có thể gây mùi cháy khét, mùi malt hoặc mùi

caramen

• Biến chất do enzim:

Enzim lipaza có trong thiên nhiên có thể hoạt động trong môi trường dịch sữakhi tiến hành làm lạnh sữa hoặc trong khi khuấy trộn hay đồng hoá sữa Enzim lipaza

phân huỷ chất béo, trong trường hợp khuấy trộn hay đồng hoá thì do sự tạo bọt vàhình thành các tiểu cầu béo có kích thước trung bình sẽ làm dễ dàng cho các enzimlipaza hoạt động mạnh.

2.2 Nguyên liệu sản xuất sữa chua uống và phô mai tươi

2.2.1 Nguyên liệu chính

Nguyên liệu ban đầu của cả hai dây chuyền là sữa bột gầy

Thành phần sữa bột gầy: [18].

- Hàm lượng nước, khối lượng, không lớn hơn 5,0%

- Hàm lượng chất béo, khối lượng ≤ 1,5%

- Hàm lượng protein, tính theo hàm lượng chất khô không có chất béo, khốilượng 34%

- Độ axit, oT, không lớn hơn 20,0

- Chỉ số không hoà tan, không lớn hơn 1,0/50

Một trong những tính chất quan trọng của sữa bột là độ hòa tan, nó biểu hiện khảnăng phục hồi của sữa tức là khả năng protein của sữa phân tán trở lại thành dung dịchkeo bền vững Sữa bột bảo quản được lâu, vận chuyển dễ dàng hơn sữa tươi Thôngthường, theo lý thuyết, thời gian bảo quản sữa bột gầy là 3 năm, sữa bột nguyên kem

là 6 tháng Vì vậy, sữa bột là nguyên liệu được sử dụng nhiều trong sản xuất sữa phalại và các sản phẩm sữa chua

Sữa sau khi ly tâm tách béo thu được cream và sữa gầy Sữa gầy đem đi sấy tađược sữa bột gầy Vì vậy trong sữa bột gầy chứa hầu hết các thành phần giống nhưtrong sữa tươi, chỉ khác về hàm béo, hàm lượng nước, một phần nhỏ vitamin Về mặthoá lý thì sữa sau khi hoàn nguyên, tiêu chuẩn hoá gần giống với sữa tươi

2.2.2 Các nguyên liệu khác

2.2.2.1 Quá trình sản xuất sữa uống

Ngoài nguồn nguyên liệu ban đầu là sữa bột gầy, quá trình sản xuất sữa chua đặc

còn bổ sung thêm các nguyên liệu khác: [3, tr 221]

• Đường: Để tăng vị ngọt cho sữa chua người ta bổ sung đường (glucoza,saccaroza,…) vào sữa trong quá trình chế biến Đường có thể bổ sung trực tiếp hoặcgián tiếp dưới dạng puree trái cây

● Chất ổn định: Để sản phẩm có được cấu trúc, độ nhớt,…theo yêu cầu Chất ổn

định thường được sử dụng là gelatin, pectin, agar-agar, Chúng là những chất ưanước, có thể liên kết với nước

2.2.2.2 Quá trình sản xuất phô mai

Ngoài nguồn nguyên liệu ban đầu là sữa bột gầy, quá trình sản xuất phô mai còn

bổ sung thêm các nguyên liệu khác: [3, tr 238 - 239]

● Tác nhân đông tụ sữa:

Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất là rennet (chymosin) Khả năng gây đông tụ sữacủa rennet được đánh giá qua hoạt tính đông tụ sữa Hoạt tính đông tụ sữa của rennetthường dao động trong khoảng 1:10000  1:15000 Chế phẩm phải được bảo quản ở nhiệt

tụ và cấu trúc, độ cứng của khối đông

- CO2: Có tác dụng làm giảm nhẹ pH của sữa, cho phép rút ngắn được thời gian đông

tụ casein hoặc tiết kiệm lượng chymosin cần sử dụng

- KNO3, NaNO3: Ức chế hệ vi sinh vật nhiễm trong sữa

- Các hợp chất khác: Đường sacaroza, nước ép trái cây, mứt trái cây, mật ong, nhằm làm tăng chất lượng cũng như chỉ tiêu cảm quan của phô mai

2.3 Vi sinh vật và phương pháp nuôi cấy vi sinh vật

2.3.1 Quá trình sản xuất sữa chua uống

2.3.1.1 Vi sinh vật

Trong sản xuất sữa chua người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactic lên men đồng

hình Hai loài phổ biến nhất là Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.

Trong thực tế, chúng có thể sống cộng sinh với nhau Thông thường, tỷ lệ giữa cầu khuẩn

và trực khuẩn trong canh trường giống là 1: 1 hoặc 2:1 Tuy nhiên, tỷ lệ này có thể thay

đổi phụ thuộc vào hoạt tính của chủng sử dụng Thời gian sử dụng chủng phải tuân thủnghiêm ngặt bởi lẽ khi cấy trở lại dễ bị nhiễm.

2.3.1.2 Phương pháp nuôi cấy men giống

Chuẩn bị chủng là một khâu vô cùng quan trọng, quyết định chất lượng của các sảnphẩm sữa lên men Việc chuẩn bị chủng vi sinh vật cần đảm bảo độ chính xác cao vàtuyệt đối vô trùng

Sữa làm môi trường phải có chất lượng cao, tổng số vi khuẩn thấp, không có chấtkháng sinh, không có chất tẩy rửa Thanh trùng ở nhiệt độ 90÷950C trong 15÷ 30 phút

để tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật có hại, làm biến tính protein, loại bỏ oxy hòa tan Saukhi thanh trùng, sữa được làm nguội đến 40 ÷ 450C để lên men Đây là nhiệt độ thíchhợp cho hoạt động của chủng vi sinh vật lên men sữa chua

Quá trình nuôi cấy kết thúc khi độ chua của canh trường đạt 85 ÷ 900D

Sau khi nhân giống xong, nếu chưa sử dụng ngay phải làm lạnh giống để bảo quản

[3, tr 225].

Quy trình chuẩn bị giống cho sản xuất sữa chua uống:

2.3.2 Quá trình sản xuất phô mai tươi

Để sản xuất phô mai tươi người ta thường sử dụng vi khuẩn lactic ưa ấm như

Lactococcus cremoris, Leuconostoc lactis, Leuconostoc cremoris, Nhiệt độ tối thích

của chủng: Topt = 25 ÷ 350C Chúng có chức năng tạo axit latic trong quá trình lênmen góp phần gây đông tụ casein trong sữa và tạo độ chua trong khối đông giúp bảoquản sữa tốt, tạo vị chua cho sản phẩm Ngoài ra, vi khuẩn lactic còn tạo ra sản phẩmphụ từ quá trình lên men như CO2, acetaldehyde, diacetyl,…[3, tr 238]

2.3.2.2 Phương pháp nuôi cấy men giống

Vi khuẩn lactic được hoạt hoá trên môi trường sữa gầy của nguyên liệu với hàmlượng chất khô thích hợp là 10 - 11% Chế độ tiệt trùng môi trường là 110÷1150C trong

10 phút Qúa trình nhân giống được thực hiện ở 220C [3, tr 242].

2.4 An toàn thực phẩm trong sản xuất sữa

Hiện nay vấn đề an toàn thực phẩm luôn luôn được quan tâm hàng đầu để đảm bảosức khỏe cho người tiêu dùng Đối với sữa, sự việc nhiều sản phẩm sữa có chứamelamine đã gây nhiều lo lắng cho người tiêu dùng

Sữa tươi (hoặc sữa bột hoàn

nguyên)

Thanh trùng ở 110÷1500C trong 10phút và làm nguội đến 220C

Chủng gốc Lên men ở 220C

Bảo quản lạnh

Melamine là một loại hóa chất hữu cơ, thường tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng rấtgiàu nitrogen Nitrogen được dùng như tiêu chuẩn để xác định lượng đạm có trongthực phẩm Chúng được dùng phổ biến trong sản xuất đồ nhựa, đồ chơi trẻ em, đồdùng gia đình, mặt bàn, sàn gỗ,…

Để tăng thể tích sữa, người ta thêm nước vào sữa tươi, đồng thời thêm melamine

để nồng độ đạm (nitrogen) của sữa đạt tới tiêu chuẩn Xét nghiệm không thể phân biệtđược đâu là nitrogen tự nhiên trong sữa, đâu là nitrogen trong melamin

Melamine gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người: gây sỏi thận, suy thận,

tử vong Nhiều nghiên cứu cho biết melamine có thể gây ung thư bang quang, làmgiảm hệ thống miễn dịch,…

Do vậy melamine được tổ chức Nông lương quốc tế và tổ chức Y tế thế giớikhuyến cáo không được đưa vào thực phẩm [17]

PHẦN 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua uống không béo và phô mai.

Siro đường 70%

Giống

Bao bì vôtrùng

Giống

CaCl2

EnzymechymosinPhối trộn

Tiêu chuẩn hoá

Đồng hoá

(200 ÷ 250bar)

Thanh trùng (720C,15s) và làm nguội(20 ÷ 220C)

Lên men(20 ÷ 220C, 2h)

Đông tụ(18 ÷ 200C, 4 ÷6h)

Tách huyết thanh(18 ÷ 200C, 8 ÷ 20h)

Đồng hoá (200 ÷ 250bar)

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ chung cho cả 2 sản phẩm

3.2.1 Thu mua và kiểm tra chất lượng nguyên liệu

Nguyên liệu chế biến chính sản xuất sữa chua uống không béo và phô mai tươi làsữa bột gầy Chất lượng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của thànhphẩm nên trước khi đưa vào sản xuất cần phải kiểm tra, đánh giá chất lượng, phải đạtcác tiêu chuẩn của nhà cung ứng và của nhà máy về các chỉ tiêu về cảm quan, hóa lí,các chất nhiễm bẩn (kim loại nặng, độc tố vi nấm,…) và vi sinh vật Sữa bột phải cómùi thơm đặc trưng, không có mùi vị lạ, màu sắc đồng nhất từ trắng sữa đến kemnhạt, tơi, xốp không bị vón cục, không có tạp chất lạ

3.2.2 Phối trộn tuần hoàn

Dung dịch sau khi phối trộn phải đồng nhất, các chất hòa tan hết, tỷ lệ thành phầnnguyên liệu đạt tiêu chuẩn Không được để dịch sữa quá 1 giờ vì ở nhiệt độ 45 – 500C

là điều kiện tốt cho vi sinh vật phát triển

Tiến hành:

Sữa sau khi làm sạch được bơm vào cân nhờ hệ thống định lượng đặt dưới đáycân, cho phép xác định được chính xác thể tích nguyên liệu để đưa vào 2 dây chuyềnsản xuất

3.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua uống không béo

Chuẩn bị men giống:

Việc chuẩn bị men giống cần đảm bảo độ chính xác cao và vô trùng Vi sinh vậtthường sử dụng trong sản xuất sữa chua là vi khuẩn lactic với 2 loài đặc trưng:

Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus

+ Lactobacillus bulgaricus: là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở

nhiệt độ 45-500C trong môi trường có độ axit cao Loài này có thể tạo ra trong khốisữa đến 2,7% axit lactic từ đường lactoza

+ Streptococcus thermophilus: phát triển tốt ở nhiệt độ 500C và sinh sản tốt ởnhiệt độ 37- 400C Đây cũng là vi khuẩn lên men điển hình nhưng chỉ phát triển được

trong môi trường có độ axit thấp hơn Lactobacillus bulgaricus.

+ Tỷ lệ Lactobacillus bulgaricus / Streptococcus thermophilus thường 1:1

hoặc 2:1 Tuy nhiên, tỷ lệ này có thể thay đổi phụ thuộc vào hoạt tính của chủng sửdụng và những yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng sản phẩm

+ Men giống gốc được hoạt hoá trên môi trường được pha chế từ bột sữa gầy.Sữa dùng làm môi trường phải có chất lượng cao, tổng số vi khuẩn thấp, không cóchất kháng sinh, không chứa chất tẩy rửa Trước khi hoạt hoá giống, môi trường cầnphải được thanh trùng ở nhiệt độ 90 ÷ 950C trong 30 ÷ 45 phút nhằm tiêu diệt hoàntoàn vi sinh vật, loại trừ các chất kìm hãm, biến tính protein, loại bỏ oxy hoà tan.Nhiệt độ hoạt hoá được duy trì ở 430C Quá trình được kết thúc khi độ chua canhtrường đạt 85÷900D.

+ Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hoá giống nếu chưa sử dụng ngay ta cầnlàm lạnh giống để hạn chế sự tăng nhanh độ chua của canh trường Việc tăng nhanh

độ chua canh trường sẽ ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactic

+ Quá trình hoạt hoá được thực hiện trong thiết bị vô trùng hình trụ đứng, đáyhình chỏm cầu, làm bằng thép không rỉ Khi tiến hành cấy giống, ta nên cho cánhkhuấy của thiết bị hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định để phân bố đều các

tế bào vi khuẩn lactic trong môi trường sữa Nhờ đó quá trình lên men diễn ra nhanh

Lượng giống sử dụng để thực hiện quá trình lên men từ 3 ÷ 5% khối dịch lên men

Khi quá trình lên men kết thúc, người ta tiến hành khuấy trộn để phá vỡ cấutrúc gel của khối đông rồi làm lạnh sữa chua về 18 ÷ 200C, thời gian hạ nhiệt độ chotoàn bộ khối sản phẩm trong bồn lên men là 20 ÷ 30 phút, sau đó bơm vào thùng phốitrộn

Khối sữa sau khi lên men được kiểm tra pH, % chất khô,…

3.3.3 Phối trộn

Mục đích:

+ Bổ sung dịch đường saccaroza để tăng hàm lượng chất khô, cung cấp thêm nănglượng, tạo độ ngọt dịu cho sản phẩm, và bổ sung chất ổn định để sữa chua có được cấutrúc, độ nhớt, theo yêu cầu của sản phẩm

Tiến hành:

+ Quá trình phối trộn được thực hiện trong thiết bị có cánh khuấy hoạt động liên tục đểlàm phân tán các chất vào trong dịch sữa Trước đó sirô đường 70% được bơm vào thùngphối trộn

3.3.4 Đồng hóa

Mục đích:

+ Phá vỡ cấu trúc gel của khối đông, giảm kích thước các cầu mỡ, phân bố chúngđồng đều, tránh hiện tượng nổi lên của các cầu mỡ, giảm độ nhớt và tăng độ đồng nhấtcho sản phẩm ở dạng sữa chua uống

Tiến hành: + Sữa chua sau khi lên men đưa vào thiết bị đồng hoá nhờ bơm li tâm Áp suất đồnghoá là 50 ÷ 200 bar, nhiệt độ của dịch sữa 60 ÷ 700C Dịch sữa sau khi đồng hoá đượcchứa trong thùng tạm chứa

3.3.5 Tiệt trùng

Mục đích:

+ Nhằm tiêu diệt toàn bộ hệ vi sinh vật có trong sản phẩm (đặc biệt khống chế

hệ vi khuẩn lactic để có thể bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ phòng trong thời gian 3 đến

6 tháng)

Tiến hành:

+ Sử dụng phương pháp tiệt trùng UHT Hỗn hợp sữa chua được bơm vào thiết

bị tiệt trùng bản mỏng Alpha Laval, sử dụng chế độ tiệt trùng nhiệt độ cao 1400Ctrong 2 ÷ 3s, sau đó sản phẩm được làm nguội và đi vào bồn chờ rót vô trùng

3.3.6 Rót sản phẩm

Mục đích:

+ Cách li sản phẩm với môi trường bên ngoài, tạo điều kiện thuận lợi cho quátrình vận chuyển và tiêu dùng.

Tiến hành:

+ Quá trình rót, đóng gói sản phẩm được thực hiện trên máy rót hộp và tự độngbao gói Tetrapak Nguyên liệu làm bao bì là một loại giấy đặc biệt, mặt ngoài có tránglớp parafin mỏng, mặt trong có lớp màng polyetylen không thấm nước và không khí

+ Khi máy chuyển sang chế độ sản xuất, bao bì giấy từ cuộn bao bì được cáccon lăn dẫn qua bộ in hạn sử dụng rồi đưa qua bộ hàn strip một bên mép của bao bì.Sau đó, bao bì được dẫn qua bộ định hình ống và được hàn bên trong để tạo thành ốnggiấy Sữa được rót vào bao bì nhờ một phao rót đặc biệt Hai ngàm trái và phải hoạtđộng liên tục, vừa hàn ngang vừa cắt tạo thành những hộp sữa rơi xuống bộ phận ghép

3.4.2 Đồng hóa

Mục đích:

- Giảm kích thước các hạt béo và phân bố chúng đều trong sữa

Tiến hành:

- Sử dụng thiết bị đồng hóa giống như dây chuyền sản xuất sữa chua uống

3.4.3 Thanh trùng và làm nguội

Sữa sau khi đồng hòa được đem đi thanh trùng Chế độ thanh trùng được chọn

720C trong 15 giây Sau đó, sữa sẽ được làm nguội đến nhiệt độ 20 ÷ 220C

để tiến hành lên men

3.4.4 Lên men

Mục đích:

Chuyển hóa đường sữa thành các axit amin tạo hương vị, màu sắc đặc trưng chosản phẩm và hạ pH của dịch lên men để thuận lợi cho quá trình đông tụ của phô mai Tiến hành:

Giống sau khi hoạt hoá đủ lượng tế bào sẽ được bổ sung vào thùng chứa sữanguyên liệu để tiến hành lên men Tỷ lệ giống cho vào thiết bị chiếm 1,5 ÷ 2% lượngnguyên liệu lên men Sau khi bổ sung giống tiến hành khuấy trộn để cho giống hoàđều vào sữa

Tiến hành lên men ở nhiệt độ 20 ÷ 220C trong 2 giờ

3.4.5 Đông tụ và tách huyết thanh sữa

Mục đích:

Sử dụng enzim chymosin để chuyển casein trong sữa từ dạng keo sang khối đông vớicấu trúc gel

Tiến hành:

Với hoạt tính đông tụ sữa 1: 10000, lượng chế phẩm cần dùng trung bình 5 ÷ 10g/100

kg sữa Người ta hoà tan enzim vào nước với tỷ lệ 1 : 10 rồi cho vào bồn đông tụ Nhiệt

độ đông tụ được tiến hành ở 18 ÷ 200C trong 4 ÷ 6 giờ.

Ở đây nhà máy sử dụng thiết bị đông tụ sữa thế hệ mới là thiết bị có dạng hình trụ,nằm ngang và được đặt lên 4 chân đỡ Xung quanh thiết bị là lớp vỏ áo chứa tác nhânđiều nhiệt, trên trục chính của thiết bị bố trí cánh khuấy và dao cắt, hệ thống đượcxoay nhờ motor trong quá trình sử dụng Bộ phận tách huyết thanh sữa là một ống

hình trụ có đục lỗ nhỏ, nhờ đó các khối đông được giữ lại còn huyết thanh sữa sẽ đượcbơm đưa ra ngoài Ngoài ra thiết bị còn có đầu phun giúp đưa chất tẩy rữa vào vệ sinhthiết bị theo chế độ tự động và nắp đậy có thể tháo rời để quan sát và phục vụ cho việc

vệ sinh khi cần thiết

+ Khối lượng mỗi hộp sữa sau khi rót là 200 g

+ Bao bì là loại nhựa trắng có cấu trúc cứng được tạo dáng nhờ khuôn mẫu có sẵn Toàn bộ quá trình được thực hiện trên máy rót và bao gói tự động Bencopak

+ Trước khi máy rót làm việc, cần phải được vệ sinh và kiểm tra các thông số kĩthuật theo yêu cầu

+ Nguyên tắc hoạt động chính của thiết bị Bencopak:

Bao bì từ cuộn bao bì được dẫn qua các mâm hâm có nhiệt độ cao để đạt độ mềmdẽo thích hợp, rồi được dẫn qua các khuôn định hình tạo hộp Tiếp theo bao bì được dẫnqua các đầu rót để nạp phô mai rồi được dẫn qua khu vực khí vô trùng Đồng thời nhãnđược sát khuẩn bởi đèn hồng ngoại rồi được dẫn vào bộ phận dán nhãn Cuối cùng chúng

sẽ được cắt rời thành từng vỉ và được băng tải đưa ra ngoài khu vực xếp thùng carton Trong quá trình máy vận hành thì công nhân vận hành phải theo dõi thường xuyênhoạt động của máy để kịp thời xử lí nếu có sự cố và kiểm tra các yêu cầu kĩ thuật của sảnphẩm ra khỏi máy rót như: độ bền của mối hàn ở vị trí nắp, màu sắc hình dáng hộp, trọnglượng hộp

+ Sản phẩm sữa chua đặc sau khi rót được bảo quản trong kho thành phẩm ở nhiệt

độ 4÷60C Thời gian bảo quản sản phẩm không quá 7 – 10 ngày

PHẦN 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

4.1.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu

Trong một năm sữa bột gầy được nhập về nhà máy theo biểu đồ sau:

Bảng 4.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu

Tháng

X: Có nhập sữa bột gầy

0: Không nhập sữa bột gầy

4.1.2 Biểu đồ sản xuất của nhà máy

Nhà máy hoạt động với hai dây chuyền sản xuất chính:

+ Dây chuyền sản xuất sữa chua uống không béo năng suất 17,1 triệu lít sảnphẩm/năm

+ Dây chuyền sản xuất phô mai 2,7 tấn sản phẩm/ca

• Công nhân trong phân xưởng được nghỉ các ngày lễ, Tết

• Ngày làm việc 3 ca, thứ 7 và chủ nhật nhà máy vẫn hoạt động

• Tháng 11 do ảnh hưởng của mưa bão, nhà máy ngừng hoạt động nửa tháng

để bảo trì, tu sữa máy móc

Bảng 4.2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất

4.2 Tính cân bằng vật chất

4.2.1 Dây chuyền sản xuất sữa chua uống không béo

Số liệu ban đầu:

- Nguyên liệu đầu: sữa bột gầy có tổng chất khô: 97,8%

- Năng suất: 17,1 triệu lít sản phẩm/năm

- Thành phần sản phẩm bao gồm:

+ Tổng hàm lượng chất khô: 17,5%

Trong đó:

+ Đường saccharose: 5%.

+ Giả sử hàm lượng chất béo: 0,5%.

Ta có, tỷ trọng của sản phẩm sữa tính theo công thức:

W SNF F

d

++

=

608,193,0

1793,0

5,0

100

=++

= 17014,925 (l/ca).

Quy đổi sang tấn/ca:

17014,925 × 1,068 = 18179,940 (kg/ca) = 18,180 (Tấn/ca)

Bảng 4.3 Tiêu hao nguyên liệu so với công đoạn trước đó

=

×

4 3

4570

M M X

M X

325,13

100

−

× = 0,928 ×

3100

God = 18,549 0,0018549

100

01,0100

100

− = 17,399 (Tấn/ca)+ Lượng giống cho vào thiết bị lên men chiếm 3% dịch lên men

MGiống = 17,399 ×

100

3 = 0,522 (Tấn/ca)

+ Lượng men khô cần dùng chiếm 0,1% so với lượng dịch lên men (cứ

1 tấn dịch lên men cần 1kg men khô)

MMen khô = 17,399 ×

100

1,0

- Sau khi phối trộn với xiro đường 70%, nồng độ chất khô trong sữa là 17,5%

Ta có:

Lên men

M3 × a +

100

70 × X = 17,5 × M4

a = 13,5%

4.2.2 Dây chuyền sản xuất phô mai tươi

Số liệu ban đầu:

- Nguyên liệu đầu: sữa bột gầy có tổng chất khô: 97,8%

- Năng suất: 2,7 tấn sản phẩm/ca

- Thành phần sản phẩm bao gồm:

+ Tổng hàm lượng chất khô: 40%

+ Chọn nguyên liệu sản xuất phô mai tươi có tổng chất khô là 17% (Tức là độ

ẩm W1 = 83%)

Bảng 4.4 Tiêu hao nguyên liệu so với công đoạn trước đó

' 410

25,8698

83

×

×

×+

×

×

N

N N

= 83,1%

+ Hàm lượng ẩm của phô mai:

W = 100 – 40 = 60%

Hao hụt nguyên vật liệu trong công đoạn bao gồm hao hụt về ẩm và hao hụt vềkhối lượng trong quá trình sản xuất.

Công thức tính phần trăm hao hụt ẩm:

W1: Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu (%)

W2: Độ ẩm sau của nguyên liệu (%)

+ Công đoạn tách huyết thanh: X

Khi đông tụ khối nguyên liệu có độ ẩm 83,1% Sau khi tách huyết thanh độ ẩm củasản phẩm 60%

Vậy hao hụt ẩm trong công đoạn này là:

= 10083,1−6060

−

× 100 = 57,8%

Tổng hao hụt trong công đoạn: 59,3%

- Lượng nguyên liệu trước khi tách huyết thanh (N6):

N6 = 2,741 ×

3 , 59 100

- Lượng nguyên liệu trước lên men bao gồm cả men giống ( ):

Lượng Enzim đưa vào quá trình đông tụ là rất nhỏ = × 6,803 ×

1100100

− = 6,872 (Tấn/ca).

+ Tỷ lệ giống cho vào thiết bị lên men chiếm 1,5 ÷ 2% lượng dịch lên men(chọn 2%).Vậy lượng giống cần cho vào:

NGiống = 6,872 × 1002 = 0,137 (Tấn/ca)

+ Lượng men khô chiếm 0,1% lượng dịch lên men

NMen khô = 6,872 × 1000,1 = 6,872 (Kg/ca)

- Lượng nguyên liệu sữa làm môi trường nhân giống (N’):

5,13+ NCream ×

100

40

= 6,837 ×

10017

2

1

N F2 = 5,7%.

- Hàm lượng chất béo trong sữa sau khi lên men (F3):

F3 = (

100

7 , 5

× N4 +

100

5,

4.2.3 Cân bằng vật chất cho dây chuyền chung của hai sản phẩm

- Tổng lượng sữa của hai dây chuyền (G):

Tiêu chuẩn hóa

+ M1 = 16,962 (Tấn/ca): Lượng sữa dùng cho dây chyền sản suất sữa chuauống không béo

+ M’ = 0,505 (tấn/ca): lượng sữa dùng làm môi trường nhân giống để sản

xuất sữa chua uống không béo

+ N1 = 5,934 (Tấn/ca): lượng sữa dùng cho dây chuyền sản xuất phô mai + N’ = 0,130 (tấn/ca): lượng sữa dùng làm môi trường nhân giống để sảnxuất phô mai

G = M’ + M’ + N1 + N’ = 16,962 + 0,505 + 5,934 + 0,130 = 23,531 (Tấn/ca).

Bảng 4.5 Tiêu hao khối lượng qua từng công đoạn

=

5,137,98

008,24'

G G

241,32

+ Tỷ trọng của sữa sau phối trộn tuần hoàn (d2)

- Lượng sữa bột trước khi vào thiết bị hút chân không (G1):

G1 = ×

1 100

100

− = 3,274 (Tấn/ca).

4.3.3 Tính toán bao bì

4.3.3.1 Sữa chua uống không béo

- Tỷ trọng của sữa chua thành phẩm d = 1,068 (g/cm3)

- Hộp được sử dụng là hộp giấy có thể tích 250 ml (có hệ số chứa φ = 0,95)

10 180 ,

10 7 ,

100

− = 14211 (hộp/ca)

- Chọn thùng carton chứa 48 hộp Vậy số thùng cần dùng là:

NThùng =

48

14211 = 297 (Thùng/ca)

4.5 Bảng tính tỷ trọng sữa

STT Nguyên liệu ở

các công đoạn

Hàm lượng F (%)

Hàm lượng SNF (%)

Lượng W (%)

Công thức tính

Tỷ trọng sữa (g/cm 3 )

1 Phối trộn tuần

W SNF F

d

++

=

608,193,0

4 Lên men (Phô

5 Tách huyết

4.6 Bảng tổng kết cân bằng vật chất cho cả hai dây chuyền.

Tiêu hao (%)

Nguyên liệu

Tỷ trọng sữa (g/cm 3 )

6 Lên men 1

Dịch lên

7 Phối trộn 1 Xiro đườngSữa chua 1,0681,350 16,1280,981 17,2251,325

Phô mai tươi

Việc tính toán, chọn thiết bị phù hợp sẽ đảm bảo cho nhà máy hoạt động liên tục

và hiệu quả nhất.

Trong một ngày nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca làm việc 8 giờ.

Bảng 5.1 Các thiết bị dùng chung cho cả 2 dây chuyền sản xuất

6 Định lượng thể tích

Bảng 5.2 Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất sữa chua uống

1 Thùng chứa sữa sau định lượng thể tích

2 Thiết bị thanh trùng làm nguội

3 Thiết bị lên men

4 Thiết bị nhân giống

5 Nồi nấu siro

12 Bơm sữa các công đoạn

Bảng 5.3.Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất phô mai

1 Thùng chứa sữa sau khi định lượng thể tích

2 Thùng chứa cream cho chuẩn hoá

3 Thùng tiêu chuẩn hoá

4 Thiết bị đồng hóa

5 Thiết bị lên men

6 Thiết bị hoạt hoá men giống

7 Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh

8 Thùng chứa huyết thanh

9 Thiết bị khuấy trộn

10 Bồn chờ rót

11 Thiết bị rót hộp

12 Bơm phô mai

5.1 Tính và chọn thiết bị cho cả 2 dây chuyền

5.1.1 Hệ thống phối trộn tuần hoàn [9]

Hình 5.1 Hệ thống phối trộn tuần hoàn

Hệ thống bao gồm bồn hút chân không và bồn chứa để tuần hoàn

5.1.1.1 Bồn hút chân không

Name machine: Vacuum Mixer

Model: STM – 3000V Scanima vacuum mixer

Supplyer: GEA

Construction date: 15 - 12- 2007

Constructor: GEA

Manufactor: Scanima

5.1.1.2 Bồn chứa để tuần hoàn

Name machine: Recombination tank

Manufactor: Pelangi.

- Tổng lượng nguyên liệu đi vào hệ thống:

GSữa bột + Gnước = 3,241 + 20,767 = 24,008 (Tấn/ca)

10 22,843 3

- Tại bồn Vacuum Mixer: Sữa không chứa trong bồn này mà chỉ tuần hoàn

qua, do đó ta chọn 1 bồn chứa có kích thước như bồn chứa để tuần hoàn:

D = 2900 mm, H = 4700mm

5.1.3 Thùng chứa nước nóng

Tổng thể tích nước 20,977 (m3/ca) [Theo bảng 4.6]

- Năng suất thiết bị được tính trong 1 giờ Vậy thể tích thiết bị với hệ số chứa

đầy φ = 0,8:

Vtb =

8.08

20,977

× = 3,278 (m3/h).

- Thể tích thiết bị được tính như sau:

Vthiết bị = Vthân trụ + Vnắp + Vđáy

- Chọn các kích thước của một thiết bị như sau:

Vthân trụ = Vthiết bị – 2Vđáy = 3,278 – 2 × 0,348 = 2,582 (m3)

+ Chiều cao của phần trụ là:

h

+ Chiều cao thiết bị là:

H0 = hthân + hnắp + hđáy = 1,408 + 0,5 + 0.5 = 2408 (m)

- Chọn thùng chứa có kích thước:

H = 2408 (mm); D = 1200 (mm)

5.1.4 Thiết bị lọc

Thể tích sữa vào thiết bị lọc 22,729 (m3/ca) [Theo bảng 4.6]

Chọn thiết bị lọc thuỷ tĩnh: GEA KA 70-76 (Ý) [11]

Năng suất thiết bị: 3000 (l/h)

Chiều dài thiết bị: 1000 mm

1022,729 3

×

× = 0,947

- Chọn 2 thiết bị lọc (có 1 thiết bị dự trữ)

D = 250 (mm), L = 1000 (mm)

5.1.5 Thùng chứa sữa sau khi lọc

Thể tích của sữa cần chứa sau khi lọc 22,501 (m3/ca) [Theo bảng 4.6]

- Thể tích mỗi thùng chứa với hệ số chứa φ = 0,8:

h