ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT SỬA CHUA UỐNG HƯƠNG DÂU

Sữa là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, trong khi đó nhu cầu sử dụng hàng ngày của con người cũng tương đối lớn, không những gia tăng cả về số lượng lẫn chất lượng mà còn đòi hỏi đầy đủ về an toàn vệ sinh thực phẩm.Việc xây dựng nhà máy chế biến sữa sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất khẩu.Nhà máy sữa 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.Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng.Cấp và thoát nước thuận lợi.Nguồn nhân lực dồi dào.

PHẦN I LẬP LUẬN KINH TÉ KĨ THUẬT • • •

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa

Sữa là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, trong khi đó nhu cầu sử dụng hàng ngày củacon người cũng tương đối lớn, không những gia tăng cả về số lượng lẫn chất lượng mà còn đòi hỏiđầy đủ về an toàn vệ sinh thực phẩm.Việc xây dựng nhà máy chế biến sữa sẽ đáp ứng được phầnnào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất khẩu

Nhà máy sữa 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

- Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng

- Cấp và thoát nước thuận lợi

- Nguồn nhân lực dồi dào

1.2 Vị trí đặt nhà máy

Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu em chọn địa điểm xây dựng nhà máychế biến sữa tại khu công nghiệp Hoà Khánh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng vì Đà Nẵng làmột thị trường tiêu thụ sữa bậc nhất tại miền trung và là cầu nối giữa hai miền Nam Bắc Hơn nữa,chính quyền thành phố đang có những chính sách ưu đãi rất thiết thực cho các nhà đầu tư cả về giáđất và các điều kiện khác

1.2.1 Điều kiện tự nhiên của thành phố Đà Nẵng [7]

Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biếnđộng Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam, vớitính trội là khí hậu nhiệt đới điển hình ở phía Nam Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài

từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt rét mùađông nhưng không đậm và không kéo dài

Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,9oC, độ ẩm không khí trung bình là 83,4%,lượng mưa trung bình hằng năm là 2504,57 mm/năm

1.2.2 Thông tin chung về khu công nghiệp Hoà Khánh [ 8 ]

Khu công nghiệp Hòa Khánh được thành lập theo quyết định số 3698/QĐ-UB ngày12/12/1996 của chủ tịch ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam Đà Nẵng (cũ), thuộc phường HòaKhánh, quận Liên Chiểu với tổng diện tích ban đầu là 423,5 ha, nằm cách sân bay quốc tế ĐàNẵng 10 km, cảng biển Tiên Sa 20 km, cảng sông Hàn 13 km, cảng biển Liên Chiểu 5 km

Dự án do công ty phát triển và khai thác hạ tầng khu công nghiệp Đà Nang Daizico trựcthuộc ban quản lý các khu công nghiệp và chế xuất Đà Nang thực hiện.

Các công trình hạ tầng kỹ thuật như hệ thống cấp điện, cấp nước, bưu chính viễn thông, đều đã được đầu tư xây dựng hoàn chỉnh, sẵn sàng phục vụ các nhà đầu tư đến đầu tư xây dựngnhà xưởng sản xuất và kinh doanh Các dịch vụ phục vụ sản xuất công nghiệp luôn sẵn có để đápứng ngay nhu cầu của các nhà đầu tư

1.3 Giao thông vận tải

Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, thuộc loại bậc nhất miền trung, nhà máynằm gần đường quốc lộ 1A và cảng Tiên Sa, đây là điều kiện rất thuận lợi để vận chuyển nguyênliệu, nhiên liệu, sản phẩm, máy móc, thiết bị,

1.4 Cấp thoát nước

Nhà máy chế biến sữa cần một lượng nước lớn do vậy nước sẽ được cung cấp từ nhà máynước của khu công nghiệp Ngoài ra nguồn nước còn được lấy từ các giếng khoang và được xử líđạt yêu cầu của nước thủy cục

Nước thải của nhà máy sau khi được xử lí sẽ được thải ra đường cống của khu côngnghiệp

1.5 Nguồn cung cấp điện

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

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

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU2.1 Nguyên liệu sữa bột nguyên cream

+ Độ ẩm: 2%

+ Hàm lượng chất khô: 98%

+ Màu sắc: Màu trắng sữa đến màu kem nhạt, không xỉn màu, không có màu lạ

+ Mùi: thơm đặc trưng của sữa bột, không chua, không hôi, không có mùi lạ.

+ Vị: không bị đắng hay có vị lạ

+ Trạng thái: bột đồng nhất, có thể có cục nhỏ, dễ dàng bóp vụn, không có tạp chất lạlẫn vào

Bảo quản trong kho thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp

[1-13] Sữa bò là một trong những thực phẩm đủ về chất và cân đối về thành phần.

Trong sữa chứa nhiều chất dinh dưỡng như protein, lipit, vitamin, lactoza, muối khoáng, cácnguyên tố vi lượng, Đặc biệt trong sữa có nhiều axit amin không thay thế

Bảng 2.1: Hàm lượng các chất trong sữa bò

Sữa có vị ngọt nhẹ do có mặt của đường lactoza và có mùi thơm đặc trưng

Một số chỉ tiêu quan trọng của sữa bò:

+ pH : 6,5-6,7 + Độ chua: 15-18 (oD)

+ Tỷ trọng: 1,028^1,036 (g/cm3)

+ Nhiệt độ đông đặc: -0,54 - -0,59(oC)

+Nhiệt dung riêng: 0,933^0,954 (cal/goC)

2 Thành phần hoá học của sữa bò

về phương diện hoá lý người ta coi sữa là một hệ keo gồm các cầu béo có đường kính

từ 3-5^m và mixen có đường kính 0,1^m Trong đó, ngoài keo còn có vitamin, khoáng, đườnglactoza

a Đường lactose

Hàm lượng trung bình 50g/lít

Lactoza là một disacarit, bao gồm một phân tử a-D-glucoza liên kết với một phân tử D-galactoza bởi liên kết 1-4 glucozit

P-Tồn tại 2 dạng: a-lactoza, P-lactoza

Bảng 2.2: Một số tính chất của đường lactoza

b Hợp chất chứa nitơ

- Hợp chất chứa nitơ phi protein :

Chiếm 5% tổng số protein trong sữa, bao gồm: axit amin tự do, nucleotit, urê, axit uric

béo còn K -cazein tập trung ở bên ngoài của tiểu micell ff-cazein bao gồm 2 đầu: đầu ưa béo

hướng vào trong để liên kết với a-cazein và ß -cazein còn đầu ưa nước hướng ra ngoài Nhờ cấutrúc như vậy mà mixen protein tồn tại ở trạng thái lơ lửng trong sữa nên sữa ít khi bị lắng.

* Protein hòa tan : bao gồm :

- ß-lactoglobulin: Chiếm 7^12% protein trong sữa, phân tử lượng là 18000 Da bao gồm 162gốc axit amin có dạng hình cầu, có các gốc phân cực, không phân cực và ion phân bố đều.Gốc ưa béo tập trung ở cấu trúc hình cầu vì thế ít kết hợp với các phân tử khác

- a-Lactalbumin: Chiếm 2^5% protein trong sữa, phân tử lượng là 14200 Da, bao gồm 123gốc axit amin, là một protein hình cầu có giá trị dinh dưỡng cao, thành phần axit amintrong phân tử khá cân đối

- Peptone-proteaza: Phân tử lượng là 400^40000 Da, chiếm 2^4% protein trong sữa, baogồm nhiều phân đoạn protein khác nhau, đây chính là sản phẩm thủy phân của ß-cazein

- Immunoglobulin: chiếm 1,9^3,3% protein trong sữa

- Serum-albumin: Chiếm 0,7^1,3% protein trong sữa Phân tử lượng là 66300 Da, có chứanhiều gốc axit amin có tính axit và tính kiềm yếu, mẫn cảm với nhiệt độ

c Chất béo

Các chất béo trong sữa có dạng hình cầu, đường kính từ 0,1^20 ^m Trong 1ml sữa cókhoảng 10^15 tỉ hạt cầu béo được bao bọc bởi lớp màng lipo-protein có vai trò làm bền hệ nhũtương trong sữa

- Lipit đơn giản: Chiếm 98,5% tổng khối lượng chất béo bao gồm:

- Vitamin hòa tan trong nước: B (B1, B2, B5, B6), C.

- Vitamin hòa tan trong chất béo: A, D, E ảnh hưởng đến màu sắc của sữa

2.2 Các loại nguyên liệu khác

+ Màu trắng sáng, không có màu lạ

+ Vị ngọt, không chua hoặc có vị lạ khác

+ Mùi: không hôi, mốc, không có mùi lạ

+ Bảo quản trong kho mát sạch, khô ráo, tránh ánh sáng.

Để sản xuất phô mai sử dụng chế phẩm vi khuẩn lactic là L ACTOCOCCUS CREMORIS hoặc

L ACTOCOCCUS LACTIS trong quá trình lên men và chế phẩm enzym chymosin có tên thương mại

là rennet dùng trong quá trình đông tụ

L ACTOBACILLUS BULGARICUS 43 - 46 < in •I- 6 , ,0

2.3 Cơ sở khoa học của quá trình lên men lactic [1-166]

Quá trình lên men lactic diễn ra trong tế bào chất của vi khuẩn Đầu tiên đường lactozatrong sữa sẽ được vi khuẩn lactic đưa vào bên trong tế bào nhờ những cơ chế vận chuyển đặctrưng của màng tế bào chất Tiếp theo lactoza sẽ được thuỷ phân thành hai monosacarit rồi đivào các chu trình chuyển hoá khác nhau

Bảng 1.2: Giá trị nhiệt độ và pH tối ưu cho sự sinh trưởng của một số loài vi

Đối với vi khuẩn lactic nhóm đồng hình thì chu trình đường phân là con đường chínhchuyển glucoza thành axit lactic Còn các vi khuẩn lactic dị hình do không có một số enzym củachu trình đường phân nên chúng chuyển hoá glucoza giai đoạn đầu theo chu trình pentoza-photphat Lên men lactic là một quá trình trao đổi năng lượng, các phân tử ATP được hình thànhtrong quá trình chuyển hoá được vi khuẩn giữ lại trong tế bào để phục vụ cho hoạt động sống còncác sản phẩm như axit lactic, CO2, etanol thì thải ra ngoài môi trường Kết quả là làm giảm pHcủa môi trường và kéo theo những biến đổi hoá lí khác.

Ngoài các sản phẩm chính thì còn có hàng trăm các hợp chất hoá học khác có hàm lượngrất thấp, một số hợp chất trên rất dễ bay hơi góp phần hình thành nên mùi vị đặc trưng cho sảnphẩm

2.4 Lợi ích của sữa chua và phô mai [ 6 ]

Lợi ích của sữa chua:

- Giúp tiêu hóa đường lactoza, trị bệnh tiêu chảy và có tác dụng nhuận tràng

- Làm giảm cholesterol có hại, tăng cholesterol có lợi, làm tăng tính miễn dịch, giảm bớt cáctriệu chứng dị ứng mũi, ngăn chặn sự phát triển tế bào ung thư

- Có tác dụng làm dịu thần kinh, dễ ngủ

Còn phô mai là nguồn cung cấp năng lượng, chất đạm, canxi, kẽm, vitamin A, vtamin D,vitamin B12, nên rất bổ dưỡng và tốt cho sự phát triển của cơ thể

2.5 Tinh hình sản xuất và tiêu thụ sữa ở Việt Nam và trên thế giới [11]

2.5.1 Nghiên cứu ngành sữa Việt Nam

Sữa và các sản phẩm từ sữa đã gần gũi hơn với người dân, nếu trước những năm 90 chỉ cómột đến hai nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu là sữa đặc và sữa bột ( nhập ngoại) Hiện nay,thị trường sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và rất nhiều doanh nghiệp phân phối sữa chianhau một thị trường tiềm năng với hơn 80 triệu dân Tổng lượng tiêu thụ sữa Việt Nam liên tụctăng mạnh với mức từ 15^20% trên một năm

về mức tiêu thụ sữa trung bình của Việt Nam hiện nay khoảng 7,8 kg/người/năm tức là đãtăng gấp 12 lần so với những năm đầu thập niên 90 Sữa là sản phẩm dinh dưỡng bổ sung ngoàicác bữa ăn hàng ngày Đối với trẻ em, thanh thiếu niên và những người trung tuổi thì sữa có tácdụng lớn hỗ trợ sức khỏe

Nguồn cung cấp nguyên liệu sữa tươi không ổn định, chất lượng chưa được đảm bảo nênhầu hết các công ty sữa sử dụng nguồn sữa bột nhập ngoại để chế biến những sản phẩm của mình.Trên thị trường hiện tại có các sản phẩm chính như sau: sữa lỏng (Liquid Milk) bao gồm sữa tươi

và sữa đặc, sữa bột (Powder Milk), sữa chua (Drink Yoghurt) và sữa có đường dành cho trẻ em(Sweetened Children Milk)

Các doanh nghiệp sữa sử dụng vỏ hộp đạt tiêu chuẩn để dễ dàng vận chuyển và bảo quản,hiện nay thị trường chỉ có hai nhà cung cấp độc quyền là Tetra Park (Thụy Điển) và Combiblock(Đức), hai doanh nghiệp này còn là hai nhà cung cấp phần lớn dây chuyển sữa ở Việt Nam

Trong vài năm trở lại đây, sữa là một trong những mặt hàng có tốc độ tăng trưởng nhanhnhất trong ngành thực phẩm đóng gói ở Việt Nam Mức tăng trưởng hàng năm trong các năm

2005, 2006 và 2007 lần lượt là 43,2%, 26,4% và 25,6%

Công ty Vinamilk với sản phẩm đa dạng, có lợi thế về hệ thống phân phối rộng khắp, do

đó ngành hàng sữa tươi tiệt trùng được dự báo vẫn sẽ được người tiêu dùng tin tưởng trong thờigian tới Tuy vậy, Vinamilk cũng sẽ chịu sự cạnh tranh mạnh mẽ của Dutch Lady, Netslé, MộcChâu và HanoiMilk

2.5.2 Thị trường sữa thế giới

Tại Mỹ, Bộ Nông nghiệp (USDA) ước tính sản lượng sữa năm 2009 sẽ đạt 188,2 tỷ lb,tăng 600 triệu lb so với dự báo trước đó Dự báo về sản lượng năm 2010 cũng được điều chỉnhtăng thêm 100 triệu lb

2.6 Vấn đề sữa nhiễm melamine [10]

Melamine là chất gì?

Melamine là một chất bazơ hữu cơ, thường có dạng bột màu trắng, rất ít tan trong nước,rất giàu nitơ, có công thức hoá học là C3H6N6, danh pháp theo IUPAC là 1,3,5-triazine-2,4,6-triamin

Melamine được dùng để làm gì?

Melamine được dùng để sản xuất các đồ dùng bằng plastic, kệ bếp, keo dán, miếng chùibảng, phân bón,

Tại sao người ta pha melamine vào sữa ?

Hàm lượng protein trong sữa được đánh giá dựa vào việc đo nồng độ một mình chất nitơ trong sữa bằng phương pháp Kjeldahl Để tăng lợi nhuận, người ta pha loãng sữa tươi với nước nhưng việc làm này khiến hàm lượng protein trong sữa bị giảm thấp Vì chất melamine chứa rất nhiều nitơ nên người ta đã trộn melamine vào sữa bị pha loãng để làm tăng nồng độ nitơ nhằm làm gia tăng một cách giả tạo hàm lượng protein trong sữa khiến các nhà kiểm định chất lượng và người tiêu dùng lầm tưởng rằng sữa có hàm lượng protein bình thường hoặc cao (tức là sữa vẫn nguyên chất, không bị pha nước).

Tác hại của melamine đối với sức khỏe như thế nào?

Khi bị nhiễm một lượng nhỏ melamine nhưng kéo dài ngày này qua ngày khác, nhất

là ở trẻ em sẽ bị sỏi thận, suy thận Những khảo sát trên loài chuột nhắt và trên thỏ cho thấy melamine kết họp với axit cyanuric (một chất có sẵn trong bột melamine) sẽ tạo nên những hạt tinh thể không hòa tan được, lắng đọng lại ở các ống nhỏ trong thận tạo nên sỏi và làm tắc nghẽn các ống này khiến thận không tạo và đào thải đuợc nước tiểu, lâu dần sẽ làm cho thận bị suy và dẫn đến tử vong Các khảo sát còn cho thấy melamine cũng có khả năng gây ung thư.

Biểu hiện của nhiễm độc melamine như thế nào ?

Các biểu hiện của nhiễm độc melamine bao gồm: Tiểu ra máu, tiểu ít hoặc không có nước tiểu, huyết áp tăng, các dấu hiệu nhiễm độc (vẻ mặt hốc hác, sốt, môi khô, lưỡi bẩn), kích thích, khó chịu.

Lưu Ý:

Ngoài sữa, tất cả các sản phẩm có chứa sữa như: bánh quy, bánh cookie, bánh cracker, kẹo sữa, sô-cô-la, cũng có thể gây hại cho sức khỏe con người nếu chúng được chế biến từ loại sữa nhiễm melamine Do đó nên sử dụng những sản phẩm có nhãn mác, nguồn gốc rõ rệt và đã được kiểm định chất lượng.

SVTH: TRẦN THỊ QUỲNH TÚ- 05H2B

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

11

PHẦN 3

CHỌN VÀ THUYẾT MINH SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1 Dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu và phô mai tươi

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.1 Thuyết minh các công đoạn chung cho hai dây chuyền sản xuất

1 Thu mua và kiểm tra chất lượng nguyên liệu

Trước khi đưa vào sản xuất sữa bột phải đưa qua bộ phận kiểm tra chất lượng của nhàmáy, nguyên liệu phải đạt tiêu chuẩn theo yêu cầu của nhà máy

Cân được sử dụng là cân bàn Việt Nam DSS-100 và gàu tải loại 00102 (Nhật

Nước dùng cho hoàn nguyên là nước đã qua xử lí đạt yêu cầu

4 Đồng hoá lần 1

a Mục đích

Phá vỡ để làm giảm kích thước của tiểu cầu béo, làm cho chất béo phân bố đều trongsữa, tránh hiện tượng chất béo liên kết lại và nổi lên trên bề mặt của sản phẩm dẫn đến làmtăng quá trình oxy hóa chất béo, ảnh hưởng chất lượng sản phẩm

Làm tăng độ đồng nhất và ổn định của sữa, chống lại sự tách pha dưới tác dụng củatrọng lực, tạo điều kiện thuận lợi cho các công đoạn sau.

b Tiến hành

Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hoá được bơm vào thiết bị gia nhiệt dạng bảnmỏng Alpha-laval, nhiệt độ thanh trùng là 75oC trong 40 giây sau đó sữa được làm lạnh đến4^6°C

6 Ủ hoàn nguyên

a Mục đích

Sữa được ủ trong thời gian dài ở nhiệt độ thấp nhằm để nó dần dần trở lại trạng tháicủa sữa tươi nhưng vẫn đảm bảo hạn chế về sự phát triển của một số vi sinh vật Các muốikhoáng có trong sữa đặc biệt là ion canxi sẽ liên kết với cazein là một loại protein chiếm phầnlớn trong sữa để tạo thành cazeinat canxi ở trạng thái hòa tan nên giúp cho sữa có trạng tháiđồng nhất tốt Đây là một trong những công đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng sảnphẩm

7 Lọc

a Mục đích

Quá trình lọc nhằm loại bỏ các tạp chất có trong dịch sữa

b Tiến hành

Sữa được lọc trong thiết bị lọc thủy tĩnh GEA KA 70-76

8 Định lượng sữa sau lọc

b Tiến hành

Sữa sau hoàn nguyên được bơm vào thiết bị gia nhiệt dạng bản mỏng Alpha- laval đểnâng nhiệt độ sữa lên 90oC, thời gian thanh trùng là 5 phút Sau đó sữa được làm nguội xuống43^45oC

2. Lên men

a Hoạt hoá giống

Men cái dùng trong sản xuất sữa chua là hỗn hợp trộn của hai loại vi sinh vật

S TREPTOCOCCUS THERMOPHILUS và L ACTOBACILLUS BULGARICUS Mặc dù chúng có thể phát

triển độc lập, nhưng khi nuôi cấy chung tốc độ sản sinh ra axit của chúng cao hơn nhiều so

với khi nuôi riêng S TREPTOCOCCUS THERMOPHILUS phát triển nhanh hơn và tạo ra cả axit lẫn

khí CO2 kích thích L ACTOBACILLUS BULGARICUS phát triển Mặt khác, hoạt động thủy phân

protein của L ACTOBACILLUS BULGARICUS tạo ra peptide và axit amin cần cho sự phát triển của

S TREPTOCOCCUS THERMOPHILUS Những vi sinh vật này chịu trách nhiệm trong việc hình

thành hương vị của sữa chua Khối sữa chua đông tụ trong quá trình lên men là do pH giảm

S TREPTOCOCCUS THERMOPHILUS chịu trách nhiệm đối với việc giảm pH lúc đầu xuống khoảng 5,0 còn L ACTOBACILLUS BULGARICUS chịu trách nhiệm làm giảm pH xuống khoảng 4,0.

* Tiến hành

Môi trường hoạt hoá được lấy từ sữa sau quá trình thanh trùng và làm nguội Quátrình hoạt hoá được thực hiện trong thiết bị vô trùng dạng đứng, có cánh khuấy, có áo nhiệtchế tạo bằng thép không rỉ Nhiệt độ hoạt hoá duy trì ở 43oC

b Lên men

* Mục đích

Chuyển hóa đường lactoza có trong sữa thành axit lactic và chất thơm dưới tác dụngcủa hệ vi khuẩn lactic, kết quả tạo ra sản phẩm sữa chua uống có độ chua thích hợp, cùng vớicác sản phẩm phụ khác như axit lactic, acetaldehyde, axit axetic, diacetyl giúp hoàn thiện chấtlượng sản phẩm

* Tiến hành

Quá trình lên men được thực hiện trọng thiết bị lên men PH-OTH-2 kiểu đứng đượcgiữ nhiệt ở 43^45oC trong 6-8 h, không khuấy (quá trình khuấy chỉ thực hiện ban đầu khi cấygiống vào để phân tán đều các tế bào vi khuẩn) pH kết thúc quá trình lên men là 4,2^4,6

định của chất béo trong dung dịch sữa và cũng là nguyên nhân gây nên sự phân lớp giữa cácthành phần khác trong sữa Do đó ta tiến hành đồng hóa để làm

giảm đường kính của các cầu béo, có tác dụng làm cho các hạt phân bố đều trong sữa,tránh hiện tượng phân lớp trong quá trình bảo quản

* Hạ nhiệt đến nhiệt độ yêu cầu.

Dịch sữa mới vào sẽ trao đổi nhiệt với dịch sữa sau tiệt trùng để nâng nhiệt lênkhoảng 85^90°C Tiếp theo dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với hơi từ lò hơi để nâng lên nhiệt độtiệt trùng là 137oC và sẽ được lưu ở nhiệt độ này trong thời gian 5 giây Sau đó, dịch sữa sautiệt trùng sẽ được trao đổi nhiệt với dịch sữa mới vào để hạ dần nhiệt độ Cuối cùng dịch sữa

sẽ trao đổi nhiệt với nước lạnh 2oC để đạt nhiệt độ 15^22°C khi ra khỏi thiết bị

Thiết bị sử dụng là thiết bị gia nhiệt bản mỏng Alpha-laval

6. Tiêu chuẩn hoá

Để kiểm tra chất lượng sản phẩm trước khi rót

7. Bồn chờ rót vô trùng

a Mục đích

Để chứa tạm dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót

Quá trình rót được thực hiện trên máy rót và bao gói tự động Tetra pak A3.

Thể tích hộp sữa dùng là 180 ml Bao bì sử dụng là hộp giấy, đây là loại hộp gồm

4 lớp, ép sát lớp giấy là 2 lớp polyetylen, bên trong cùng là lớp nhôm, nhờ vậy giúp chosản phẩm tránh tiếp xúc với ánh sáng, O2 không khí nên bảo quản được trong thờigian dài

Sau khi rót hộp ta cho vào các thùng carton và đem bảo quản ở nhiệt độ phòng, hạn

sử dụng của sản phẩm sữa chua uống là 6 tháng

3.2.3 Thuyết minh dây chuyền sản xuất phô mai tươi

Tiêu diệt một phần vi sinh vật và đưa nhiệt độ sữa về nhiệt độ thích hợp cho quá trìnhlên men.

b Tiến hành

Chế độ thanh trùng ở nhiệt độ 72oC trong 15 giây sau đó được làm nguội về 28^32oCtrong thiết bị gia nhiệt bản mỏng Alpha-laval

4. Lên men

a Hoạt hoá giống

Vi khuẩn lactic L ACTOCOCCUS CREMORIS được hoạt hoá trong môi trường sữa được lấy

từ quá trình thanh trùng và làm nguội ở trên

Nhiệt độ lên men 28^32oC

Thời điểm kết thúc quá trình lên men là khi pH đạt 5,8

Thời điểm kết thúc quá trình đông tụ khi pH đạt 4,50^-4,55, thời gian đông tụ khoảng4^6 h

6. Tách huyết thanh sữa

7. Ướp muối và tách huyết thanh

Dùng nước muối có nồng độ 32% và nhiệt độ 10^14oC để ngâm Quá trình này có tácdụng tạo vị cho sản phẩm, cải thiện tính dẻo của phô mai và muối còn có tác dụng sát khuẩn

Quá trình này có tách một phần huyết thanh.

Thiết bị ướp muối sử dụng trong nhà máy là Tetra Scherping SMC

8. Rót sản phẩm

a Mục đích

Tạo hình dáng cho sản phẩm và tránh sự xâm nhập của vi sinh vật

b Tiến hành

Phô mai được đựng trong hộp plastic có trọng lượng 150g, quá trình rót phải đảm bảo

vô trùng Quá trình rót được thực hiện bằng máy rót Benco Pak (Italia)

Sau khi rót hộp phô mai được đóng vào thùng carton và đem bảo

ngày

PHẦN 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy

4.1.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu

Vì sử dụng sữa bột nguyên cream làm nguyên liệu nên nguồn nguyên liệu đảm bảocung cấp quanh năm Nhưng do nhu cầu thị trường và điều kiện sản xuất của nhà máy nênchọn tháng 10 ngừng sản xuất để tổng vệ sinh nhà máy, vệ sinh thiết bị và bảo dưỡng chothiết bị

4.1.2 Biểu đồ sản xuất

Nhà máy hoạt động với hai dây chuyền chính:

- Dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu năng suất 15 triệu lít sản phẩm/năm

- Dây chuyền sản xuất phô mai tươi, năng suất 3,3 tấn sản phẩm/ca

Công nhân trong phân xưởng được nghỉ các ngày chủ nhật, lễ, Tết Mỗi ngày làmviệc từ 2 đến 3 ca tuỳ thuộc vào nguyên liệu, thời tiết và nhu cầu thị trường

Nhà máy làm việc theo ca, thời gian làm việc của mỗi ca là 7,5 giờ, khoảng thờigian 30 phút giữa mỗi ca để giao ca và vệ sinh phân xưởng và thiết bị

: Nhà máy không sản xuất

Bảng 4.3: Biểu đồ sản xuất cho các mặt hàng trong một năm (tính cho năm 2010) Tháng

Số ngày sản xuất

Vậy tổng số ngày sản xuất trong một năm là 277 ngày.

Tổng số ca sản xuất trong một năm là 753 ca

- Sữa chua uống hương dâu: tổng chất khô là 17,5% trong đó có 5% đường sacaroza

- Phô mai tươi: tổng chất khô là 40% trong đó có 1% muối

4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho sữa chua uống hương dâu

Năng suất: 15 triệu lít sản phẩm/năm

Thành phần sản phẩm:

- Tổng chất khô: 17,5%, trong đó có 5% đường sacaroza

Hàm lượng chất béo trong sữa chua: 0,5^3,5%

F: hàm lượng chất béo trong sữa (% khối lượng), F= 3%

SNF: hàm lượng chất khô không béo trong sữa (% khối lượng)

X: Tổng hao phí về khối lượng qua một công đoạn cụ thể (% khối lượng).

1 Lượng sữa trước khi rót hộp

M = M N X—100— = 21,016 X—100— = 21,336 (tấn/ca)

Bảng 4.4: Bảng tiêu hao khối lượng qua các công đoạn

4 Lượng sữa trước khi tiệt trùng và làm nguội

6 Lượng sữa trước khi cho vào phốitrộn: M 6

Hình 4.1: Sơ đô công đoạn phối trộn

Yêu cầu sản phẩm có tổng chất khô là 17,5% trong đó có 5% đường sacaroza

B: Tổng dịch sữa và đường đem đi phối trộn, (tấn/ca)

Lượng sữa trước khi phối trộn: M6 = 20,624 (tấn/ca)

Lượng sirô đường cần dùng: A = 1,587 (tấn/ca)

sử dụng: Mm{tt} = 1,113 X 100 = 1,147 (tấn/ca)

100 — 3Lượng nước để nấu sirô:

M N = A - M M ( TT ) = 1,587 -1,147 = 0,44 (tấn/ca)Lượng hương dâu thêm vào chiếm 0,01% so với tổng lượng nguyên liệu đem phối trộn Vậy lượng hương dâu cần dùng:

M HD - 0,01% X B - 0,01% X 22,211 - 2,22 X10 3 (tấn/ca) = 2,22 (kg/ca)

7 Lượng sữa trước khi lên men: M 7

r

r

Hình 4.2: Sơ đồ công đoạn lên men

Tổng lượng sữa và giống đã hoạt hoá trước khi lên men:

M l m - M 6 X100 - 20,624 X — - 20,938 (tấn/ca)

Lượng giống hoạt hoá chiếm 0,5^7% so với môi trường lên men, chọn 3%:

M SHH - 3% X M LM - 3% X 20,938 - 0,628 (tấn/ca)Chọn lượng giống khô đem hoạt hoá bằng 0,1% so với môi trường hoạt hoá Vậy lượng giống khô sử dụng:

Tính hàm lượng chất khô của sữa trước lên men

Ta có hàm lượng chất khô không đường sau phối trộn là 12,5%

Vậy khối lượng chất khô:

Do hao hụt trong quá trình lên men là 1,5% nên tổng lượng chất khô của sữa khi lên men:

M'

Vậy hàm lượng chất khô của sữa trước khi lên men:

x = M CK X100% = 2,818 X100%= 13,459%: đâychính là hàm lượng chất khô

sữa sau hoàn nguyên

8 Lượng sữa trước khi thanh trùng và làm nguội

Vì dùng sữa sau thanh trùng và làm nguội làm môi trường hoạt hoá giống nên lượng sữa sau thanh trùng chính bằng tổng lượng sữa và môi trường hoạt hoá trước lên men là Mlm

4.2.3 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất phô mai

Năng suất: No= 3,3 tấn sản phâm/ca

Yêu cầu sản phâm: Tổng chất khô là 40% trong đó có 1% muối

Trong sản xuất phô mai có một số công đoạn có sự thay đổi âm cho nên hao hụttrong các công đoạn bao gồm hao hụt về khối lượng và âm

Gọi X là hao hụt âm trong các công đoạn :

W - W ^ X = W—W X100%

100 - W2

W1: độ âm đầu của nguyên liệu trước khi vào công đoạn (%)

W2: độ âm của nguyên liệu sau khi ra khỏi công đoạn (%)

Tính hao hụt ẩm cho các công đoạn có sự thay đổi ẩm:

- Công đoạn tách huyết thanh: Giả sử sau đông tụ khối đông tụ có độ âm là 83% và sau khi tách huyết thanh độ âm còn lại 68%

^ X = 83 - 68 X100% = 46,875%

- Công đoạn ướp muối và tách huyết thanh: ẩm trước ướp muối là 68% và sau khi

Tổng hao hụt (%) STT M A S \ -§.

Hình 4.3: Sơ đô công đoạn ướp muối

Với W: độ ẩm của nguyên liệu (%).

Vậy lượng dung dịch nước muối là:

N2 (W=68%)

Hình 4.4: Sơ đồ công đoạn tách huyết thanh

Huyết thanh

100 - - 4,128 X - 100 - - 7,919 (tấn/ca)

Hình 4.6: Sơ đồ công đoạn lên men

Gọi Nlm là tổng lượng nguyên liệu và giống đã hoạt hoá trước khi vào thiết bị

lên men.

Lượng men giống hoạt hoá chiếm 1^3% so với môi trường lên men

Chọn: 2%

^ N GHH = 2% X NZm = 2% X 8,121 = 0,162 (tấn/ca)Lượng men khô chiếm 0,1% so với môi trường hoạt hoá nên lượng giống khô sửdụng:

6 Lượng nguyên liệu trước khi thanh trùng và làm nguội

Vì dùng sữa sau thanh trùng và làm nguội làm môi trường hoạt hoá giống nênlượng sữa sau thanh trùng chính bằng tổng lượng sữa và giống đã hoạt hoá trước khi lênmen là Nlm

Hình 4.7: Sơ đô công đoạn hiệu chỉnh chât khô

Gọi C: lượng cream 40% cần bổ sung để hàm lượng chất khô trong sữa đạt 17%

D: tổng lượng sữa và cream trước khi hiệu chỉnh

Từ sơ đồ trên ta có hệ phương trình:

Bảng 4.6: Bảng tiêu hao khối lượng qua từng công đoạn

1 Lượng sữa trước khi định lượng

G = G X —100— = 28,366 X —100— = 28,509

2 Lượng sữa trước khi lọc

G = G X ——— = 28,509 X —100— = 28,943 (tấn/ca)

F: lượng nước cần để hoàn nguyên, (tấn/ca).

98%: hàm lượng chất khô của sữa bột nguyên liệu

13,459%: hàm lượng chất khô của sữa sau hoàn nguyên

Vậy lượng sữa bột trước khi đem hoàn nguyên: 4,138 (tấn/ca)

Lượng nước nóng cần dùng để hoàn nguyên: 25,991 (tấn/ca)

Vì sử dụng sữa bột làm nguyên liệu nên cần bổ sung một lượng hương bơ để đảm bảohương vị sữa sau hoàn nguyên giống sữa tươi Lượng hương bơ bổ sung chiếm 0,01% tổng lượngnguyên liệu đem hoàn nguyên

Vậy lượng hương bơ cần dùng:

4.3.2 Dây chuyền sản xuất phô mai

1 Tính số hộp plastic dùng để rót phô mai

Khối lượng phô mai trước khi rót hộp: N1 = 3,350 (tấn/ca)

Chọn hộp có khối lượng 150g = 0,15kg, nên số hộp cần dùng:

3,35 x10 = 22333,333 * 22334 (hộp/ca)

0,15Chọn hao hụt hộp là 5%, vậy lượng hộp thực tế cần dùng:

48Chọn hao hụt thùng là 2% nên số thùng thực tế cần dùng :

Năng suất (tấn/năm)

Dây

chuyền

chung

Dây chuyền

phô mai

tươi

Bảng 4.9: Bảng tổng kết bao bì cho hai sản phẩm

Dây chuyền sữa chua uống hương dâu

Dây chuyền phô mai tươi

Bảng 4.10: Bảng tổng kết cho sản phẩm phụ

Ướp muối và táchhuyết thanh

Huyết thanh và nước muối

0,831

PHẦN 5 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ5.1 Bảng kê các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuât

Bảng 5.1: Thiết bị chung cho hai dây chuyền

1 Cân định lượng

Bảng 5.2: Thiết bị dây chuyền sữa chua uống hương dâu

Bảng 5.3: Thiết bị dùng cho dây chuyền phô mai tươi.

3 Thiết bị hâm cream

Dây chuyền phô mai

tươi

10 Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh

Việc tính toán và lựa chọn thiết bị cho phù hợp với năng suất nhà máy là rấtquan trọng Lựa chọn thiết bị thích hợp sẽ đảm bảo cho nhà máy làm việc liên tục vàhiệu quả

thiết bị 5.2.1 Thiết bị chung

cho hai dây chuyền

1 Cân định lượng

Lượng sữa bột cần vận chuyển: 4,159 (tấn/ca) (theo bảng 4.7)

4159 X103

Năng suất công đoạn: ——— -= 554,533 (kg/h)

Vì sữa bột đã đựng trong từng bao có khối lượng nhất định theo tiêu chuẩn 50

kg nên chọn 2 cân bàn có giới hạn cân là 100 kg

Vậy chọn 2 cân bàn Việt Nam DSS-100, kích thước 600 x 500 x 600 (mm)

Chiều cao làm việc của gàu : 4000 (mm)

- K ích thước: 1160 x 500 x 5300 (mm)

- Lượng sữa bột cần định lượng: 4,159 (tấn/ca) (theo bảng 4.7)

- Vậy chọn 2 gàu tải (1 gàu dự trữ), kích thước 1160 x 500 x 5300 (mm)

3 Thiết bị hoàn nguyên

- Thùng hoàn nguyên có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, có cánhkhuấy gần sát đáy Thùng làm bằng thép không rỉ gồm hai lớp thép, khoảng không gian

ở giữa để cung cấp hơi gia nhiệt cho thùng, vỏ ngoài có lớp bảo ôn Phía trên thùng cóđộng cơ để truyền động cho cánh khuấy

- Thể tích thùng được tính theo công thức:

- Ht: chiều cao phần thân trụ , chọn Ht=1,3D

Chiều cao phần thân trụ: HT = 1,3D Chiều cao phần chỏm cầu: h = 0,3D