Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa đặc có đường năng suất 10000 lítca

Hiện nay, trong các sản phẩm từ sữa như: sữathanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa bột, sữa cô đặc, sữa lên men,…, thì sữa cô đặc làdòng sản phẩm tiện ích và chiếm tỷ trọng cao nhất trong cơ c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SỮA

CÔ ĐẶC CÓ ĐƯỜNG SACCHAROSE

NĂNG SUẤT 10.000 L/CA

GVHD : ThS Châu Trần Diễm Ái SVTH : Trần Phương Tuấn

LỚP : HC07TP

Tp HCM, 06/2011

LỜI MỞ ĐẦU

Trong tự nhiên không có sản phẩm nào mà thành phần dinh dưỡng lại có thểkết hợp một cách hài hoà như sữa Sau sữa mẹ, sữa bò là thực phẩm chứa các chấtdinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất, trong sữa có chứa glucid, protein, lipid, một sốkhoáng chất và vitamin rất cần thiết với nhu cầu trong khẩu phần ăn hàng ngày củacon người Việc chế biến sữa bò không chỉ tạo ra các sản phẩm thực phẩm có ýnghĩa đặc biệt quan trọng đối với dinh dưỡng của con người, nhất là với trẻ em,người già và người bệnh, mà còn mang lại nguồn lợi kinh tế hết sức to lớn Dokhông ngừng đổi mới về công nghệ cũng như trang thiết bị hiện đại, ngành côngnghiệp chế biến sữa ở Việt Nam đã phát triển rất mạnh mẽ trong những năm qua và

đã đáp ứng được một phần nhu cầu tiêu dùng của cộng đồng Sự đi lên của ngànhcông nghiệp chế biến sữa là động lực để phát triển ngành chăn nuôi bò sữa, mộttrong những ngành tạo ra thu nhập tương đối cao cho người nông dân Việt Nam.Nước ta hoàn toàn có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển ngành này nhưng đểngành chăn nuôi bò sữa thật sự là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của đấtnước thì sự phát triển các ngành công nghiệp chế biến sữa phải đi trước một bước Ngày nay, các sản phẩm từ sữa bò hết sức đa dạng và phong phú Từ sữa bòngười ta đã sản xuất, chế biến vô vàn các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương

vị khác nhau Tuy nhiên, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và lợi ích riêng của mỗisản phẩm mà mức độ tiêu thụ của chúng trên thị trường cũng không giống nhau.Chất lượng cuộc sống của người tiêu dùng ngày càng được nâng cao nên nhu cầutiêu dùng các sản phẩm dinh dưỡng ngày càng tăng Người tiêu dùng có xu hướngđòi hỏi cao hơn về tính phù hợp, sử dụng sản phẩm không những ngon, bổ mà cònphù hợp với thể trạng và túi tiền Hiện nay, trong các sản phẩm từ sữa như: sữathanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa bột, sữa cô đặc, sữa lên men,…, thì sữa cô đặc làdòng sản phẩm tiện ích và chiếm tỷ trọng cao nhất trong cơ cấu doanh thu trongnước của các công ty sản xuất, chế biến sữa.Theo báo cáo thường niên năm 2007của Công ty cổ phần sữa Việt Nam – Vinamilk, dòng sữa đặc đã tăng trưởng doanhthu lên 38%, vượt qua sữa bột và trở thành nhóm sản phẩm có doanh thu cao nhất.Với ưu thế là sản phẩm lâu đời nhất, quen thuộc với nhiều thế hệ người tiêu dùng,sản phẩm sữa đặc có đường chiếm thị phần tương đối cao trên thị trường (nhưVinamilk chiếm 79% thị phần toàn thị trường năm 2007) Hiện nay, sản phẩm sữađặc có đường có mức tiêu thụ lớn bởi mục đích sử dụng của nó hết sức rộng lớn.Sữa đặc có đường không chỉ được sử dụng làm chất tạo ngọt, mà còn được dùng làmnguyên liệu để bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm khác góp phần đa dạng sảnphẩm và tăng giá trị cảm quan như: uống cà phê, pha cocktail trái cây,…Tại nhữngvùng nông thôn và những vùng có phần lớn dân cư có thu nhập thấp, người tiêudùng chủ yếu dùng sữa này để uống Từ những điều đã nói ở trên cho thấy rằngdòng sản phẩm sữa đặc nói chung, sữa đặc có đường nói riêng đang có nhiều tiềmnăng phát triển và mang lại lợi nhuận cao cho ngành công nghiệp chế biến sữa Trước nhu cầu thực tế đó nên trong đề tài Đồ án môn học chuyên ngành thực

phẩm, em đã chọn phương án:“Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa đặc có đường từ

nguyên liệu sữa bò tươi, năng suất 10.000 lít/ca” nằm trong khuôn khổ của một

nhà máy chế biến sữa tổng hợp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Châu

Trần Diễm Ái – người đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em

hoàn thành đồ án này

Chương 1

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Tiềm năng phát triển ngành chế biến sữa ở Việt Nam

1.1.1 Về nguyên liệu sữa bò

Ngành công nghiệp chế biến sữa ngày càng phát triển mạnh mẽ làm chongành chăn nuôi bò sữa cũng ngày càng tăng lên Với điều kiện nông nghiệp đápứng tốt, hiện nay cả nước có tổng đàn bò sữa với số lượng tương đối lớn và mỗinăm số lượng bò sữa cứ tăng một cách đều đặn Năm 2008, cả nước có tổng đàn

bò sữa đạt 107.983 con và năm 2009 là 115.518 con cho sản lượng sữa tăng từ262.160 tấn/năm lên 278.190 tấn/năm (Theo Tổng cục thống kê – Ngành sữa ViệtNam) Riêng ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận như BìnhDương, Bình Phước, Đồng Nai, Long An, Bà Rịa-Vũng Tàu, Tây Ninh,TiềnGiang… tổng đàn bò đã có gần 96000 con với số lượng bò cái sữa chiếm 56%(Theo Cục chăn nuôi, 2009) Đồng thời hiện nay đang có nhiều dự án phát triểnđàn bò để chủ động nguồn nguyên liệu sữa, tạo nguồn cung dồi dào cho ngànhcông nghiệp sữa nước ta

Bảng 1.1 àn bò s a và s n l ng s a t i c n c Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi cả nước ữa và sản lượng sữa tươi cả nước ản lượng sữa tươi cả nước ượng sữa tươi cả nước ữa và sản lượng sữa tươi cả nước ươi cả nước ản lượng sữa tươi cả nước ước

Nguồn: Cục chăn nuôi, ngày 01/10/2009

Bảng 1.2 Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi phân theo địa

ph ng khu v c ông Nam B và BSCLươi cả nước ực Đông Nam Bộ và ĐBSCL Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi cả nước ộ và ĐBSCL Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi cả nước

Nguồn: Tổng cục thống kê – Ngành sữa Việt Nam, 2008

Theo Viện Chính sách chiến lược phát triển nông nghiệp nông thôn, đến cuốinăm 2010 đàn bò sữa của Việt Nam đạt khoảng 135.000 con, tăng 10% so với năm

2009, cho sản lượng bình quân 320.000 tấn Trong khi đó sản lượng sữa tươi hiệnnay của ta mới chỉ đáp ứng xấp xỉ 28% tổng nhu cầu sản xuất trong nước Phần lớnnguồn cung nguyên liệu chủ yếu hiện nay là nhập khẩu sữa dưới dạng sữa bộtnguyên kem và bột sữa gầy

Nguồn: Tổng cục thống kê, VDSC

Hình 1.1 Biểu đồ thể hiện nguyên liệu cho ngành sữa Việt

Nam từ năm 2001 đến 2006 Tuy nhiên, ngành công nghiệp sữa nước ta đang từng bước ưu tiên sử dụngnguồn nguyên liệu sữa tươi trong nước hơn vì vừa giảm chi phí vận chuyển, vừa tạocông ăn việc làm cho người nông dân ở những vùng mà khả năng canh tác cây trồngkém, góp phần xóa đói giảm nghèo, cải thiện cuộc sống dân sinh ngày một tốt hơn.Đây là mục tiêu hết sức quan trọng mà các cấp các nghành đang hết sức quan tâm

Bảng 1.3 Các ngu n cung c p nguyên li u chính cho Vinamilkồn cung cấp nguyên liệu chính cho Vinamilk ấp nguyên liệu chính cho Vinamilk ệu chính cho Vinamilk

Bột sữa các loại 100% nguyên liệu nhập khẩu

Hộp thiếc các loại Chủ yếu dùng sản phẩm trong nước

Nguồn: Bản cáo hạch Vinamilk, 2008

1.1.2 Về thị trường tiêu thụ

Ngành sữa Việt Nam mới bắt đầu phát triển từ những năm 90, khi có sự tham

gia thị trường của các Công ty nước ngoài Đến nay, quy mô ngành vẫn còn nhỏ sovới các nước khác trong khu vực Thị trường sữa Việt Nam ước tính có quy môkhoảng 800 triệu USD năm 2007, tăng trưởng bình quân hằng năm khoảng 12-15%/năm (Báo cáo thường niên 2007 của Vinamilk)

Nguồn: Vinamilk, VDSC ước tính

Hình 1.2 Biểu đồ thể hiện mức tiêu thụ sữa bình quân đầu người

Qua biểu đồ hình 1.2 cho thấy, mức tiêu thụ sữa bình quân đầu người ở ViệtNam chỉ khoảng 9kg/năm, thấp hơn nhiều so với Trung Quốc và các nước Châu

Âu Tuy nhiên, với tốc độ tăng trưởng GDP trên 8% mỗi năm, mức sống ngườidân đang được cải thiện, tỷ trọng chi tiêu cho các sản phẩm dinh dưỡng ngày càngtăng đặt biệt là sữa Bên cạnh đó, nước ta có dân số động, cơ cấu dân số trẻ, mỗinăm có hơn một triệu trẻ em ra đời cũng là một yếu tố thúc đẩy chỉ số tiêu thụ sữabình quân tăng mạnh trong tương lai Một vài số liệu thống kê:

ra sữatươi)

209,4715,428,636,04,06,0

219,9415,8437,844,34,27,8

230,9316,6448,3355,84,4112,7

298,326,43197,432755,8331,1

37940,1500784,57,18411 Nguồn: www.vinamilk.com.vn

Theo bảng 1.3, cho thấy sữa đặc có đường vẫn là sản phẩm có số lượng tiêu thụlớn nhất trong cơ cấu các sản phẩm sữa

Đối với thị trường nước ngoài, trong những năm qua các nhà máy trong nước

đã áp dụng các công nghệ tiên tiến nên các sản phẩm sữa Việt Nam đã có mặt ở thịtrường nhiều nước, điển hình là Tổng công ty sữa Việt Nam Vinamilk – là đơn vịluôn dẫn đầu về lĩnh vực chế biến sữa trong nước Hằng năm, công ty đã xuất nhiềusản phẩm qua thị trường của nhiều nước như Mỹ, Canada, Pháp, Nga, Đức, TrungQuốc, khu vực Trung Đông, Lào, Campuchia,… đem lại nguồn lợi doanh thu lớncho đất nước Cho nên, xét về mặt hiện tại và tương lai thì Việt Nam hoàn toàn cónhiều điều kiện để phát triển ngành sữa nói chung cũng như công nghiệp chế biếnsữa nói riêng

1.2 Địa điểm xây dựng nhà máy

Phân xưởng sản xuất sữa đặc có đường nằm trong khuôn khổ của một nhà máychế biến sữa tổng hợp Địa điểm chọn đặt nhà máy là khu công nghiệp Tây Bắc - CủChi tọa lạc tại Quốc lộ 22, thị trấn Củ Chi, huyện Củ Chi, thành phố Hồ Chí Minh.Tổng diện tích khu công nghiệp 220,643ha.Vị trí của nhà máy có những đặc điểmthuận lợi sau:

1.2.1 Nguồn nguyên liệu:

Chương trình sản xuất sữa đã được Chính phủ phê duyệt với mục tiêu đưa đàn

bò sữa từ 35.000 con (năm 2000) lên 100.000 con (năm 2005) và lên 200.000 con(đến năm 2010) Trong tổng đàn bò sữa trong cả nước hiện có, trên 80 - 85% tậptrung ở TP Hồ Chí Minh (TP HCM) và các tỉnh phụ cận Miền Đông Nam Bộ(MĐNB) cung cấp nguồn nguyên liệu dồi dào Vị trí của TP HCM và MĐNB rấtquan trọng trong chương trình sản xuất sữa của Nhà nước Đàn bò sữa của TP HCMtăng từ 25.000 con lên 50.000 và 70.000 con tại ba thời điểm: 2000, 2005 và 2010.Các tỉnh MĐNB có đàn bò sữa từ 5.000 lên 20.000 và 60.000 tương ứng với ba thờiđiểm trên Đây là mức tăng mạnh đưa tỷ trọng bò sữa ở các tỉnh MĐNB so với TPHCM từ 20% lên 28% và 46% ở ba thời điểm trên (theo báo cáo của Hội nghị KH-CN-MT các tỉnh MĐNB lần 7) Mặc khác, TP Hồ Chí Minh có lợi thế gần nhà máychế biến, có nguồn phụ phẩm nông, công nghiệp, người chăn nuôi lại có kinhnghiệm chăn nuôi bò sữa, có hệ thống dịch vụ, kỹ thuật thú y tốt, nên đàn bò sữatăng lên ngày một nhiều Trong vùng MĐNB thì các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương,Long An có vị trí quan trọng và nằm lân cận TP HCM, nhưng nói chung các tỉnhMĐNB đều có tiềm năng lớn về đất đai, có nhiều khu du lịch và công nghiệp lớn, cóđàn bò lai Sind rất tốt, nguồn phụ phế phẩm nông công nghiệp dồi dào, gần nơi tiêuthụ sữa, lại có hơn 10 năm kinh nghiệm phát triển bò sữa (cùng thời với TP HCM)nên chắc chắn các tỉnh MĐNB sẽ đuổi kịp và vượt xa TP HCM về chăn nuôi bò sữa

Bảng 1.5 D báo phát tri n bò s a mi n ông Nam B và TP HCMực Đông Nam Bộ và ĐBSCL ển bò sữa miền Đông Nam Bộ và TP HCM ữa và sản lượng sữa tươi cả nước ền Đông Nam Bộ và TP HCM Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi cả nước ộ và ĐBSCL

Tổngđàn(con)

sữa(con)

Tổngđàn(con)

sữa(con)Đồng

Nai 1.800 37,5 850 5.000 25,0 2.250 15.000 25,0 6.500Bình

tỷ trọng sữa sản xuất trong nước so với nhu cầu nguyên liệu trong các nhà máy sữa

từ 10% lên 20% đến 40% năm 2010, từ đó giảm dần sữa nguyên liệu phải nhập khẩu

từ nước ngoài Sản lượng sữa các tỉnh MĐNB và TP HCM ngày càng tăng mạnh:MĐNB cho sản lượng từ 8.050 tấn lên 36.000 tấn và đạt 121.500 tấn năm 2010, còn

TP HCM thì từ 44.000 tấn lên 96.600 tấn và 153.600 tấn Trong khi đó, tỷ trọng sảnlượng sữa tại các tỉnh MĐNB theo chiều hướng tăng, còn TP HCM ngày càng giảm

và tới một thời điểm không xa đàn bò sữa và sản lượng sữa MĐNB sẽ ngang bằngvới TP HCM, thậm chí vượt xa TP HCM vì có tiềm năng phát triển khá lớn

Ngoài ra, các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long trong những thời gian gần đâycũng đã tập trung chú ý đầu tư phát triển đàn bò sữa rất mạnh như Cần Thơ, AnGiang, Long An, Đồng Tháp, Tiền Giang, Trà Vinh, …, điển hình là nông trườngSông Hậu (thành phố Cần Thơ) đã thành lập xong trang trại bò sữa lớn nhất vùngvới đàn bò trên 510 con, xây dựng theo tiêu chuẩn Úc Long An cũng có đàn bò

6104 con, Sóc Trăng là 5071, Tiền Giang là 3371 con, các tỉnh khác có từ vài trămcon trở lên Nhiều dự án đầu tư phát triển đàn bò sữa cho vùng ĐBSCL như Long

An đầu tư 52 tỷ đồng, Cần Thơ cũng dành 140 tỷ đồng, Đồng Tháp 95 tỷ đồng,

mang lại nhiều niềm vui cho người nông dân chăn nuôi bò sữa và ngành côngnghiệp chế biến sữa khu vực Miền Nam nói chung, thành phố Hồ Chí Minh nóiriêng Hơn nữa, hệ thống giao thông ĐBSCL đang dần hoàn thiện Cầu Cần Thơthông xe, nối liền toàn tuyến quốc lộ 1A, đoạn đi xuyên vùng ĐBSCL; đường caotốc Trung Lương – TP HCM cũng đã đưa vào sử dụng và không bao lâu nữa nhiềutuyến đường dọc, nằm song song, nối TPHCM với vùng ĐBSCL đang hoàn thiệndần, rồi những trục đường ngang cũng đang định hình Bức tranh giao thông đường

bộ của vùng ĐBSCL đang dần hoàn chỉnh tạo điều kiện thuận lợi cho việc vậnchuyển nguồn nguyên liệu từ các tỉnh ĐBSCL lên TP HCM để sản xuất

Do đó, đặt nhà máy tại thành phố Hồ Chí Minh sẽ không lo thiếu nguồnnguyên liệu phục vụ cho sản xuất (Các số liệu lấy từ Cục Chăn nuôi-2009, CụcNông nghiệp – 2006 và Hội nghị KH-CN-MT các tỉnh MĐNB lần 7: Nghiên cứuphát triển bò sữa – PGS.TS Lê Xuân Cương)

xử lý nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp trong Khu Công Nghiệp thải ra Có nhàmáy và hệ thống cung cấp nước sạch dẫn đến hàng rào các xí nghiệp

Hình 1.4 Khu công nghiệp Tây Bắc – Củ Chi

Thêm nữa, thành phố Hồ Chí Minh rất được chính phủ quan tâm đầu tư pháttriển, xây dựng mạng lưới giao thông hiện đại, thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu,luân chuyển và phân phối sản phẩm khắp nơi trong cả nước và xuất khẩu: sân bayquốc tế, quốc nội; cảng; đại lộ Đông Tây và hệ thống mạng lưới giao thông chằngchịt Đầu tư vào Thành phố Hồ Chí Minh sẽ hưởng được các lợi thế sẵn có như:nguồn lao động, cơ sở vật chất, dịch vụ phát triển và thị trường tiêu thụ rộng lớn, …Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong Vùng kinh tế trong điểm phía Nam là nơi cónhiều lợi thế trên nhiều mặt so với các vùng khác của Việt nam Trong Vùng kinh tếtrong điểm phíaNam, Thành phố Hồ Chí Minh có vai trò trung tâm rất quan trọng vềnhiều mặt Các địa phương trong vùng kinh tế trong điểm phía Nam có vai trò hỗtrợ, bổ sung lẫn nhau để phát triển

Từ những yếu tố trên cho thấy rằng Khu công nghiệp Tây Bắc – Củ Chi, Thànhphố Hồ Chí Minh là nơi lý tưởng để xây dựng nhà máy chế biến sữa

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM VÀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT

2.1 Sản phẩm: [8], [9], [10], [11], [16]

2.1.1 Sữa cô đặc

Sữa cô đặc (condensed milk hay concentrated milk) là nhóm sản phẩm có hàm

lượng chất khô cao và được chế biến từ sữa Năm 1827, Appert có ý tưởng sản xuấtloại sữa này nhưng mãi đến năm 1858 mới thành lập các xưởng sản xuất ở Mỹ, sau

đó năm 1866 mới được thiết lập ở Châu Âu (Thụy Sĩ) Ở pháp bắt đầu áp dụng côngnghệ sản xuất này vào đầu thế kỉ XIX Sữa cô đặc được chia làm hai nhóm chính:

- Sữa cô đặc không đường tiệt trùng: loại này không có bổ sung đườngsaccharose trong quy trình chế biến, thường được gọi tắt là sữa đặc không ngọt(unsweetened condensed milk) Ngoài ra, nó còn có tên gọi khác là “sữa bay hơi”(Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002) Hàm lượng chất khô trong sản phẩmthường dao động trong khoảng 26 – 31% (Lê Văn Việt Mẫn, 2009) Sản phẩm này

có màu nhạt, có mùi thơm tự nhiên, được sử dụng hết sức rộng rãi cho nhiều đốitượng với nhiều mục đích khác nhau Đặc biệt ở những nơi chưa có đủ sữa tươi(Lâm Xuân Thanh, 2003)

- Sữa cô đặc có đường saccharose: loại này có bổ sung đường saccharosetrong quy trình sản xuất

2.1.2 Sữa cô đặc có đường saccharose

Sữa đặc có đường hay còn gọi là sữa đặc ngọt (sweetened condensed milk) làsản phẩm sữa cô đặc (condensed milk hay concentrated milk) được chế biến từ sữatươi và đường kính hoặc từ sữa bột, chất béo sữa và đường kính (TCVN 5539:2002).Tổng hàm lượng chất khô trong sản phẩm thường nằm trong khoảng 73,0 – 74,5%(Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự,2009)

Sữa đặc có đường được sản xuất lần đầu tiên trên thế giới tại New York (Mỹ)năm 1858 bởi G Borden Hiện nay có hai phương pháp để sản xuất sữa đặc cóđường: phương pháp đi từ nguyên liệu là bột sữa (sữa hoàn nguyên) và phương phápdùng trực tiếp sữa bò tươi làm nguyên liệu Tuy nhiên đi từ nguyên liệu sữa bột thìtrước tiên sữa bột phải qua quá trình hoàn nguyên lại sữa hết sức nghiêm ngặt Mặtkhác, sữa bột hiện nay thường phải nhập do đó giá thành cao nên ít sử dụng Thườngchỉ thực hiện phương pháp này khi nguồn sữa tươi nguyên liệu khan hiếm hoặc ở xanhà máy sản xuất

Chất lượng sữa cô đặc được đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 5539:2002 nhưsau:

- Chỉ tiêu cảm quan:

Màu sắc:

 Màu tự nhiên của sữa đặc có đường từ vàng kem nhạt đến vàng kemđậm

 Màu đặc trưng của sản phẩm đối sữa có bổ sung phụ liệu

Mùi,vị: thơm, ngọt đặc trưng của sản phẩm, không có mùi vị lạ

Trạng thái: mịn, đồng nhất, không vón cục, không bị lắng đường

- Chỉ tiêu hóa lý:

Hàm lượng chất khô: 71% khối lượngHàm lượng chất béo: 6,5% khối lượngHàm lượng saccharose: 43% khối lượng

Độ axit:  500TTạp chất không tan trong nước:  5mg/kgHàm lượng kim loại nặng

 Asen: 5mg kg/

 Chì: 5mg kg/

Nấm men và nấm mốc:  10khuẩn lạc/1g sản phẩm.

Sữa đặc có đường saccharose không phải là một sản phẩm vô trùng Sản phẩm

có thể chứa vi sinh vật ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử Do sản phẩm có hoạt

độ của nước khá thấp (aw  0,83) và áp lực thẩm thấu cao nên sự sinh trưởng của visinh vật trong sữa đặc có đường bị ức chế mạnh mẽ

Ngày nay, sữa đặc có đường được sử dụng khá rộng rãi trong ngành côngnghiệp thực phẩm (sản xuất kem, bánh kẹo,…)

- Một số loài vi sinh vật có thể phát triển được trong sữa đặc ngọt, thường gặp

nhất là nhóm vi sinh vật chịu được áp suất thẩm thấu cao như các loài thuộc

giống Torulopsis Khi vi sinh vật phát triển, thành phần hóa học và giá trị

cảm quan của sữa sẽ bị thay đổi mạnh mẽ

- Trong một số trường hợp, độ nhớt của sữa cô đặc ngọt sẽ gia tăng trong quá

trình bảo quản, trạng thái của sữa bị thay đổi, sản phẩm trở nên đặc hơn.Hiện tượng này gọi là đặc hóa theo thời gian (age thickening) Nếu xảy ra ởmức độ lớn, sản phẩm sẽ bị gel hóa Cơ chế của hiện tượng này đến nay chưađược hiểu rõ nhưng nguyên nhân chính là do sự thay đổi cấu hình không giancủa các phân tử protein có trong sữa Để hạn chế hiện tượng này, cần tuân thủnghiêm ngặt các thông số công nghệ trong quy trình sản xuất và sử dụng phụgia với liều lượng thích hợp để ổn định các thành phần protein trong sảnphẩm

2.3 Nguyên liệu sản xuất: [8], [9], [10], [11], [16]

Sữa cô đặc có đường có thể sản xuất từ nguyên liệu chính là sữa tươi hoặc sữatái chế Ngoài ra,người ta còn sử dụng đường saccharose, lactose và một số phụ gia

Để làm giảm giá thành sản phẩm, một số nhà sản xuất còn sử dụng dầu thực vật đểhiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sản phẩm

2.3.1 Sữa bò tươi

Sữa bò tươi là chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so vớinước, có vị đường nhẹ và có mùi ít rõ nét (Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng,

2002) Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số khoáng chất trong sữatạo nên Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng - carotene có trong chấtbéo của sữa Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt Sữa bò có mùi vị rất đặctrưng và vị ngọt nhẹ Độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước (Lê Văn Việt Mẫn, 2010) Thành phần hóa học của sữa bò như sau:

2.3.2 Sữa bột gầy

Sữa bột gầy là loại sữa lấy từ sữa tươi đã ly tâm tách béo và qua các quá trình

cô đặc, sấy phun

Sữa bột gầy thường được các nhà sản xuất sử dụng vì có thời gian bảo quản rấtlâu có thể lên đến 3 năm (so với sữa bột nguyên kem có thời gian bảo quản trungbình chỉ 6 tháng) Ngoài ra, sử dụng phối hợp sữa bột gầy và chất béo khan từ sữa(AMF) sẽ dễ điều chỉnh hàm lượng chất khô, chất béo trong sữa

Thành phần hoá học của sữa bột gầy (% khối lượng):

Màu: màu tự nhiên, từ trắng sữa đến kem nhạt

Mùi, vị: mùi thơm, ngọt dịu, không mùi lạ

Trạng thái: dạng bột, đồng nhất, không vón cục, không có tạp chất

- Chỉ tiêu hóa lý:

Độ ẩm:  5%

Hàm lượng chất béo: 1,5%

Hàm lượng protein:  33%(tính theo hàm lượng chất khô không béo)

Độ axit chuẩn độ:  18(tính theo axit lactic)

Hàm lượng kim loại: Asen 0,05mg kg/

Nấm men và nấm mốc:  10khuẩn lạc/1g sản phẩm

2.3.3 Chất béo khan từ sữa AMF

AMF (anhydrous milk fat) là sản phẩm được chế biến từ cream (thu được khi

ly tâm sữa tươi thành sữa gầy và cream) hoặc bơ, không có sử dụng phụ gia (nhưcác chất để trung hoà acid béo tự do) Hàm lượng chất béo sữa trong AMF tối thiểu

là 99,8% AMF thường được đóng trong thùng phuy 200 lít có nạp khí nitơ để tránhoxy hoá chất béo AMF là chất lỏng ở nhiệt độ trên 360C và đóng rắn ở nhiệt độdưới 160C

AMF được dùng để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa AMF có thểbảo quản ở nhiệt độ 30 – 400C từ 6 – 12 tháng

2.3.4 Đường saccharose

Saccharose là một disaccharide do glucose và fructose tạo thành Việc sử dụngsaccharose trong sản xuất sữa đặc có đường với mục đích chủ yếu là làm tăng áp suấtthẩm thấu trong sản phẩm, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản sữa cô đặc Trong côngnghiệp thực phẩm Việt Nam thường dùng loại đường RE theo tiêu chuẩn TCVN6958:2001

Bảng 2.1 Tiêu chu n Vi t Nam 6958:2001 v đ ng REẩn Việt Nam 6958:2001 về đường RE ệu chính cho Vinamilk ền Đông Nam Bộ và TP HCM ường RE

Chỉ tiêu cảm quan -Màu: trắng ngà, đồng đều

-Mùi: không có mùi lạ-Vị: ngọt, không có vị lạ-Trạng thái: hạt, tương đối đồng đều,không tạp chất, không vón cục

Chỉ tiêu hóa lý -Độ Pol: 99,8

Bảo quản Nơi khô ráo, sạch sẽ, thoáng mát.

Bảng 2.2 Chỉ tiêu hóa lý của đường trắng theo tiêu chuẩn

qu c t qui đ nh b i CACốc tế qui định bởi CAC ế qui định bởi CAC ịnh bởi CAC ởi CAC

0,04

0,1



60

 20

 1

 2

 2



99,50

0,1

0,1

0,1



150

 70

2.3.6 Dầu thực vật

Dầu thực vật là chất béo có giá thành thấp hơn chất béo khan từ sữa Hàmlượng béo trong sữa cô đặc thường dao động trong khoảng 8 - 9% Việc sử dụng dầuthực vật sẽ góp phần làm giảm giá thành sữa cô đặc nhưng có thể ảnh hưởng đếnmột số chỉ tiêu vật lý và cảm quan của sản phẩm nên ít được sử dụng Các chỉ tiêuchất lượng quan trọng của dầu là lượng triglyceride, độ ẩm, chỉ số acid, peroxide vàiodine

Ngoài ra, để ổn định hệ nhũ tương của sản phẩm, các nhà sản xuất còn sửdụng chất nhũ hóa (lecithin), chất hiệu chỉnh độ nhớt (carrageenant) Hàm lượng cácchất ổn định bổ sung vào không quá 0,01% lượng sản phẩm.

Để làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, người ta còn bổ sung các loạivitamin, gồm các vitamin tan trong nước và các vitamin tan trong dầu béo

2.3.8 Nước sản xuất

Nước chiếm tỷ lệ lớn trong sản phẩm Nước được cung cấp từ các nhà máynước ở khu đô thị, nước cấp theo hệ thống đường ống từ các trạm cấp nước tập trungcho 500 người trở lên Nước dùng trong sản xuất, chế biến thực phẩm phải đảm bảotheo Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống theo Quyết định số 1329/2002/QĐ-BYT ngày18/04/2002

Bảng 2.3 Tiêu chu n n c s n xu t theo 1329/2002/Q -BYTẩn Việt Nam 6958:2001 về đường RE ước ản lượng sữa tươi cả nước ấp nguyên liệu chính cho Vinamilk Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi cả nước

mg/lmg/l

mg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/lmg/l

15Không có mùi vị lạ2

6,5 – 8,53001000

0,0120,50,010,530,0012000,0030,22501,55032502

Chương 3

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ĐẶC CÓ ĐƯỜNG

3.1 Quy trình công nghệ: [8], [9], [13]

Hình 3.1 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất sữa đặc có đường saccharose

3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ: [8], [9], [10], [11], [13], [14], [15], [16]

Thanh trùng

Đồng hóa

Cô đặc Chuẩn bị syrup

Làm nguội và cấy mầm tinh thể

Kết tinh lactose

Rót lon

Sản phẩm Dán nhãn

Mầm lactose

Lon vô trùng

Saccharose

- Chỉnh béo (Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự, 2009):

+ Nếu nguyên liệu sữa tươi có hàm lượng béo cao hơn so với yêu cầu sảnphẩm thì tách bớt chất béo ra khỏi nguyên liệu

+ Ngược lại, nếu nguyên liệu sữa tươi có hàm lượng béo thấp hơn so với yêucầu sản phẩm thì bổ sung thêm chất béo ở dạng cream hoặc AMF

- Chỉnh nồng độ chất khô : bổ sung thêm bột sữa gầy

c)Yêu cầu:

- Tỷ lệ hàm lượng béo/hàm lượng chất khô không béo (F/SNF): có nhiều tiêuchuẩn khác nhau được áp dụng,tùy mỗi quốc gia và cơ sở sản xuất mà tỷ lệ này có

thể thay đổi, thường là tỷ lệ S:SNF = 8:18 hay 1:2,25 (Bylund Gosta,1995) Theo

tiêu chuẩn của Hoa Kỳ thì tỷ lệ F:SNF có nguồn gốc từ sữa trong sữa đặc có đường

là 2/5 (Walstra và cộng sự,1999)  Đồ án này sử dụng tỷ lệ F/SNF = 8/20 hay 2/5bằng cách bổ sung thêm AMF và bột gầy vào sữa tươi nguyên liệu

- Nhiệt độ dòng sữa trước khi vào thiết bị ly tâm và bồn trộn được gia nhiệt lên

600C

- Thời gian trộn: 45 phút

d)Thực hiện:

- Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu:

Trong sản xuất, khi tiếp nhận sữa thường phải được kiểm tra một vài chỉ tiêunhất định như: độ chua, độ tươi, mức độ nhiễm khuẩn, hóa chất, hàm lượng chấtkhô Sau đây là bảng chỉ tiêu chung cho sữa tươi nguyên liệu đầu vào:

Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu theo TCVN 7405:2009

Chỉ tiêu cảm quan - Màu: màu đặc trưng của sữa.- Mùi vị: thơm ngọt đặc trưng của sữa tươi, không có mùi

Hình 3.2 Sơ đồ chuẩn hóa sữa tươi 3,9% béo để sản xuất sữa cô đặc 8% béo

Chú thích: gọi x là lượng sữa bột gầy bổ sung, kg

y là lượng AMF bổ sung, kg

- Thành phần nguyên liệu được chuẩn hóa :

Bảng 3.2 Thành ph n c a d ch tr n sau chu n hóaần của dịch trộn sau chuẩn hóa ủa dịch trộn sau chuẩn hóa ịnh bởi CAC ộ và ĐBSCL ẩn Việt Nam 6958:2001 về đường RE

Với thiết bị hiện đại như ngày nay, tiêu chuẩn hóa chất béo và chất khô khôngbéo là hoàn toàn tự động Tuy nhiên, cần thận trọng vì chỉ sai sót nhỏ trong tính toánkhi tiêu chuẩn hóa, sẽ dẫn tới sai sót lớn trong cô đặc

3.2.2 Thanh trùng

a)Mục đích:

Đây là khâu xử lý nhiệt nhằm mục đích:

Gia nhiệt đđđến

16,3kg Bột gầy1,0% beùo94,7% chất khoâ khoâng beùo

5,89kg AMF99,8% beùo

Sữachuẩnhóa

- Tiêu diệt phần lớn các vi sinh vật trong sữa nguyên liệu, đảm bảo an toàn

vi sinh cho người tiêu dùng, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

- Làm vô hoạt các men sinh học, đặc biệt là men lipase và các men oxy hóachất béo Các men này là tác nhân gây cho sữa có mùi vị lạ làm mất giá trị cảm quansản phẩm

- Cải thiện tính ổn định của protein, tạo cấu trúc cho sản phẩm

b)Chế độ thanh trùng: xử lý ở nhiệt độ 820C trong 10 phút để sản phẩm sữa côđặc có độ nhớt cao, sau đó làm nguội dung dịch sữa xuống 700C trước khi đưa vàothiết bị đồng hóa (Bylund Gosta,1995)

c)Thiết bị: Sử dụng thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng với phương pháp gianhiệt trực tiếp

3.2.3 Đồng hóa

a)Mục đích: phân cắt các khối cầu béo và các khối đông tụ whey – protein hìnhthành trong quá trình thanh trùng thành những phân tử có cấu trúc rất nhỏ, đồng nhấtdung dịch sữa tránh hiện tượng tách béo hay đông tụ cục bộ làm tăng độ nhớt chosản phẩm trong quá trình bảo quản, giúp cơ thể con người dễ hấp thu hơn

b)Chế độ đồng hóa:

- Nhiệt độ: 700C

- Áp lực đồng hóa: 40 - 160bar

- Kích thước hạt cầu béo sau đồng hóa < 1m

c)Thiết bị: Sử dụng thiết bị đồng hóa áp lực cao, hai cấp

3.2.4 Cô đặc

a) Mục đích:

Quá trình cô đặc trong sản xuất sữa đặc có đường saccharose có nhiều mụcđích khác nhau:

- Chuyển hóa nguyên liệu sữa tươi thành sữa cô đặc

- Tách nước, làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

- Giảm hoạt độ của nước nên ức chế sự phát triển của các vi sinh vật

b) Yêu cầu:

- Trước khi cô đặc, nguyên liệu được phối trộn với dung dịch syrup saccharose63% sau khi dịch syrup đã được xử lý nhiệt để ức chế vi sinh vật và lọc để tách bỏcác tạp chất

Chuẩn bị syrup: Đường dùng vào chế biến phải tinh khiết, khô, tỷ lệsaccharose phải đạt 99,75%, độ ẩm không quá 0,14% Lượng đường kính cho vàosữa tính bằng:

Trong đó: Gd – là lượng đường cần cho vào, kg;

Gs – lượng sữa nấu 1 mẻ, kg;

Ms , Mtp – hàm lượng chất béo của sữa và của thành phẩm (sữa

cô đặc có đường), %;

Dtp – hàm lượng đường trong thành phẩm, %;

ks , kd – hệ số hao hụt của sữa và của đường;

- Để tránh hiện tượng sữa tiếp xúc với nhiệt độ cao làm sẫm màu sản phẩm, tatiến hành cô đặc trong điều kiện chân không nhằm tạo cho sữa bay hơi ở nhiệt độthấp Sữa được cô đặc tới độ khô 35 – 40% thì cho syrup đường vào Các thông số

cô đặc đạt 1,3g/cm3 thì dừng quá trình cô đặc (Bylund Gosta,1995) Điểm kết thúcđược xác định bằng chiết quang kế để đo hàm lượng chất khô

Bảng 3.3 Hàm lượng chất khô theo hệ số khúc xạ

CK – hàm lượng chất khô trong sữa cô đặc, %

Nguồn: Lâm Xuân Thanh, 2003

c)Thiết bị: Sử dụng hệ thống cô đặc chân không dạng màng rơi Sữa sẽ chảythành một lớp màng mỏng và được hơi nước gia nhiệt gián tiếp thông qua một bềmặt truyền nhiệt Phần hơi thứ sẽ được dẫn vào một bộ phận ngưng tụ để tạo chânkhông trong quá trình cô đặc Các khí không ngưng tụ trong hơi thứ sẽ được bơmchân không hút ra ngoài

3.2.5 Làm nguội và cấy mầm tinh thể

a)Mục đích: chuẩn bị cho quá trình kết tinh

b)Yêu cầu:

- Sau khi sữa cô đặc đạt độ chất khô cần thiết sẽ được làm nguội về nhiệt độ

300C trước khi cấy mầm tinh thể lactose Mầm lactose được bổ sung và khuấy đềurồi được làm lạnh đến 180C Tinh thể đường lactose chuyển từ trạng thái bão hòasang quá bão hòa, độ nhớt sản phẩm tăng từ 3 – 4 lần (Lâm Xuân Thanh, 2003)

- Kích thước mầm tinh thể lactose sử dụng: 1 -2 m

- Hàm lượng tinh thể cần sấp xỉ 0,05% w/w (Lê Văn Việt Mẫn, 2009) TheoBylund Gosta(1995),lượng tinh thể cần bổ sung là 0,1%w/w  Đồ án này bổ sunglượng mầm lactose là 0,1%w/w.

Đường lactose trong dung dịch có hai dạng  và  liên kết với một phân tửnước C12H22O11.H2O Đường lactose khan cũng có hai dạng, chúng có thể chuyểnhóa từ dạng này sang dạng khác Kích thước của đường lactose tạo thành trong sữa

cô đặc có đường rất khác nhau và ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm Kết quảnghiên cứu trong bảng 3.4 cho thấy mối quan hệ đó

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của tinh thể đường lactose đến chất lượng sản phẩm

Lượng tinh thể lactose

trong 1mm 3 sản phẩm Kích thước trung bình của tinh thể, m Chất lượng sản phẩm

b)Yêu cầu :

Ta biết rằng nước trong sữa đặc chỉ có thể giữ được ½ lượng lactose ở dạng hòatan và ½ lượng còn lại được kết lắng dưới dạng tinh thể Nếu lượng lactose dư đượckết lắng tự do thì tinh thể đường sẽ lớn và sản phẩm có hiện tượng “sạn đường”không thích hợp cho tiêu dùng Yêu cầu tinh thể đường lactose trong sản phẩm phải

có kích thước không vượt quá 10 m Nếu đạt yêu cầu này, sữa cô đặc sẽ tồn tạidưới một cấu trúc và một độ bền chắc mong muốn Những tinh thể này vẫn phân tántrong sữa dưới nhiệt độ bảo quản bình thường 15 – 250C và người tiêu dùng sẽkhông cảm nhận được trạng thái hạt của các tinh thể lactose nơi đầu lưỡi Do đó kếttinh sẽ được kết tinh trong các điều kiện sau:

- Làm lạnh nhanh (càng nhanh càng tốt) dịch sữa cô đặc xuống 300C

- Bổ sung mầm tinh thể dưới dạng dịch theo tỷ lệ 0,1% w/w, kết hợp với quátrình khuấy đảo mạnh, liên tục ít nhất 1h trước khi tiến hành rót hộp Dịch lactoseđược bổ sung vào ngay sau khi dịch sữa đã làm nguội xong, bằng cách bơm dịchlactose trộn lẫn với dòng sữa đã làm nguội

- Kết thúc quá trình kết tinh khi đạt các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan

(Bylund Gosta,1995)

c)Thiết bị: Thiết bị kết tinh thường có dạng hình trụ đứng, bên trong có cánhkhuấy, xung quanh thân có lớp vỏ áo để hiệu chỉnh nhiệt độ Do sản phẩm có độnhớt cao,việc chọn công suất thích hợp cho motor cánh khuấy hoạt động tốt là đángquan tâm Sau cùng, sữa sẽ được làm nguội về 180C rồi được bơm qua thiết bị rótsản phẩm

để hạn chế sự tái nhiễm vi sinh vật vào sữa Công đoạn vô trùng bao bì được thựchiện như sau: rửa ở nhiệt độ 80 – 900C trong 38s, qua hơi nóng trong 22s rồi sấykhông khí nóng 1200C trong 1 phút; nắp hộp cũng được tiệt trùng bằng hơi nóng(Lâm Xuân Thanh, 2003) Ngoài ra, các công đoạn rót lon, đóng nắp và thiết bị sửdụng phải thực hiện trong điều kiện vô trùng (kín, tránh sự tiếp xúc giữa sữa vớikhông khí, đồng thời hạn chế không cho không khí lọt vào bên trong bao bì chứa sảnphẩm

c)Thiết bị: sử dụng hệ thống thiết bị rót sản phẩm và đóng nắp liên tục và tựđộng

Chương 4

CÂN BẰNG VẬT CHẤT

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 đ ngường RE

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%

- 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

Tính toán trên 100kg sữa đặc có đường saccharose thành phẩm

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

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

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 đếnthiết 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 chuẩnhóa

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)

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 :

TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ

5.1 Lịch làm việc của phân xưởng

- Năng suất 12400kg sữa đặc/ca, ngày làm việc 3 ca, mỗi ca 2 mẻ, mỗi mẻ6200kg sữa đặc

- Mỗi tháng làm việc trung bình 25 ngày

- Một năm làm việc trung bình 300 ngày

Bảng 5.1 Lượng nguyên liệu tiêu hao cho 1 ngày sản xuất 3 ca

Bảng 5.2 Khối lượng nguyên liệu và bán thành phẩm đi vào các thiết

bị trong quy trình sản xuất tính trong 1 ngày sản xuất

5.2.1 Thiết bị gia nhiệt

- Gia nhiệt sữa tươi nguyên liệu từ 40C lên 600C, thời gian gia nhiệt 15 giây, tổngthời gian gia nhiệt là 15 phút Gia nhiệt 1 ngày 3 ca, mỗi ca 2 mẻ, mỗi mẻ 4 lần gianhiệt

- Lượng sữa vào thiết bị gia nhiệt trong 1 ngày: 47616 lít

- Năng suất sữa tươi cần gia nhiệt cho một lần trộn:

1

47616

793615

 Kích thước vĩ (mm): 1000 x 250 x 0,5 (dài x rộng x dày), vật liệu cấu tạo vĩ

là thép không rỉ AISI316 hoặc 254 SMO

 Bề mặt truyền nhiệt: 0,18m2

 Đường kính ống: 55mm

 Năng suất tối đa cho nung nóng/ làm nguội: 15.000 lít/h

 Áp suất làm việc: 6 bar

 Kích thước thiết bị (mm): 1500 x 520 x 1420 (dài x rộng x cao)

Hình 5.1 Thiết bị gia nhiệt Tetra Plex CD6

Hình 5.2 Dòng chảy của lưu chất trong thiết bị gia nhiệt

Bảng 5.3 L ch làm vi c c a thi t b gia nhi tịnh bởi CAC ệu chính cho Vinamilk ủa dịch trộn sau chuẩn hóa ế qui định bởi CAC ịnh bởi CAC ệu chính cho Vinamilk

Các chi tiết chính của thiết bị gồm:

 Bồn trộn chân không thể tích 3.000 lít, động cơ đặt dướiđáy bồn, có van an toàn, van đổi hướng dòng chảy và vỏ bọc ngoài kếtnối CIP

 Ba bồn trung gian, mỗi bồn có thể tích 6.000 lít, gắn hệthống đường ống nối giữa các bồn với nhau và với bồn trộn chân khôngqua một bơm để tuần hoàn hỗn hợp phối trộn

 Phễu nạp bột sữa gầy

 Bảng điều khiển với các nút nhấn, công tắc chính và tắtkhẩn cấp, khởi động động cơ, van điện từ, báo động.

Các thông số kỹ thuật:

 Công suất tiêu thụ: 21kW

 Áp suất sữa vào bồn trộn: 0,5 bar

 Áp suất sữa ra khỏi bồn trộn: 1,5 bar

Hình 5.4 Sơ đồ thiết bị phối trộn Bảng 5.4 L ch làm vi c c a thi t b ph i tr nịnh bởi CAC ệu chính cho Vinamilk ủa dịch trộn sau chuẩn hóa ế qui định bởi CAC ịnh bởi CAC ốc tế qui định bởi CAC ộ và ĐBSCL

- Tổng thời gian thanh trùng là 45 phút.

- Lượng sữa cần thanh trùng trong một mẻ:

Gtt = 51002,64(3.2) 8500, 44lít = 8755,45kg

- Năng suất thiết bị thanh trùng tối thiểu: 3

51002,64

11333,9245

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị:

Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rấtmỏng, làm bằng thép không rỉ AISI 316L Mỗi tấm bảng có 4 lỗ tại 4 góc và hệthống các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyềnnhiệt Các tấm bảng mỏng được ghép lại với nhau trên bộ khung của thiết bị làmbằng thép đặc không rỉ (solid stainless steel), hình thành nên những hệ thốngđường vào và đường ra cho nguyên liệu và chất tải nhiệt

Chất tải nhiệt là nước nóng Nước nóng và sữa chuyển động ngược chiềunhau trong thiết bị

Các thông số kỹ thuật:

 Năng suất tối đa cho thanh trùng: 12.000 lít/h

 Áp suất làm việc: 10-16 bar

 Kích thước bảng (mm): 750 x 250 x 0,5 (dài x rộng x dày), vật liệu cấutạo bảng là thép không rỉ AISI316L hoặc 254 SMO

 Bề mặt truyền nhiệt: 0,14m2

 Đường kính ống: 60mm

 Kích thước thiết bị (mm): 1500 x 320 x 960 (mm)