THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI GỒM HAI DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT: SỮA THANH TRÙNG KHÔNG ĐƯỜNG NĂNG SUẤT 13,6 TRIỆU LÍT SẢN PHẨMNĂM VÀ KEM HỘP SOCOLA NĂNG SUẤT 42 TẤN SẢN PHẨMCATHIẾT KẾ NHÀ MÁY SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI GỒM HAI DÂY CHUYỀN SẢN XUẤ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI GỒM HAI DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT: SỮA THANH TRÙNG KHÔNG ĐƯỜNG NĂNG SUẤT 13,6 TRIỆU LÍT SẢN PHẨMNĂM VÀ KEM HỘP SOCOLA NĂNG SUẤT 42 TẤN SẢN PHẨMCA Người hướng dẫn: TS. MẠC THỊ HÀ THANH Sinh viên thực hiện: ĐINH THỊ NHƯ MAI Số thẻ sinh viên: 107160106 Lớp: 16H2 Đà Nẵng, 122020 Nhận xét của Người hướng dẫn Nhận xét của Người phản biện TÓM TẮT Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tươi thanh trùng không đường năng suất 13,6 triệu lít sản phẩmnăm và kem hộp socola năng suất 42 tấn sản phẩmca” Sinh viên thực hiện: Đinh Thị Như Mai Số thẻ sinh viên: 107160106 Lớp: 16H2 Thuyết minh đề tài thiết kế nhà máy sữa bao gồm các chương sau: Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật: Tìm hiểu sự cần thiết xây dựng nhà máy và chọn thiết địa điểm xây dựng nhà máy, tìm hiểu về đặc điểm thiên nhiên, đặc điểm vùng nguyên liệu, mạng lưới giao thông vận tải, thị trường tiêu thụ, hợp tác hóa và nguồn lực lao động trong nhà máy. Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm: Tìm hiểu về đặc điểm, thành phần hóa học, phương pháp bảo quản, các tính chất và tiêu chuẩn về nguyên liệu, sản phẩm. Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ: Đưa ra cơ sở lựa chọn quy trình công nghệ, lựa chọn quy trình và thuyết minh về quy trình. Chương 4: Tính cân bằng vật chất: Đưa ra kế hoạch sản xuất và tính cân bằng vật chất. Chương 5: Tính và chọn thiết bị Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước: Tính lượng nhiệt, lượng hơi, lượng nước dùng trong sản xuất và sinh hoạt. Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập Tự do Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đinh Thị Như Mai Số thẻ sinh viên: 107160106 Lớp: 16H2 Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ Thực phẩm 1.Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: Sữa tươi thanh trùng không đường năng suất 13,6 triệu lít sản phẩmnăm. Kem hộp socola năng suất 42 tấn sản phẩmca. 2 .Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: Nguyên liệu sữa tươi: Hàm lượng chất khô: 12,5%; hàm lượng chất béo: 3,5% Sản phẩm sữa thanh trùng không đường: Hàm lượng chất khô: 13,2%; hàm lượng chất béo: 3,2% Sản phẩm kem que: Hàm lượng chất khô: 25%; hàm lượng chất béo: 7%; hàm lượng đường saccharose: 12% 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Mục lục Mở đầu Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ Chương 4: Tính cân bằng vật chất Chương 5: Tính và chọn thiết bị Chương 6: Tính cân bằng nhiệt hơi nước Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp Kết luận Tài liệu tham khảo 5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): Bản vẽ số 1: Sơ đồ kỹ thuật quy trình công nghệ (A0) Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0) Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0) Bản vẽ số 4: Sơ đồ đường ống hơi nước (A0) Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (A0) 6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 07092020 8. Ngày hoàn thành đồ án: 12122020 Đà Nẵng, ngày 12 tháng 12 năm 2020 Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Người hướng dẫn TS. Mạc Thị Hà Thanh TS. Mạc Thị Hà Thanh i LỜI NÓI ĐẦU Trong suốt quãng đời sinh viên của mình, được học tập tại trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng là một trong những niềm vui và tự hào đối với tôi. Được trang bị kiến thức, kĩ năng cũng như những hành trang cần thiết sau khi bước ra trường là một điều tôi luôn thấy may mắn khi được học tập tại ngôi trường này.Với sự giúp đỡ, giảng dạy của đội ngũ giảng viên ưu tú, nhiệt huyết cùng với những bạn sinh viên tài năng chăm chỉ đã giúp tôi có những kiến thức, kĩ năng cần thiết cũng như những kỉ niệm đẹp như ngày hôm nay. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và tập thể thầy cô trong khoa Hóa nói riêng – là những người đã giúp tôi có nền tảng kiến thức cũng như những kĩ năng cần thiết cho tương lai sau khi tôi hoàn thành khóa học tại trường. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới cô Mạc Thị Hà Thanh là giảng viên trực tiếp hướng dẫn đồ án tốt nghiệp của tôi. Với sự nhiệt huyết, tận tình cô đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Cuối cùng tôi xin chúc toàn thể quý thầy cô trong khoa Hóa luôn khỏe mạnh và thành công trong sự nghiệp của mình. Đà Nẵng, ngày 12 tháng 12 năm 2020 Sinh viên thực hiện Đinh Thị Như Mai ii CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bài làm đồ án tốt nghiệp này do chính bản thân tôi thực hiện. Tất cả các kết quả tính toán là hoàn toàn trung thực. Mọi thông tin về hình ảnh, số liệu, thiết bị đều được trích dẫn chính xác từ các tài liệu đã được nêu trong mục tài liệu tham khảo Bố cục trình bày bài thuyết minh, bản vẽ và các giấy tờ quy định cũng được thực hiện đúng theo biểu mẫu quy định của nhà trường. Tôi xin chịu trách nhiệm với bài làm đồ án tốt nghiệp của mình. Đà Nẵng, ngày 12 tháng 12 năm 2020 Sinh viên thực hiện Đinh Thị Như Mai iii MỤC LỤC Tóm tắt................................................................................................................................... Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp .................................................................................................... Lời nói đầu............................................................................................................................ i Cam đoan.............................................................................................................................ii Mục lục ...............................................................................................................................iii Danh sách các bảng, hình vẽ ...........................................................................................viii Danh sách các cụm từ viết tắt............................................................................................xii MỞ ĐẦU............................................................................................................................. 1 Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ............................................................. 2 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy .................................................................. 2 1.2. Vị trí xây dựng nhà máy ............................................................................................ 2 1.3. Điều kiện tự nhiên....................................................................................................... 3 1.3.1. Vị trí địa lý, địa hình.................................................................................................. 3 1.3.2. Khí hậu ...................................................................................................................... 3 1.4. Vùng nguyên liệu ........................................................................................................ 3 1.5. Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu.................................................................... 4 1.6. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước............................................................. 4 1.7. Giao thông vận tải....................................................................................................... 5 1.8. Sự hợp tác hóa giữa các nhà máy.............................................................................. 5 1.9. Thị trường tiêu thụ..................................................................................................... 6 1.10. Nguồn nhân công ...................................................................................................... 6 1.11. Kết luận ..................................................................................................................... 6 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ................................ 7 2.1. Tổng quan về nguyên liệu .......................................................................................... 7 2.1.1. Nguyên liệu chính...................................................................................................... 7 2.1.2. Nguyên liệu phụ....................................................................................................... 15 2.2. Tổng quan về sản phẩm ........................................................................................... 21 2.2.1. Sản phẩm sữa thanh trùng không đường ................................................................. 21 2.2.2. Sản phẩm kem hộp socola ....................................................................................... 22 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm từ sữa trên thế giới và tại Việt Nam . 25 iv 2.3.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm từ sữa trên thế giới.................................. 25 2.3.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm từ sữa tại Việt Nam................................. 25 Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ..................... 28 3.1. Chọn phương án thiết kế.......................................................................................... 28 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ ....................................................................................... 30 3.3. Thuyết minh quy trình............................................................................................. 31 3.3.1. Thuyết minh các giai đoạn chung của hai dây chuyền............................................ 31 3.3.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất sữa thanh trùng ................................................. 33 3.3.3. Thuyết minh quy trình sản xuất kem....................................................................... 35 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................................................. 40 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy.............................................................................. 40 4.1.1. Năng suất nhà máy .................................................................................................. 40 4.1.2. Phân tích kế hoạch sản xuất..................................................................................... 40 4.2. Tính cân bằng vật chất............................................................................................. 42 4.2.1. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sữa thanh trùng không đường .................. 42 4.2.2. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất kem hộp socola .......................... 45 4.2.3. Tính chung cho cả 2 dây chuyền ............................................................................. 48 4.3. Tính tỷ trọng sữa qua các công đoạn...................................................................... 49 4.3.1. Tỉ trọng của sữa tươi nguyên liệu............................................................................ 49 4.3.2. Tỷ trọng của sữa trong dây chuyền sản xuất sữa thanh trùng không đường........... 49 4.3.3. Tỷ trọng của hỗn hợp sau khi phối trộn trong dây chuyền sản xuất kem hộp socola ........................................................................................................................................... 49 4.4. Tính số hộp và số thùng cho hoàn thiện sản phẩm................................................ 50 4.4.1. Đối với sữa thanh trùng không đường..................................................................... 50 4.4.2. Đối với kem hộp socola........................................................................................... 50 4.5. Bảng tổng kết ............................................................................................................ 51 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ................................................................... 53 5.1. Các thiết bị sử dụng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy............................. 53 5.2. Chọn và tính toán thiết bị ........................................................................................ 55 5.2.1. Nguyên tắc chọn ...................................................................................................... 55 5.2.2. Cách tính toán thiết bị.............................................................................................. 55 5.2.3. Tính thiết bị cho hai dây chuyền ............................................................................. 58 5.2.4. Tính thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa thanh trùng không đường..................... 61 v 5.2.5. Tính các thiết bị cho dây chuyền sản xuất kem hộp socola .................................... 67 5.3 Các thiết bị khác ........................................................................................................ 77 5.3.1 Bơm .......................................................................................................................... 77 5.3.1.3. Băng tải truyền...................................................................................................... 77 5.3.2. Tính và chọn vít tải, gàu tải..................................................................................... 79 5.4. Tổng kết thiết bị sử dụng ......................................................................................... 79 Chương 6: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT HƠI NƯỚC............................................... 82 6.1. Tính nhiệt .................................................................................................................. 82 6.1.1. Cân bằng nhiệt cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ ............................................................. 82 6.1.2 Tính cân bằng nhiệt ở công đoạn sản xuất sữa thanh trùng không đường ............... 82 6.1.3 Tính cân bằng nhiệt ở công đoạn sản xuất kem hộp ................................................ 85 6.2. Tính hơi ..................................................................................................................... 88 6.2.1. Tính tổng lượng hơi sử dụng ................................................................................... 89 6.3. Tính nhiên liệu .......................................................................................................... 90 6.3.1. Dầu FO (dầu mazut) dùng cho lò hơi...................................................................... 90 6.3.2. Dầu DO (diesel) dùng cho máy phát điện ............................................................... 90 6.3.3. Xăng cho vận tải, dầu nhờn bôi trơn thiết bị........................................................... 90 6.4. Tính nước .................................................................................................................. 90 6.4.1. Cấp nước.................................................................................................................. 90 6.4.2. Thoát nước............................................................................................................... 92 Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC – XÂY DỰNG................................................................ 93 7.1. Sơ đồ tổ chức hành chính......................................................................................... 93 7.2. Chế độ làm việc ......................................................................................................... 93 7.3. Tính nhân lực ............................................................................................................ 94 7.3.1. Nhân lực ở các vị trí quản lý và phục vụ hỗ trợ ...................................................... 94 7.3.2. Nhân lực tại phân xưởng sản xuất ........................................................................... 94 7.4. Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy ..................................................................... 96 7.5. Các công trình trong nhà máy................................................................................. 96 7.5.1. Phân xưởng sản xuất chính...................................................................................... 96 7.5.2. Khu tiếp nhận, xử lý nguyên liệu sữa tươi .............................................................. 97 7.5.3. Kho nguyên vật liệu................................................................................................. 98 7.5.4. Kho thành phẩm..................................................................................................... 100 7.5.5. Gara ô tô ................................................................................................................ 102 vi 7.5.6. Nhà xe.................................................................................................................... 102 7.5.7. Nhà ăn.................................................................................................................... 102 7.5.8. Khu hành chính...................................................................................................... 102 7.5.9. Phòng KCS ............................................................................................................ 103 7.5.10. Phòng bảo vệ ....................................................................................................... 103 7.5.11. Nhà sinh hoạt vệ sinh .......................................................................................... 103 7.5.12. Khu cung cấp và xử lí nước................................................................................. 104 7.5.13. Khu xử lí nước thải.............................................................................................. 105 7.5.14. Trạm biến áp........................................................................................................ 105 7.5.15. Nhà đặt máy phát điện dự phòng......................................................................... 105 7.5.16. Phân xưởng lò hơi................................................................................................ 105 7.5.17. Bãi nhập hàng và xuất hàng................................................................................. 106 7.5.18. Khu đất mở rộng.................................................................................................. 106 7.5.19. Kho chứa nhiên liệu............................................................................................. 106 7.4.20. Kho chứa hóa chất ............................................................................................... 106 7.5.21. Phân xưởng cơ khí............................................................................................... 106 7.5.22. Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa............................................................................... 106 7.5.23. Phân xưởng lạnh.................................................................................................. 106 7.5.24. Giao thông trong nhà máy ................................................................................... 107 7.5.25. Tính các phòng trong phân xưởng sản xuất chính............................................... 107 7.5.26. Bảng tổng kết....................................................................................................... 108 7.6. Tính khu đất xây dựng nhà máy ........................................................................... 109 7.6.1. Diện tích khu đất.................................................................................................... 109 7.6.2. Tính hệ số sử dụng Ksd .......................................................................................... 109 Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM............................................... 110 8.1. Mục đích kiểm tra sản xuất và sản phẩm............................................................. 110 8.2. Kiểm tra nguyên liệu đầu vào................................................................................ 110 8.3. Kiểm tra các công đoạn trong quy trình sản xuất............................................... 112 Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP .............................. 114 9.1. An toàn lao động..................................................................................................... 114 9.1.1. Những nguyên nhân gây ra mất an toàn lao động................................................. 114 9.1.2. Các biện pháp phòng ngừa tai nạn lao động.......................................................... 114 9.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động............................................................ 115 vii 9.2. Vệ sinh công nghiệp................................................................................................ 116 9.2.1. Vệ sinh cá nhân...................................................................................................... 116 9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị...................................................................................... 116 9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp................................................................................................... 116 9.2.4. Xử lý nước thải...................................................................................................... 116 KẾT LUẬN .................................................................................................................... 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 119

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HỘP SOCOLA NĂNG SUẤT 42 TẤN SẢN

Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa

tươi thanh trùng không đường năng suất 13,6 triệu lít sản phẩm/năm và kem hộp socola

năng suất 42 tấn sản phẩm/ca”

Sinh viên thực hiện: Đinh Thị Như Mai

Số thẻ sinh viên: 107160106 Lớp: 16H2

Thuyết minh đề tài thiết kế nhà máy sữa bao gồm các chương sau:

Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật: Tìm hiểu sự cần thiết xây dựng nhà máy và chọn thiết địa điểm xây dựng nhà máy, tìm hiểu về đặc điểm thiên nhiên, đặc điểm vùng nguyên liệu, mạng lưới giao thông vận tải, thị trường tiêu thụ, hợp tác hóa và nguồn lực lao động trong nhà máy

Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm: Tìm hiểu về đặc điểm, thành phần hóa học, phương pháp bảo quản, các tính chất và tiêu chuẩn về nguyên liệu, sản phẩm Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ: Đưa ra cơ sở lựa chọn quy trình công nghệ, lựa chọn quy trình và thuyết minh về quy trình

Chương 4: Tính cân bằng vật chất: Đưa ra kế hoạch sản xuất và tính cân bằng vật chất Chương 5: Tính và chọn thiết bị

Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước: Tính lượng nhiệt, lượng hơi, lượng nước dùng trong sản xuất và sinh hoạt

Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng

Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm

Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Đinh Thị Như Mai Số thẻ sinh viên: 107160106

Lớp: 16H2 Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ Thực phẩm

1.Tên đề tài đồ án:

Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất:

- Sữa tươi thanh trùng không đường năng suất 13,6 triệu lít sản phẩm/năm

- Kem hộp socola năng suất 42 tấn sản phẩm/ca

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

- Nguyên liệu sữa tươi: Hàm lượng chất khô: 12,5%; hàm lượng chất béo: 3,5%

- Sản phẩm sữa thanh trùng không đường: Hàm lượng chất khô: 13,2%; hàm lượng chất béo: 3,2%

- Sản phẩm kem que: Hàm lượng chất khô: 25%; hàm lượng chất béo: 7%; hàm lượng đường saccharose: 12%

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Mục lục

Mở đầu

Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật

Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ

Chương 4: Tính cân bằng vật chất

Chương 5: Tính và chọn thiết bị

Chương 6: Tính cân bằng nhiệt - hơi - nước

Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng

Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm

Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Bản vẽ số 1: Sơ đồ kỹ thuật quy trình công nghệ (A0)

Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)

Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0)

6 Họ tên người hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 07/09/2020

8 Ngày hoàn thành đồ án: 12/12/2020

Đà Nẵng, ngày 12 tháng 12 năm 2020

Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

Người hướng dẫn

Trong suốt quãng đời sinh viên của mình, được học tập tại trường đại học Bách Khoa

Đà Nẵng là một trong những niềm vui và tự hào đối với tôi Được trang bị kiến thức, kĩ năng cũng như những hành trang cần thiết sau khi bước ra trường là một điều tôi luôn thấy may mắn khi được học tập tại ngôi trường này.Với sự giúp đỡ, giảng dạy của đội ngũ giảng viên ưu tú, nhiệt huyết cùng với những bạn sinh viên tài năng chăm chỉ đã giúp tôi

có những kiến thức, kĩ năng cần thiết cũng như những kỉ niệm đẹp như ngày hôm nay Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và tập thể thầy cô trong khoa Hóa nói riêng – là những người đã giúp tôi có nền tảng kiến thức cũng như những kĩ năng cần thiết cho tương lai sau khi tôi hoàn thành khóa học tại trường Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới cô Mạc Thị Hà Thanh là giảng viên trực tiếp hướng dẫn đồ án tốt nghiệp của tôi Với sự nhiệt huyết, tận tình cô đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất Cuối cùng tôi xin chúc toàn thể quý thầy cô trong khoa Hóa luôn khỏe mạnh và thành công trong sự nghiệp của mình

Đà Nẵng, ngày 12 tháng 12 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Đinh Thị Như Mai

Tôi xin cam đoan bài làm đồ án tốt nghiệp này do chính bản thân tôi thực hiện Tất

cả các kết quả tính toán là hoàn toàn trung thực Mọi thông tin về hình ảnh, số liệu, thiết

bị đều được trích dẫn chính xác từ các tài liệu đã được nêu trong mục tài liệu tham khảo

Bố cục trình bày bài thuyết minh, bản vẽ và các giấy tờ quy định cũng được thực hiện đúng theo biểu mẫu quy định của nhà trường Tôi xin chịu trách nhiệm với bài làm

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp

Lời nói đầu i

Cam đoan ii

Mục lục iii

Danh sách các bảng, hình vẽ viii

Danh sách các cụm từ viết tắt xii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy 2

1.2 Vị trí xây dựng nhà máy 2

1.3 Điều kiện tự nhiên 3

1.3.1 Vị trí địa lý, địa hình 3

1.3.2 Khí hậu 3

1.4 Vùng nguyên liệu 3

1.5 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu 4

1.6 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước 4

1.7 Giao thông vận tải 5

1.8 Sự hợp tác hóa giữa các nhà máy 5

1.9 Thị trường tiêu thụ 6

1.10 Nguồn nhân công 6

1.11 Kết luận 6

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 7

2.1 Tổng quan về nguyên liệu 7

2.1.1 Nguyên liệu chính 7

2.1.2 Nguyên liệu phụ 15

2.2 Tổng quan về sản phẩm 21

2.2.1 Sản phẩm sữa thanh trùng không đường 21

2.2.2 Sản phẩm kem hộp socola 22

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm từ sữa trên thế giới và tại Việt Nam 25

2.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm từ sữa tại Việt Nam 25

Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 28

3.1 Chọn phương án thiết kế 28

3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ 30

3.3 Thuyết minh quy trình 31

3.3.1 Thuyết minh các giai đoạn chung của hai dây chuyền 31

3.3.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất sữa thanh trùng 33

3.3.3 Thuyết minh quy trình sản xuất kem 35

Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 40

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 40

4.1.1 Năng suất nhà máy 40

4.1.2 Phân tích kế hoạch sản xuất 40

4.2 Tính cân bằng vật chất 42

4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sữa thanh trùng không đường 42

4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất kem hộp socola 45

4.2.3 Tính chung cho cả 2 dây chuyền 48

4.3 Tính tỷ trọng sữa qua các công đoạn 49

4.3.1 Tỉ trọng của sữa tươi nguyên liệu 49

4.3.2 Tỷ trọng của sữa trong dây chuyền sản xuất sữa thanh trùng không đường 49

4.3.3 Tỷ trọng của hỗn hợp sau khi phối trộn trong dây chuyền sản xuất kem hộp socola 49

4.4 Tính số hộp và số thùng cho hoàn thiện sản phẩm 50

4.4.1 Đối với sữa thanh trùng không đường 50

4.4.2 Đối với kem hộp socola 50

4.5 Bảng tổng kết 51

CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 53

5.1 Các thiết bị sử dụng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy 53

5.2 Chọn và tính toán thiết bị 55

5.2.1 Nguyên tắc chọn 55

5.2.2 Cách tính toán thiết bị 55

5.2.3 Tính thiết bị cho hai dây chuyền 58

5.2.4 Tính thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa thanh trùng không đường 61

5.3 Các thiết bị khác 77

5.3.1 Bơm 77

5.3.1.3 Băng tải truyền 77

5.3.2 Tính và chọn vít tải, gàu tải 79

5.4 Tổng kết thiết bị sử dụng 79

Chương 6: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT - HƠI - NƯỚC 82

6.1 Tính nhiệt 82

6.1.1 Cân bằng nhiệt cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ 82

6.1.2 Tính cân bằng nhiệt ở công đoạn sản xuất sữa thanh trùng không đường 82

6.1.3 Tính cân bằng nhiệt ở công đoạn sản xuất kem hộp 85

6.2 Tính hơi 88

6.2.1 Tính tổng lượng hơi sử dụng 89

6.3 Tính nhiên liệu 90

6.3.1 Dầu FO (dầu mazut) dùng cho lò hơi 90

6.3.2 Dầu DO (diesel) dùng cho máy phát điện 90

6.3.3 Xăng cho vận tải, dầu nhờn bôi trơn thiết bị 90

6.4 Tính nước 90

6.4.1 Cấp nước 90

6.4.2 Thoát nước 92

Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC – XÂY DỰNG 93

7.1 Sơ đồ tổ chức hành chính 93

7.2 Chế độ làm việc 93

7.3 Tính nhân lực 94

7.3.1 Nhân lực ở các vị trí quản lý và phục vụ hỗ trợ 94

7.3.2 Nhân lực tại phân xưởng sản xuất 94

7.4 Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy 96

7.5 Các công trình trong nhà máy 96

7.5.1 Phân xưởng sản xuất chính 96

7.5.2 Khu tiếp nhận, xử lý nguyên liệu sữa tươi 97

7.5.3 Kho nguyên vật liệu 98

7.5.4 Kho thành phẩm 100

7.5.5 Gara ô tô 102

7.5.7 Nhà ăn 102

7.5.8 Khu hành chính 102

7.5.9 Phòng KCS 103

7.5.10 Phòng bảo vệ 103

7.5.11 Nhà sinh hoạt vệ sinh 103

7.5.12 Khu cung cấp và xử lí nước 104

7.5.13 Khu xử lí nước thải 105

7.5.14 Trạm biến áp 105

7.5.15 Nhà đặt máy phát điện dự phòng 105

7.5.16 Phân xưởng lò hơi 105

7.5.17 Bãi nhập hàng và xuất hàng 106

7.5.18 Khu đất mở rộng 106

7.5.19 Kho chứa nhiên liệu 106

7.4.20 Kho chứa hóa chất 106

7.5.21 Phân xưởng cơ khí 106

7.5.22 Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa 106

7.5.23 Phân xưởng lạnh 106

7.5.24 Giao thông trong nhà máy 107

7.5.25 Tính các phòng trong phân xưởng sản xuất chính 107

7.5.26 Bảng tổng kết 108

7.6 Tính khu đất xây dựng nhà máy 109

7.6.1 Diện tích khu đất 109

7.6.2 Tính hệ số sử dụng Ksd 109

Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM 110

8.1 Mục đích kiểm tra sản xuất và sản phẩm 110

8.2 Kiểm tra nguyên liệu đầu vào 110

8.3 Kiểm tra các công đoạn trong quy trình sản xuất 112

Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 114

9.1 An toàn lao động 114

9.1.1 Những nguyên nhân gây ra mất an toàn lao động 114

9.1.2 Các biện pháp phòng ngừa tai nạn lao động 114

9.1.3 Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động 115

9.2.1 Vệ sinh cá nhân 116

9.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị 116

9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp 116

9.2.4 Xử lý nước thải 116

KẾT LUẬN 118

TÀI LIỆU THAM KHẢO 119

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý của sữa tươi 7

Bảng 2.2 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) 8

Bảng 2.3 Thành phần chất béo trong sữa 9

Bảng 2.4 Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa 10

Bảng 2.5 Các chỉ tiêu chất lượng sữa tươi nguyên liệu 14

Bảng 2.6 Các chỉ tiêu chất lượng đường RE 15

Bảng 2.7 Chỉ tiêu chất lượng của E471 17

Bảng 2.8 Các chỉ tiêu chất lượng của sodium alginate theo TCVN 12101-2:2017 18

Bảng 2.9 Một số tiêu chuẩn TCVN 10725:2015 của nguyên liệu bột cacao 19

Bảng 2.10 Các chỉ tiêu chất lượng nước 20

Bảng 2.11 Các chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi thanh trùng 22

Bảng 2.12 Bảng chỉ tiêu chất lượng của kem có hương theo TCVN 7402 : 2004 24

Bảng 4.1 Kế hoạch nhập liệu của nhà máy 40

Bảng 4.2 Kế hoạch sản xuất theo ca của nhà máy 41

Bảng 4.3 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 41

Bảng 4.4 Tỉ lệ hao hụt dây chuyền sản xuất sữa thanh trùng không đường 43

Bảng 4.5 Tỷ lệ hao hụt dây chuyền sản xuất kem hộp 45

Bảng 4.6 Tỉ lệ tiêu hao của các công đoạn chung cho hai dây chuyền 48

Bảng 4.7 Bảng tổng kết cân bằng vật chất 51

Bảng 4.8 Bảng tổng kết nguyên liệu phụ 52

Bảng 4.9 Bảng tổng kết bao bì cho cả hai dây chuyền 52

Bảng 5.1 Bảng dự kiến thiết bị sử dụng trong dây chuyền sản xuất 53

Bảng 5.2 Các thông số kỹ thuật của bồn chứa sữa nguyên liệu 58

Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật của vỏ lọc 59

Bảng 5.4 Thông số kĩ thuật của lưu lượng kế 59

Bảng 5.5 Thông số kĩ thuật của thiết bị gia nhiệt 61

Bảng 5.6 Các thông số của thiết bị phối trộn 62

Bảng 5.7 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí 63

Bảng 5.8 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hoá 64

Bảng 5.10 Thông số kĩ thuật bồn chờ rót vô trùng 65

Bảng 5.11 Thông số kỹ thuật của thiết bị chiết rót, đóng hộp 66

Bảng 5.12 Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng thùng 67

Bảng 5.13 Thông số kĩ thuật của thiết bị nghiền đường 69

Bảng 5.14 Thông số kĩ thuật của thiết bị phối trộn 69

Bảng 5.15 Thông số kĩ thuật của thiết bị gia nhiệt dạng tấm 71

Bảng 5.16 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí 71

Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa 72

Bảng 5.18 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt, thanh trùng, làm nguội 73

Bảng 5.19 Thông số kĩ thuật của thiết bị ủ chín 74

Bảng 5.20 Thông số kỹ thuật của thiết bị lạnh đông sơ bộ 74

Bảng 5.21 Thông số kỹ thuật của thiết bị chiết rót 75

Bảng 5.22 Thông số kỹ thuật của thiết bị lạnh đông cuối 75

Bảng 5.23 Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng thùng 76

Bảng 5.24 Thông số kĩ thuật của bơm li tâm 77

Bảng 5.25 Thông số kĩ thuật của bơm áp lực 77

Bảng 5.26 Bảng tổng kết thiết bị 79

Bảng 5.27 Thiết bị vận chuyển 81

Bảng 6.1 Nhiệt dung riêng của sữa ở 4℃ và 68℃ 83

Bảng 6.2 Nhiệt dung riêng của sữa ở 56℃ và 74℃ 84

Bảng 6.3 Nhiệt dung riêng của sữa ở 4℃ và 74℃ 85

Bảng 6.4 Nhiệt dung riêng của sữa ở 55℃ và 73℃ 86

Bảng 6.5 Nhiệt dung riêng của sữa ở 56℃ và 84℃ 87

Bảng 6.6 Nhiệt dung riêng của sữa ở 5℃ và 84℃ 88

Bảng 6.7 Lượng hơi cần sử dụng cho các thiết bị 89

Bảng 6.8 Thông số kỹ thuật của nồi hơi 89

Bảng 7.1 Các ngày nghỉ trong năm 93

Bảng 7.2 Bảng tổng kết phân phối nhân lực tại vị trí trong nhà xưởng 94

Bảng 7.3 Tổng kết diện tích các công trình 108

Bảng 8.1 Bảng tổng kết kiểm tra nguyên liệu đầu vào 110

Bảng 8.2 Bảng tổng kết kiểm tra trong các giai đoạn của quy trình sản xuất 112

Bảng 8.3 Bảng tổng kết chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm 113

Hình 1.1 Đàn bò sữa Huyện Đơn Dương đang trên đà tăng trưởng 4

Hình 2.1 Sữa bò tươi 7

Hình 2.2 Sự phân bố các cầu béo trong sữa và cấu tạo hạt cầu béo 8

Hình 2.3 Cấu trúc micelle của casein 10

Hình 2.4 Hình ảnh một số sản phẩm sữa thanh trùng không đường 21

Hình 2.5 Một số sản phẩm kem sữa trên thị trường 23

Hình 2.6 Tốc độ tăng trưởng ngành sữa Việt Nam qua các năm 26

Hình 2.7 Các thị trường nhập khẩu sữa và các sản phẩm từ sữa chính của Việt Nam 26

Hình 2.8 Tốc độ tăng trưởng thị phần Kido Foods giai đoạn 2015-2019 27

Hình 3.1 Quy trình công nghệ sữa thanh trùng không đường và kem hộp socola 30

Hình 4.1 Sơ đồ giai đoạn chuẩn hóa, phối trộn sữa thanh trùng không đường 44

Hình 4.2 Sơ đồ giai đoạn chuẩn hóa, phối trộn kem hộp socola 47

Hình 5.1 Cấu tạo thùng 56

Hình 5.2 Mô tả xilo chứa nguyên liệu dạng bột 57

Hình 5.3 Thùng chứa sữa nguyên liệu 58

Hình 5.4 Lõi lọc 59

Hình 5.5 Lưu lượng kế điện tử 59

Hình 5.6 Thiết bị gia nhiệt sơ bộ 61

Hình 5.7 Thiết bị phối trộn chân không 62

Hình 5.8 Thiết bị bài khí chân không 63

Hình 5.9 Thiết bị đồng hoá áp lực cao 64

Hình 5.10 Thiết bị thanh trùng làm nguội 65

Hình 5.11 Bồn chờ rót vô trùng 65

Hình 5.12 Thiết bị chiết rót, đóng hộp vô trùng 66

Hình 5.13 Thiết bị đóng thùng carton 67

Hình 5.14 Thiết bị nghiền đường 69

Hình 5.15 Thiết bị phối trộn sữa 69

Hình 5.16 Thiết bị gia nhiệt dạng tấm 71

Hình 5.17 Thiết bị bài khí chân không 71

Hình 5.18 Thiết bị đồng hoá áp lực cao 72

Hình 5.19 Thiết bị thanh trùng 73

Hình 5.20 Thùng ủ chín 74

Hình 5.22 Thiết bị chiết rót kem 75

Hình 5.23 Thiết bị lạnh đông cuối 76

Hình 5.24 Thiết bị đóng thùng carton 76

Hình 5.25 Máy bơm ly tâm 77

Hình 5.26 Máy bơm áp lực 77

Hình 5.27 Băng tải nhựa 77

Hình 5.28 Băng tải PVC 78

Hình 5.29 Gàu tải đường 79

Hình 6.1 Lò hơi 89

Hình 7.1 Sơ đồ tổ chức hành chính của nhà máy 93

Hình 7.2 Hệ thống tiếp nhận xử lý nguyên liệu 98

VSV : Vi sinh vật

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

BYT : Bộ y tế

RE : Refined Extra

QC : Quality Control

QA : Quality Assurance

MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội là sự gia tăng dân số toàn cầu, đồng nghĩa với chất lượng cuộc sống của người tiêu dùng ngày càng được nâng cao, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm thực phẩm, đặc biệt là sữa, ngày càng lớn Sữa và các sản phẩm từ sữa là một nguồn cung cấp dồi dào chất dinh dưỡng như protein, lipid, canxi giúp cải thiện hiệu quả tình trạng sức khỏe từ trẻ em đến người lớn tuổi Vì vậy ngành công nghiệp chế biến sữa ở Việt Nam đang được chú trọng phát triển mạnh mẽ

Sự tiến bộ không ngừng của khoa học - kỹ thuật đã tạo nên các phương pháp bảo quản

và chế biến hiện đại, góp phần thúc đẩy ngành công nghiệp chế biến sữa trong và ngoài nước phát triển mạnh mẽ Bên cạnh đó, sự kết hợp với xu thế cải thiện sức khỏe và tầm vóc của người tiêu dùng khiến cho nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm sữa luôn giữ mức tăng trưởng cao Theo các nhà chuyên môn đánh giá, tiềm năng phát triển của thị trường sữa tại Việt Nam vẫn còn rất lớn Dựa vào tâm lý của người tiêu dùng, các công ty đã liên tục đổi mới và phát triển sản phẩm sữa không chỉ đảm bảo được chất lượng, giá trị dinh dưỡng, mà còn đa dạng hóa sản phẩm cho phù hợp với từng lứa tuổi, sở thích của người

sử dụng Do đó trên thị trường hiện nay có rất nhiều sản phẩm chế biến từ nguyên liệu sữa tươi với sự đa dạng về hương vị, cấu trúc như: sữa tươi thanh (tiệt) trùng, phô mai, sữa chua, kem…

Với những cơ hội và thách thức ngành công nghiệp sản xuất sữa mang lại cho thị trường tiêu thụ Việt Nam thì việc xây dựng nhiều nhà máy sữa là cần thiết cho việc đáp ứng nhu cầu trong nước, từng bước thay thế các mặt hàng sữa nhập khẩu Ngoài ra, còn đóng góp đáng kể vào nguồn ngân sách nhà nước, tạo việc làm cho người lao động, trở thành mắt xích quan trọng của nền công nghiệp Việt Nam

Hiểu rõ được tầm quan trọng đó, vì vậy đề tài cho đồ án tốt nghiệp đó là: “Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: Sữa thanh trùng không đường năng suất 13,6 triệu lít sản phẩm/ca và kem hộp socola năng suất 42 tấn sản phẩm/ ca”

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy

Sữa là loại thức uống dinh dưỡng phổ biến và được coi là một trong những mặt hàng thiết yếu trong cuộc sống Năm 2019, sản lượng sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm sữa trên toàn cầu đạt hơn 670 triệu tấn (tăng 1,6%/năm) Các khu vực cung cấp sữa trọng điểm là Châu Mỹ, Châu Âu và Châu Úc Những năm gần đây ngành công nghiệp sản xuất, chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa của Việt Nam cũng có sự phát triển năng động, cung cấp đa dạng các loại sản phẩm, đáp ứng nhu cầu trong nước, từng bước thay thế các mặt hàng sữa nhập khẩu và tham gia xuất khẩu Các doanh nghiệp trong ngành đang không ngừng xây dựng, cải tiến, đổi mới nhà máy và thiết bị, ứng dụng công nghệ có trình độ tự động hóa cao ngang tầm khu vực và thế giới nhằm cải thiện chất lượng nguồn sữa cung cấp ra thị trường Dự báo tiêu thụ sữa sẽ tiếp tục tăng trong những năm tới do thu nhập của người dân tăng và sự phát triển của các chuỗi bán hàng hiện đại

Tuy vậy, ngành sữa Việt Nam mới chỉ đáp ứng khoảng 35% nhu cầu tiêu thụ trong nước nên đây vẫn là ngành có nhiều tiềm năng phát triển Hơn nữa, nhu cầu sử dụng sữa bình quân đầu người của Việt Nam vẫn thấp, chỉ đạt 26 lít/người/năm, trong khi Thái Lan

là 35 lít/người/năm, Singapore là 45 lít/người/năm và các nước châu Âu từ 80 ÷ 100 lít/người/năm [1]

Vì vậy trong tương lai ngành sữa vẫn được coi là tiềm năng Việc đầu tư và phát triển các nhà máy chế biến sữa tại Việt Nam vô cùng cần thiết, không những đóng góp đáng kể vào ngân sách nước nhà, mà còn tạo công ăn việc làm ổn định cho người lao động trong nước, góp phần phát triển đất nước

1.2 Vị trí xây dựng nhà máy

Lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa ảnh hưởng đến sự tồn tại của nhà máy, vì thế khi xây dựng cần phải xem xét kỹ lưỡng, đảm bảo các nguyên tắc sau [2]:

- Vị trí đặt nhà máy phải gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ

- Giao thông vận tải thuận lợi

- Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng

- Cấp thoát nước thuận lợi

- Nguồn nhân lực dồi dào

Dựa theo các nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu và khảo sát, tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại cụm công nghiệp Ka Đô tại thôn Nam Hiệp, huyện Đơn Dương, tỉnh Lâm Đồng với diện tích 47,2 ha [3]

1.3 Điều kiện tự nhiên

1.3.1 Vị trí địa lý, địa hình

Lâm Đồng là tỉnh miền núi phía Nam Tây Nguyên có độ cao trung bình từ 800 ÷ 1500

m so với mặt nước biển, với diện tích tự nhiên 9773,54 km²; phía Đông giáp các tỉnh Khánh Hòa và Ninh Thuận, phía Tây Nam giáp tỉnh Đồng Nai, phía Nam giáp tỉnh Bình Thuận, phía Tây giáp tỉnh Bình Phước, phía Bắc giáp tỉnh Đắk Lắk và Đắk Nông

Lâm Đồng nằm trên 3 cao nguyên và là khu vực đầu nguồn của 7 hệ thống sông lớn; nằm gần vùng kinh tế trọng điểm phía Nam – là khu vực năng động, có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao và là thị trường có nhiều tiềm năng lớn Toàn tỉnh có thể chia thành 3 vùng với 5 thế mạnh: phát triển cây công nghiệp dài ngày, lâm nghiệp, khoáng sản, du lịch - dịch vụ và chăn nuôi gia súc

1.3.2 Khí hậu

Đơn Dương có khí hậu chịu ảnh hưởng của khí hậu gió mùa miền Tây Nguyên, chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 1 đến tháng 3 năm sau Nhiệt độ ôn hòa, nhiệt độ trung bình là 21 ÷ 22°C, các hiện tượng thời tiết bất thường ít xảy ra Độ ẩm tương đối trung bình 80%, dao động 71 ÷ 90%, lượng mưa trong năm 1.327 mm Đặc điểm khí hậu rất thuận lợi cho phát triển du lịch nghỉ dưỡng và phát triển các loại cây trồng, vật nuôi có nguồn gốc ôn đới

Hướng gió chính là: Đông–Bắc tốc độ gió trung bình 6,4m/s [3]

1.4 Vùng nguyên liệu

Lâm Đồng là tỉnh đứng đầu khu vực Tây Nguyên và Đông Nam bộ về tổng đàn bò và sản lượng sữa Bò sữa Lâm Đồng được chăn nuôi chủ yếu tại các huyện Đơn Dương, Đức Trọng, Di Linh, Lâm Hà, Bảo Lộc Lâm Đồng đứng thứ 3 sau thành phố Hồ Chí Minh và Nghệ An về sản lượng sữa và đầu bò

Đơn Dương là huyện đi đầu trong phong trào nuôi bò sữa Đến nay, đàn bò sữa của huyện đã chiếm trên 70% tổng đàn bò sữa của Lâm Đồng và huyện chính là vùng nguyên liệu bò sữa lớn nhất tỉnh hiện nay Thống kê của ngành chức năng Đơn Dương cho biết, trong 5 năm qua, số lượng bò sữa trên địa bàn huyện đã tăng 41,5% Cụ thể, trong năm

2015, toàn huyện có 10.612 con, sản lượng sữa bình quân 70 tấn/ngày; đến nay đàn bò

sữa đã tăng lên 15.018 con, trong đó có khoảng 7.508 con đang cho sữa với sản lượng sữa bình quân 160 tấn/ngày [4]

Hiện nay, hầu hết các hộ chăn nuôi tại huyện đã từng bước cơ giới hóa tất cả các khâu trong chăn nuôi Hằng năm người dân đã làm tốt việc tiêm ngừa cho bò; vệ sinh chuồng trại khử trùng tiêu độc định kỳ Hơn nữa huyện đã có đội ngũ thú y cơ sở có kinh nghiệm hoạt động, kịp thời hỗ trợ khi các hộ chăn nuôi cần

Với diện tích chăn nuôi và tổng sản lượng sữa nêu trên, Đơn Dương sẽ là một vùng nguyên liệu ổn định cho nhà máy sản xuất và chế biến sữa

1.5 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu

Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện của cụm công nghiệp Ngoài ra, nhà máy sử dụng thêm các máy phát điện dự phòng nhờ đó hệ thống điện của nhà máy luôn được duy trì và ổn định

Trong nhà máy, hơi được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như đun nóng, thanh trùng, vệ sinh khử trùng máy móc thiết bị Hơi nước phải là hơi bão hòa và được cung cấp bởi lò hơi hoặc hợp tác hóa với các nhà máy khác để mua hơi phục vụ cho sản xuất Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu chính là dầu DO (diesel oil), FO (Fuel oil) và xăng được cung cấp từ các công ty xăng dầu lớn tại địa phương

1.6 Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước

Đối với nhà máy thực phẩm thì nước là vấn đề quan trọng Nước được dùng vào các mục đích khác nhau, dùng gián tiếp hoặc trực tiếp… Sử dụng nước cấp trực tiếp từ nhà máy nước thành phố với công suất 24000 m³/ngày đêm đảm bảo nguồn nước đầu vào cho toàn bộ doanh nghiệp đang hoạt động tại cụm công nghiệp Ka Đô Ngoài ra, có thể sử

Hình 1.1 Đàn bò sữa Huyện Đơn Dương đang trên đà tăng trưởng

dụng nước từ khu cung cấp dự trữ nước của nhà máy Nước được sử dụng phải đảm bảo đạt theo tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 01-1:2018/BYT

Về vấn đề xử lý nước: Nhà máy sẽ có hệ thống xử lý nước thải riêng đạt yêu cầu rồi mới thải ra khu nước thải tập trung của cụm công nghiệp Ka Đô, còn nước ngưng có thể được tái sử dụng lại tùy theo mục đích sử dụng

1.7 Giao thông vận tải

Hàng ngày nhà máy cần vận chuyển khối lượng lớn: nguyên liệu, vật liệu, bao bì, nhiên liệu… kịp thời đảm bảo các hoạt động sản xuất của nhà máy, ngoài ra còn vận chuyển thành phẩm đến nơi tiêu thụ, vì thế cơ sở hạ tầng giao thông vận tải rất quan trọng cho việc xây dựng nhà máy

Các con sông lớn chảy qua địa bàn tỉnh như sông Đa Dâng, sông Đồng Nai, sông La Ngà, sông Đa Nhim, nhưng vì tốc độ chảy khá cao, ngắn và dốc nên không thuận lợi cho giao thông đường thuỷ Mặc khác đối với đường hàng không thì tỉnh có sân bay Liên Khương, với các hãng Vietnam Airlines, Air Mekong và Vietjet Air có các chuyến bay thẳng nối Đà Nẵng, Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh tới Sân bay quốc tế Liên Khương, nằm ở ngoại ô thành phố Đà Lạt

Mặc dù địa hình chủ yếu là đèo, núi, tuy nhiên hệ thống giao thông đường bộ vẫn phân bố đều khắp các vùng trong tỉnh Các tuyến đường Quốc lộ tại Lâm Đồng như Quốc

lộ 20, Quốc lộ 28, Quốc lộ 55, Quốc lộ 27 Khoảng cách di chuyển từ Cụm Công nghiệp

Ka Đô đến Trung tâm Thành phố Đà Lạt 40 Km, Sân bay Liên Khương - Đức Trọng 25

Km, Trung tâm Thành phố HCM 320 Km, Sân bay Tân Sơn Nhất 350 Km, Cảng Sài Gòn

300 Km, Thành phố Nha Trang – Khánh Hoà 170 Km

Chọn tuyến vận chuyển chính là giao thông đường bộ vì những nguyên nhân sau:

- Nhà máy cần vận chuyển khối lượng hàng hóa lớn trong khoảng thời gian ngắn

- Sự thuận tiện tối đa trong những ngày thời tiết xấu

- Tính linh hoạt về mặt thời gian

- Cụm công nghiệp Ka Đô nằm gần thị trường tiêu thụ và nguồn cung cấp nguyên liệu nên khoảng cách khá ngắn

1.8 Sự hợp tác hóa giữa các nhà máy

Nằm trong cụm công nghiệp Ka Đô với nhiều loại hình nhà máy khác nhau nên việc hợp tác hoá giữa các nhà máy như nhà máy bao bì, nhà máy xử lý nước… đem lại thuận lợi lớn về mặt kinh tế, tạo sự phát triển bền vững

Ngoài ra, việc hợp tác hoá giữa nhà máy với các hộ dân trong việc thúc đẩy phát triển quy mô trang trại chăn nuôi bò sữa để đảm bảo được nguồn nguyên liệu sản xuất

1.9 Thị trường tiêu thụ

Thị trường tiêu thụ chủ yếu là khu vực miền Trung – Tây Nguyên như Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Khánh Hòa, Bình Thuận, khu vực Đông Nam Bộ như Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Bình Phước, Vũng Tàu…

1.10 Nguồn nhân công

Hiện nay Lâm Đồng có 1,551 triệu dân sinh sống và làm việc [5] Năm 2018, Lâm Đồng là đơn vị hành chính Việt Nam đông thứ 23 về số dân, chủ yếu là cơ cấu dân số trẻ Trong quý 6 tháng đầu năm 2020, số lượt người lao động đăng ký tìm việc làm qua hệ thống Trung tâm Dịch vụ việc làm là 2.647 lao động [6] Việc sử dụng nguồn nhân lực tại chỗ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí ăn ở, tạo công việc cho dân địa phương Ngoài ra, Lâm Đồng còn có các trường Đại học, Cao đẳng, các trung tâm nghiên cứu trên địa bàn tỉnh phục vụ cho nghiên cứu và sản xuất Tuy nguồn cung lao động chuyên ngành hóa thực phẩm vẫn còn hạn chế nhưng Lâm Đồng cũng là nơi thu hút được nhiều kỹ sư và cử nhân ở các trường đại học từ TP.Đà Nẵng, TP.Hồ Chí Minh… Do đó, nguồn nhân lực cho nhà máy sẽ rất dồi dào không chỉ tại địa phương mà còn có các tỉnh thành khác, từ công nhân cho đến kỹ sư, đảm bảo cho nhà máy vận hành tốt nhất

1.11 Kết luận

Với những điều kiện thuận lợi về vị trí, đặc điểm tự nhiên, vùng nguyên liệu, hợp tác hóa, nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu, nguồn cung cấp nước, thoát nước, giao thông vận tải, nguồn nhân công đã được phân tích như trên, việc xây dựng nhà máy sữa tại cụm công nghiệp Ka Đô, huyện Đơn Dương, tỉnh Lâm Đồng là hoàn toàn phù hợp và có tính thuyết phục

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1 Tổng quan về nguyên liệu

2.1.1 Nguyên liệu chính

2.1.1.1 Giới thiệu về sữa

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn

để nuôi sống vật non Từ xưa, con người đã biết sử dụng sữa của các loại động vật để chế biến thành nhiều loại thực phẩm khác nhau Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung chủ yếu vào ba nguồn nguyên liệu chính đó là sữa bò, sữa dê, sữa cừu Ở Việt Nam, công nghiệp chế biến về sữa bò là chủ yếu

Sữa bò tươi thường có màu trắng đến vàng nhạt, là nguyên liệu chính để sản xuất sữa thanh trùng không đường và kem hộp socola

2.1.1.2 Tính chất vật lý của sữa tươi

Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β – caroten có trong chất béo của sữa Sữa có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ [7]

Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý của sữa tươi [7]

Độ pH của sữa nằm trong khoảng từ 6,5 ÷ 6,7, trung bình là 6,6 xác định ở nhiệt độ 20°C Độ chua của sữa dao động từ 15 ÷ 18°D

Bảng 2.2 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) [7]

Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bình

Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa Trong sữa, nước tồn tại ở hai dạng: nước

tự do và nước liên kết Nước tự do chiếm 96 ÷ 97% tổng lượng nước Còn lại 3 ÷ 4% là nước liên kết

Chất béo sữa (lipid)

Chất béo của sữa tồn tại dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ hoặc các giọt phân tán trong huyết thanh sữa Đường kính của chúng nằm trong khoảng từ 0,1 ÷ 20 µm Kích

Hình 2.2 Sự phân bố các cầu béo trong sữa và cấu tạo hạt cầu béo

thước trung bình là 3 ÷ 4 µm và có khoảng 10 ÷ 15 tỷ hạt cầu béo trong 1 ml sữa [7] Vì thế, sữa được xem như là một hệ nhũ tương dầu trong nước

Bảng 2.3 Thành phần chất béo trong sữa [7]

khối lượng chất béo)

Lipid đơn giản

Vì các hạt chất béo không chỉ là các hạt lớn nhất trong sữa mà còn là hạt nhẹ nhất nên nếu để yên sữa trong một thời gian khi đó trong sữa tồn tại hai pha lòng tách biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipid, pha dưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hòa tan trong sữa như đường lactose, khoáng, protein,…

Các hợp chất chứa nitơ

Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa được thể hiện dưới bảng 2.4

Protein hòa tan

β-lactoglobulin: có dạng hình cầu, các gốc phân cực, không phân cực và các gốc ion hóa được phân bố đều trong phân tử Riêng các gốc ưa béo tập trung ở phần bên trong của cấu trúc hình cầu nên β-lactoglobulin ít tương tác hoặc kết hợp với các phân tử khác

α-lactalbumin: là protein dạng hình cầu, trong mỗi phân tử có chứa một nguyên tử calci, α-lactalbumin là một protein có giá trị dinh dưỡng cao

Peptone-proteose: là sản phẩm thủy phân từ β-casein bởi plasmine

Immunoglobulin: gồm có ba loại là IgG, IgA, IgM trong đó IgG chứa hàm lượng cao nhất

Ngoài ra còn có các loại protein hòa tan khác như Osteopontin, β₂-microglobulin,…

Bảng 2.4 Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa [7]

- Enzyme

95%

75 ÷ 85%

15 ÷ 25%

Các hợp chất chứa nitơ phi protein:

Acid amin tự do, Nucleotide, Ure, Acid uric

5%

Casein

Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa Chúng tồn tại dưới dạng micelle Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm calci, magie, phosphate và citrate)

Hình 2.3 Cấu trúc micelle của casein

Tiểu micelle (submicelle) có dạng hình cầu, có đường kính dao động từ 10 ÷ 15 nm, bao gồm khoảng 10 phân tử casein kết hợp lại Mỗi micelle được cấu tạo bởi 400 ÷ 500 tiểu micelle Thành phần các casein αs, β, và κ trong tiểu micelle có thể thay đổi theo các

tỷ lệ khác nhau Các phân tử αs, β-casein nằm tập trung tại tâm tiểu micelle tạo nên vùng

ưa béo, còn các phân tử κ-casein nằm ở vùng biên Phân tử κ-casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác với αs và β-casein ở vùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài vùng biên micelle

Trong cấu trúc micelle, các tiểu micelle liên kết với nhau nhờ muối phosphate calcium Ca₃(PO₄)₂ và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước Kích thước micelle phụ thuôc vào hàm lượng ion Ca2+ có trong sữa và dao động trong khoảng 0,2 ÷ 0,4 µm Các đầu ưa nước của κ-casein luôn hướng ra ngoài biên nên chính các phân tử κ-casein làm cho micelle hòa tan được trong sữa tươi dưới dạng dung dịch keo và ổn định cấu trúc của micelle trong sữa

Enzyme

Trong sữa có chứa các enzyme thường gặp trong tự nhiên Chúng có mặt trong sữa do tuyến vú tiết ra, hoặc do vi sinh vật có trong sữa tổng hợp nên Sự có mặt của enzyme trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa, làm giảm chất lượng sữa, gây hư hỏng Tuy nhiên, có một số loại enzyme có trong sữa như lactoperoxydase, lysozyme có vai trò kháng khuẩn Chúng tham gia vào việc ổn định chất lượng sữa tươi trong quá trình bảo quản trước khi chế biến

Một số loại ezyme quan trọng trong sữa bò:

+ Peroxydase: enzyme này luôn có trong sữa động vật, do tuyến vú tiết ra Enzyme

này xúc tác phản ứng chuyển hóa oxy từ hydro peroxide (H2O2) sang các chất dễ bị oxy hóa khác Có pH tối thích là 6,8 Enzyme này bị bất hoạt nếu sữa được làm nóng đến 80°C trong vài giây

+ Catalase: enzyme này được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt

cầu béo Xúc tác phản ứng phân hủy hydrogen peroxide thành nước và oxy tự do Sữa tươi từ những con vật khỏe mạnh thường chứa hàm lượng enzyme này rất thấp Sữa nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính catalase rất cao Có pH tối thích khoảng 6,8 ÷ 7,0 Catalase bị vô hoạt ở 75°C trong thời gian 1 phút hoặc bị vô hoạt ở 65 ÷ 68°C sau 30 phút

+ Phosphatase: gồm hai loại là phosphatase kiềm (pH 9 ÷ 10) bị phá hủy hoàn toàn ở

65°C/30 phút hoặc 80°C tức thời Phosphatase acid (pH 4 ÷ 4,3) bị vô hoạt hoàn toàn ở 96°C/>5 phút

+ Lysozyme: pH tối thích là 7,9 Hàm lượng trung bình 130 µg/l

+ Protease: có hai loại là protease acid và protease kiềm, thường liên kết với casein và

+ Vi lượng: Zn, Fe, Cu, Al, Mn,…

Có nhiều loại muối, phổ biến nhất là muối phosphate, clorua, citrate,…

Vitamin

Các vitamin chia làm hai nhóm:

+ Vitamin hòa tan trong nước gồm: B₁, B₂, B₃, B₆, C…

+ Vitamin hòa tan trong chất béo: A, D, E…

Các chất khí của sữa

Chiếm 5 ÷ 6% thể tích sữa: CO₂ (50 ÷ 70%), O₂ (5 ÷ 10%), N₂ (20 ÷ 30%) Tồn tại dưới ba dạng: hòa tan, liên kết, phân tán Khi ở dạng hòa tan hoặc phân tán thường gây ra một số khó khăn trong các quy trình chế biến sữa, do đó sữa tươi thường được qua xử lý bài khí trước khi chế biến

Những hợp chất đó gây độc cho người sử dụng, chúng bị nhiễm vào sữa từ nguồn thức

ăn, từ dụng cụ, thiết bị chứa đựng sữa, từ môi trường hoặc do các vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên

2.1.1.4 Hệ vi sinh vật trong sữa tươi

Nấm men

Các loại nấm men thường gặp: Saccharomyces cerevisae, Kluyveromyces

marxianus… Một số nấm men có thể chuyển hóa đường lactose cho quá trình trao đổi

chất của chúng gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trong quá trình bảo quản sữa Chúng thường bị tiêu diệu ở 75°C trong vòng 10 ÷ 15 giây

+ Vi khuẩn Coliform: Chuyển hóa đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO2, H2 Chúng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa

có mùi khó chịu, bị tiêu diệt ở nhiệt độ 75°C trong khoảng thời gian 20 giây

+ Vi khuẩn sinh tổng hợp acid butyric (Clostridium butyricum và Clostridium

tyrobutyrium): Vi khuẩn Clostridium butyricum chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều

sản phẩm khác nhau như acid butyric, khí CO2, H2… làm thay đổi thành phần hóa học và

giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản Còn vi khuẩn Clostridium

tyrobutyrium chuyển hóa acid lactic thành acid butyric đồng thời sinh tổng hợp nhiều sản

phẩm phụ khác Đa số các bào tử thuộc giống Clostridium khá bền với nhiệt độ Như vậy quá trình thanh trùng sữa không thể tiêu diệt hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt

Vì thế phải dùng các giải pháp khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng các chất kháng khuẩn

để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium

+ Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): Chuyển hóa đường thành acid

propionic, acid acetic, khí CO2 làm hư hỏng chất lượng sữa Hầu hết vi khuẩn propionic

bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75°C trong khoảng thời gian 20 giây

+ Vi khuẩn gây thối: Thường gặp là Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus,… chúng

xúc tác thủy phân protein, chất béo làm cho sữa có mùi khó chịu, đông tụ sữa

Ngoài ra còn có các vi khuẩn sinh độc tố, các vi khuẩn này khi nhiễm vào sữa sẽ làm thay đổi thành phần hóa học của sữa, từ đó giá trị cảm quan của sữa sẽ bị giảm đi

2.1.1.5 Các chỉ tiêu chất lượng sữa tươi

Các chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu tuân theo TCVN 7405 : 2018 do Ban

kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/F12 Sữa và sản phẩm sữa biên soạn [8]

Bảng 2.5 Các chỉ tiêu chất lượng sữa tươi nguyên liệu [8]

Chỉ tiêu cảm

quan

- Màu sắc: màu trắng đến màu kem nhạt

- Mùi, vị: đặc trưng của sữa tươi tự nhiên, không có mùi, vị lạ

- Trạng thái: dịch thể đồng nhất

- Tạp chất: không được có các tạp chất lạ nhìn thấy bằng mắt thường

Chỉ tiêu hóa lý - Hàm lượng chất khô, % khối lượng không nhỏ hơn: 11,5

- Hàm lượng chất béo, % khối lượng không nhỏ hơn: 3,2

- Hàm lượng protein, % khối lượng không nhỏ hơn: 2,8

- Tỷ trọng của sữa ở 20 °C, g/ml không nhỏ hơn: 1,026

- Độ axit chuẩn độ, °T: 16 ÷ 21

- Điểm đóng băng, °C: -0,50 ÷ -0,58

Chỉ tiêu vi sinh - Số lượng vi sinh vật hiếu khí tổng số đếm được tại 30°C, số

khuẩn lạc/1 ml sản phẩm, không lớn hơn: 3 ×106

- Số lượng tế bào Soma, số khuẩn lạc/1 ml sản phẩm, không

lớn hơn: 106

Các chỉ tiêu khác - Kim loại: Hàm lượng chì, không lớn hơn: 0,02 mg/kg

- Độc tố: Độc tố Aflatoxin M₁: không được lớn hơn 0,5 µg/kg

2.1.1.6 Vận chuyển và bảo quản sữa trước khi chế biến

Vận chuyển sữa

Do sữa chứa nhiều chất dinh dưỡng, hệ vi sinh vật sẽ sinh trưởng nhanh chóng tạo ra nhiều sản phẩm trao đổi chất làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm quan của sữa Vì thế, cần cận chuyển về nhà máy và đưa vào chế biến trong khoảng thời gian càng ngắn càng tốt

+ Nếu thu mua sữa từ các trang trại bò với quy mô lớn, thường có hệ thống vắt và làm lạnh sữa tự động, sữa từ các bồn chứa sẽ được bơm lên xe bồn chuyên dụng rồi vận chuyển về nhà máy

+ Nếu thu mua từ các hộ gia đình sử dụng phương pháp vắt thủ công, người ta đựng sữa trong các bình chứa không có bộ phận làm lạnh riêng, sẽ được gom về trạm thu mua Các trạm thu mua sẽ được trang bị đầy đủ hệ thống kiểm tra, lọc, làm lạnh sữa rồi đựng trong các bồn chứa tạm và vận chuyển về nhà máy

Bảo quản sữa

Sau khi vận chuyển sữa về nhà máy, tiến hành kiểm tra, lọc, định lượng sữa rồi cho vào các silo tank chứa, bảo quản sữa ở nhiệt độ dưới 4°C không quá 48 giờ Ngoài ra, hàm lượng vi sinh vật trong sữa được khống chế ở mức giá trị càng thấp càng tốt Hạn chế những va chạm cơ học mạnh và sự tiếp xúc ánh sáng mặt trời với sữa, có thể tiến hành xử

lý sữa trước khi chế biến bằng các phương pháp như lọc màng, bài khí, ly tâm, xử lý nhiệt

ở 71°C/15 giây

2.1.2 Nguyên liệu phụ

2.1.2.1 Đường tinh luyện (RE)

Đường RE hay còn được gọi là đường tinh luyện là đường saccharose được tinh chế

và kết tinh Đường tinh luyện được sản xuất từ đường thô hoặc trực tiếp từ cây mía

Bảng 2.6 Các chỉ tiêu chất lượng đường RE [9]

Các yêu cầu vận chuyển và bảo quản

- Vận chuyển: Phương tiện vận chuyển phải khô, sạch, tránh được mưa, nắng và không ảnh hưởng đến chất lượng của đường trong quá trình vận chuyển Không được vận chuyển đường với các loại hóa chất có thể ảnh hưởng đến chất lượng của đường và ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng Khi bốc dỡ phải nhẹ nhàng để tránh vỡ bao và ảnh hưởng đến chất lượng của đường

- Bảo quản: Đường phải bảo quản ở nơi khô ráo, sạch sẽ, tránh được mưa nắng, cách

xa các nguồn ô nhiễm

2.1.2.2 Chất nhũ hóa

Chất nhũ hóa là những chất hỗ trợ quá trình nhũ hóa bằng cách giảm sức căng bề mặt giữa các pha trong hệ, từ đó duy trì sự ổn định cấu trúc của hệ nhũ tương Trong cấu trúc phân tử của chất nhũ hóa có cả phần háo nước và phần háo béo [10]

Các chất nhũ hóa được sử dụng trong sản xuất kem có nhiều loại khác nhau như lòng

đỏ trứng, các este sorbitan của acid béo,… Được sử dụng nhiều nhất là monoglyceride và diglyceride của acid béo (E471) do chúng cho hiệu quả cao, chi phí rẻ Liều lượng sử dụng thông thường là 0,2-0,3% tổng sản phẩm, thường có nguồn gốc từ chất béo thực vật

khí của kem Các chất nhũ hóa làm tăng khả năng tạo bọt, tăng khả năng định hình của kem khi làm lạnh, tạo độ cứng nhất định cho cream [10]

Chỉ tiêu chất lượng của E471

Các chỉ tiêu chất lượng của E471 theo TCVN 11517:2016 [11] được thể hiện trong bảng 2.7

Bảng 2.7 Chỉ tiêu chất lượng của E471 [11]

Các yêu cầu trong vận chuyển, bảo quản

E471 được đóng trong các bao kín, mỗi bao 25 kg Bao đựng phải sạch, không có mùi

vị lạ và không ảnh hưởng đến chất lượng Phương tiện vận chuyển phải khô, sạch, tránh được mưa, nắng Bảo quản ở nhiệt độ thường trong môi trường khô ráo, thoáng khí

2.1.2.3 Chất ổn định

Mục đích: duy trì sự phân tán của hai hay nhiều thành phần nhằm tạo nên sự đồng nhất

cho sản phẩm Một số chất ổn định còn có tác dụng tạo gel, làm bền và làm ổn định cấu trúc của các loại thực phẩm

Đặc tính

Sodium alginate (INS 401) có chiết xuất từ thực vật (tảo bẹ nâu) Nó hòa tan trong nước lạnh nhưng hydrat tốt nhất ở nhiệt độ từ 68÷71°C Chất này giữ cho các tinh thể băng luôn ở kích thước nhỏ, tạo cấu trúc kem mịn [12]

Mục đích sử dụng

- Ngăn cản và hạn chế sự tạo thành tinh thể đá trong suốt quá trình đông, ức chế hoàn toàn

sự tạo thành tinh thể của lactose, nhũ hóa các cầu béo, tạo ra độ nhớt cao, tạo ra gel có khả năng giữ nước tốt làm cho kem không bị tan chảy [13]

- Khi cho chất ổn định vào nước, chúng có thể liên kết với một số lượng lớn các phân tử nước và làm giảm số phân tử nước ở dạng tự do Các chất ổn định sẽ tạo ra mạng lưới không gian trong hỗn hợp nguyên liệu để hạn chế sự chuyển động tự do của các phân tử

nước Nhờ đó trong quá trình lạnh đông hỗn hợp nguyên liệu sản xuất kem, các tinh thể

đá xuất hiện sẽ có kích thước nhỏ, kem trở nên đồng nhất Chất ổn định còn có chức năng hạn chế sự lớn lên của tinh thể đá trong kem thành phẩm khi có sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình bảo quản sản phẩm

- Chất ổn định dùng trong sản xuất kem như tinh bột, carrageenan, sodium alginate, agar, guar gum, xathan gum… So với các loại phụ gia đã nêu thì sodium alginate được chọn làm chất ổn định trong kem vì nó có nhiều ưu điểm hơn [14]

Các chỉ tiêu chất lượng sodium alginate của theo TCVN 12101-2:2017 gồm các chỉ tiêu hóa – lý, chỉ tiêu vi sinh được thể hiện trong bảng 2.8

Bảng 2.8 Các chỉ tiêu chất lượng của sodium alginate theo TCVN 12101-2:2017 [14]

Chỉ tiêu hóa – lý

Hàm lượng natri alginate, % khối lượng tính theo chất khô Từ 90,8 đến 106,0 (a)

Hao hụt khối lượng sau khi sấy, % khối lượng, không lớn

hơn

15

Hàm lượng các chất không tan trong nước, % khối lượng

tính theo chất khô, không lớn hơn

2

(a): Tương ứng với lượng cacbon dioxit sinh ra từ 18,0 đến 21,0 % khối lượng tính theo chất khô

Chỉ tiêu vi sinh vật

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/g, không lớn hơn 5 x 103

Tổng số nấm men và nấm mốc, CFU/g, không lớn hơn 5 x 102

Các yêu cầu trong vận chuyển, bảo quản

INS 401 được đóng trong các bao kín, mỗi bao 25 kg Phương tiện vận chuyển phải khô, sạch Bảo quản ở nhiệt độ thường trong môi trường khô ráo, thoáng khí

2.1.2.4 Bột cacao

Bột ca cao có màu nâu sẫm, mùi thơm và vị đắng, được sản xuất từ hạt của quả ca cao nghiền mịn Các loại bột cacao sử dụng cho kem có hương vị socola thường được sử dụng

với tỉ lệ từ 2% - 6%, nhưng thường là 2% - 4% Các loại bột cacao thường có hàm lượng chất béo từ 10 - 12% hoặc từ 20 – 22%

Sử dụng bột cacao có chất tạo ngọt đã tách một phần chất béo (hàm lượng bơ cacao tính theo chất khô > 10% và < 20% (khối lượng)) để sản xuất kem

Bảng 2.9 Một số tiêu chuẩn TCVN 10725:2015 của nguyên liệu bột cacao [15]

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

- Màu sắc: Màu nâu

- Mùi : Mùi đặc trưng của cacao, không có mùi lạ

- Vị: Vị lạt đặc trưng của sữa không béo, không bị đắng hay có vị lạ

- Trạng thái : Bột đồng nhất, không có tạp chất lạ lẫn vào

- Độ mịn: tối thiểu 99,8% qua sàng

Cách yêu cầu trong vận chuyển, bảo quản

Bột cacao được đóng trong các bao kín, mỗi bao 25 kg Phương tiện vận chuyển phải khô, sạch, tránh được mưa, nắng Bảo quản ở nhiệt độ thường trong môi trường khô ráo, thoáng khí

2.1.2.5 Nước

Mục đích sử dụng

- Phối trộn nguyên liệu để sản xuất

- Vệ sinh các dụng cụ và các thiết bị sản xuất sữa sau mỗi mẻ sản xuất

- Trao đổi nhiệt để góp phần nâng nhiệt và hạ nhiệt sản phẩm sữa trong quá trình sản xuất

- Phục vụ cho hoạt động sinh hoạt trong nhà máy

Yêu cầu chất lượng nước

Nước sử dụng phải thỏa mãn yêu cầu về chất lượng nước dùng để chế biến thực phẩm theo QCVN 01 : 2009/BYT [16]

Bảng 2.10 Các chỉ tiêu chất lượng nước [16]

Màu sắc, TCU Mùi vị

Độ đục, NTU Tổng chất rắn hòa tan, mg/l

Độ pH

Độ cứng, tính theo CaCO3, mg/l Hàm lượng nitrat, mg/l Hàm lượng nitrit, mg/l Hàm lượng clorua, mg/l Hàm lượng đồng tổng số, mg/l Hàm lượng nhôm, mg/l

15 Không có mùi vị lạ

2

1000 6,5 ÷ 8,5

2.1.2.7 Hương socola

Được chiết xuất từ những thành phần tự nhiên của hạt cacao, có hương vị tự nhiên, mùi thơm lâu và chịu nhiệt tốt Hương socola được sử dụng trong sản xuất kem hộp nhằm tăng hương vị, cấu trúc, đồng thời làm đa dạng hóa các sản phẩm kem đông lạnh

- Trạng thái: dạng bột màu trắng tan hoàn toàn trong nước

- Bảo quản hương socola: bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh sáng mặt trời trực tiếp, nhiệt độ phòng 25°C

Hình 2.4 Hình ảnh một số sản phẩm sữa thanh trùng không đường

2.2 Tổng quan về sản phẩm

2.2.1 Sản phẩm sữa thanh trùng không đường

2.2.1.1 Giới thiệu về sữa thanh trùng không đường

Sữa thanh trùng là một trong những sản phẩm chế biến từ sữa có quy trình công nghệ sản xuất đơn giản nhất Sữa tươi không đường là loại sữa tươi không thêm đường trong quá trình chế biến Sữa tươi không đường chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng giống như sữa tươi nguyên chất, bao gồm: Cacbonhydrat, protein, chất béo, chất đạm, vitamin A, vitamin D, vitamin B6, B12, kali, canxi, magie, photpho

Phân loại sữa thanh trùng

Có rất nhiều loại sữa thanh trùng, dựa vào hàm lượng chất béo:

- Sữa gầy: là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi đã tách bớt một phần chất béo, hàm lượng chất béo khoảng 1,5%

- Sữa nguyên: là sản phẩm chế biến từ sữa tươi không tách béo, hàm lượng chất béo khoảng 3 ÷ 3,5%

- Sữa có hàm lượng chất béo giảm: 2% chất béo

- Sữa có hàm lượng chất béo thấp: 1% chất béo

Dựa vào hương liệu sử dụng: sữa thanh trùng hương vanille, hương cam, nho…

2.2.1.2 Lợi ích của sữa thanh trùng không đường

Sữa tươi thanh trùng không đường có nhiều tác dụng tốt đối với sức khỏe như:

- Giúp xương, răng, tóc chắc khỏe

- Xây dựng cơ bắp, cung cấp năng lượng cho cơ thể

- Giảm căng thẳng mệt mỏi

- Rất phù hợp đối với các bà mẹ mang thai không lo tăng cân, giúp cho trẻ phát triển chiều cao

- Có tác dụng làm đẹp da

- Ngoài ra, sản phẩm còn phù hợp với những người ăn kiêng, giảm cân

2.2.1.3 Các chỉ tiêu chất lượng của sữa thanh trùng

Các chỉ tiêu chất lượng của sữa thanh trùng theo TCVN 5860 : 2007 [17]

Bảng 2.11 Các chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi thanh trùng 17]

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Chỉ tiêu cảm

quan

- Màu sắc: Màu đặc trưng của sữa

- Mùi, vị: Đặc trưng của sữa, không có mùi, vị lạ

- Trạng thái: Dịch thể đồng nhất, không có tạp chất lạ có thể nhìn thấy được

Chỉ tiêu hóa lý

- Hàm lượng chất khô, %, không nhỏ hơn: 11,5

- Hàm lượng chất béo, %, không nhỏ hơn: 3,2

- Tỷ trọng sữa ở 20 °C: 1,026 ÷ 1,033

- Độ axit chuẩn độ, %, tính theo axit lactic: 0,13 ÷ 0,16

- Điểm đóng băng: - 0,51 ÷ - 0,58

Chỉ tiêu vi sinh

- Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc/1 ml sản phẩm: ≤ 104

- Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm ≤ 10

- E.coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm: 0

- Salmonella, số vi khuẩn trong 25 ml sản phẩm: 0

2.2.1.4 Vận chuyển và bảo quản

Sữa tươi thanh trùng được vận chuyển trong xe lạnh chuyên dùng cho thực phẩm, đảm bảo chất lượng và an toàn vệ sinh cho sản phẩm Sản phẩm bảo quản ở nhiệt độ 2 ÷ 4°C,

7 ÷ 10 ngày, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng tự nhiên và nhân tạo

2.2.2 Sản phẩm kem hộp socola

2.2.2.1 Giới thiệu chung

Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, kem thực phẩm là sản phẩm thu được từ việc làm đông lạnh hỗn hợp đã thanh trùng của chất béo và protein có bổ sung thành phần khác, hoặc từ hỗn hợp của nước, đường và các thành phần khác và được bảo quản ở trạng thái đông lạnh hoặc đông lạnh một phần Kem thực phẩm được chia thành 6 nhóm [18], trong

đó kem sữa là một sản phẩm từ sữa Kem sữa (dairy ice cream) là kem thực phẩm có chứa

ít nhất 5% thành phần là chất béo sữa và không bổ sung thêm chất béo hay protein khác ngoài chất béo, protein của sữa Một trong những đặc tính quan trọng của kem cần chú ý

đó là nó dễ bị tan chảy Nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bảo quản thì lớp kem bề mặt của sản phẩm dễ bị tan chảy ra, từ đó làm biến dạng sản phẩm và ảnh hưởng đến cấu trúc