Đồ án Thiết kế cơ sở sản xuất sữa tiệt trùng công suất 20 triệu sp/năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM-------------ooOoo------------- GVHD: T.S TRẦN THỊ LAN HƯƠNG NHÓM SINH VIÊN THỰC HiỆN: NHÓM 04 ĐỒ ÁN “THIẾT KẾ CƠ SỞ SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG CÔNG SUẤT 20 TRIỆU SP/NĂM” DANH SÁCH NHÓM 04 Đồ án- Thiết kế cơ sở sản xuất sữa tiệt trùng MỞ ĐẦU Sữa là một trong những loại thực phẩm có chứa tương đối đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết có lợi cho cơ thể con người. Chất đạm trong sữa chủ yếu là các protein được tạo thành từ sự kết hợp các acid amin như: Lysin, valin, lơxin, cystein… Chất béo là nơi dự trữ, sản sinh năng lượng chính cho hoạt động của cơ thể tham gia các quá trình sinh tổng hợp cấu tạo nên cấu trúc tế bào sống. MỞ ĐẦU Chất khoáng cần thiết cho sự phát triển của hệ xương. Các vitamin cần thiết mà cơ thể người không thể tổng hợp được Hiện nay ngành công nghiệp chế biến sữa đang phát triển mạnh trên thế giới đặc biệt là ở các nước phát triển như Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Hà Lan…Ở Việt Nam ngành công nghiệp chế biến sữa còn trẻ, sản lượng sản xuất còn thấp. PHẦN 1: LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CƠ SỞ 1.1 Lựa chọn địa điểm - Khu công nghiệp Nam Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên thuộc xã Trung Thành, xã Thuận Thành, phía Nam Phổ Yên, giáp cảng Đa Phúc, nằm dọc hai bên trục đường Quốc Lộ 3 nối liền Hà Nội với các tỉnh Thái Nguyên, Tuyên Quang, Lạng Sơn, Bắc Cạn và điểm đầu mối đường cao tốc Hà Nội - Thái Nguyên, giáp huyện Sóc Sơn Hà Nội, cách sân bay quốc tế Nội Bài 25 km. Có vị trí địa lý rất thuận lợi. PHẦN 1: LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CƠ SỞ PHẦN 1: LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CƠ SỞ 1.2 Vùng nguyên liệu Nguyên liệu sữa bò tươi được cung cấp bởi hai trang trại Phú Thái và Thái Việt thuộc xã Minh Đức, huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. 1.3 Công nghệ sản xuất Lựa chọn công nghệ tiệt trùng sữa ở nhiệt độ cao. Tính ưu việt của phương pháp này là sản phẩm sữa tiệt trùng giữ được hương vị và chất lượng cao PHẦN 1: LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG CƠ SỞ 1.4 Thị trường tiêu thụ Thị trường tiêu thụ đầu tiên là nơi sản xuất ra sữa - Thái Nguyên. Sau đó là các tỉnh thành phố lớn như Hà Nội,Tuyên Quang, Lạng Sơn, Hồ Chí Minh… và tiếp tục phân bố rộng khắp cả nước. 1.5 Nguồn cung cấp nước 1.6 Nguồn cung cấp điện 1.7 Hệ thống thoát nước 1.8 Xử lý nước thải 1.9 Khả năng cung cấp nguồn nhân lực PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU TRONG SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG 2.1 Nước chế biến Nước là yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất sữa chiếm từ 70-80% thành phần của sữa. Nước dùng để sản xuất sữa đảm bảo các chỉ tiêu vật lý, hóa học, vi sinh vật và các chỉ tiêu cảm quan, không lẫn kim loại nặng, chất hữu cơ hay tạp chất sinh học. 2.2 Sữa bò tươi 2.3 Thành phần hóa học của sữa tươi 2.3.1 Lipit Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Có loại sữa ít béo, khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6 g trong 100 ml sữa. Đối với sữa bò hàm lượng béo khoảng 3,9 %. 2.3 Thành phần hóa học của sữa tươi 2.3.2 Protein Protein trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất, vì nó chứa hầu hết các loại axit amin đặc biệt là axit amin không thay thế. 2.3.3 Đường lactoza Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa, với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn tại chủ yếu ở 2 dạng α và β- Lactoza khi bị thủy phân tạo ra các phần tử đường glucoza và một phần tử đường galactoza. 2.3 Thành phần hóa học của sữa tươi 2.3.4 Các loại muối khoáng Hàm lượng của nó trong sữa khoảng: 9-9,1 (g/l) Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm: Muối clorua, photphat, xitrat, sunphatnatri, bicacbonnat. 2.3.5 Axit hữu cơ Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như: Axit citric, lactic, axetic…Trong đó axit citric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa 2.3 Thành phần hóa học của sữa tươi 2.3.6 Các chất xúc tác sinh học Vitamin: - Nhóm vitamin hòa tan trong chất béo: Vitamin A, D, E, chủ yếu nằm trong thành phần của mỡ sữa. Nhóm vitamin hòa tan trong nước: B, C, PP. Các enzym: Nhóm enzyme thủy phân: Gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza - Nhóm enzyme oxy hóa: Gồm Reductaza, lactoperoxydaza, catalaza 2.3 Thành phần hóa học của sữa tươi 2.3.7 Vi sinh vật trong sữa Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc 2.3.8 Nước Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng của sữa tươi, chiếm 90% thành phần trong sữa. Nước trong sữa gồm nước tự do, nước liên kết 2.4 Đường RETiêu chuẩn đường RE (TCVN 7968:2008) Tiêu chuẩn đường RE (TCVN 7968:2008) 2.5 Chất ổn định Mục đích của việc sử dụng chất ổn định nhằm duy trì trạng thái đồng nhất của dịch sữa trong thời gian dài. 2.6 Bao bì đóng gói sản phẩm Bao bì rót hộp do tập đoàn Tetra Pak cung cấp, được sản xuất từ Ấn Độ và Nhật Bản. Nó là một loại bao bì được thiết kế phức tạp đảm bảo cho việc đóng gói, vận chuyển và bảo quản trong thời gian dài. Bao bì cho sản phẩm sữa phải đảm bảo kín để tránh sự xâm nhập từ bên ngoài cũng như ngăn chặn việc sản phẩm lọt ra ngoài. PHẦN 3: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Quy trình công nghệ 3.3 Thuyết minh quy trình 3.3.1 Sữa tươi nguyên liệu Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm sữa nói chung phải là sữa có chất lượng cao: Cảm quan + Trạng thái đồng nhất, không bị tách bơ, không có tạp chất. + Màu vàng kem nhạt. + Mùi đặc trưng, không có mùi lạ (chất kháng sinh, chất tẩy rửa, thức ăn…). + Hương vị tự nhiên. 3.3.2 Các nguyên liệu khác Nước là nguồn nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất các sản phẩm sữa nói chung. Ngoài ra sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường còn sử dụng đường RE và chất ổn định để duy trì trạng thái đồng nhất của sản phẩm sữa. 3.3.3 Kiểm tra - thu nhận Kiểm tra: Muốn chế biến bất kì sản phẩm sữa nào cũng phải qua công đoạn kiểm tra ban đầu. Thu nhận: Công việc ban đầu này tuy đơn giản nhưng ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm. Chỉ có thể chế biến ra sản phẩm sữa tốt khi nguyên liệu sữa tốt. 3.3.4 Làm lạnh bảo quản - Mục đích: + Làm lạnh hạn chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu. + Hạn chế sự phân hủy chất dinh dưỡng của sữa dưới tác dụng của hệ enzyme có sẵn trong sữa tươi. 3.3.5 Ly tâm tách béo và tiêu chuẩn hóa - Mục đích: + Tách một phần chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu. + Ly tâm làm sạch nhằm loại bỏ triệt để các tạp chất nhỏ nhất, làm tăng chất lượng cho sữa, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm tách béo và tránh hư hỏng cho các máy móc thiết bị. 3.3 Thuyết minh quy trình 3.3.6 Gia nhiệt - Mục đích: + Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa. Giảm độ nhớt của khối sữa và tiêu diệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạp trùng. 3.3.7 Bài khí - Mục đích: Tách khí còn lại trong sữa giúp quá trình đồng hóa đạt hiệu quả cao nhất. 3.3 Thuyết minh quy trình 3.3.8 Đồng hóa - Mục đích: + Làm giảm kích thước cầu mỡ, tăng tốc độ phân tán của sữa. + Ngăn chặn sự phân lớp giữa chất béo và các thành phần khác trong sữa làm cho sữa có trạng thái nhũ tương bền vững. + Giảm quá trình oxy hóa. +Tăng chất lượng của sữa (tăng mức độ phân tán của cream, phân bố lại giữa các pha chất béo và plasma. Thay đổi thành phần và tính chất của protein). 3.3 Thuyết minh quy trình 3.3.9 Thanh trùng - Mục đích: + Tiêu diệt vi sinh vật chịu nhiệt kém, kéo dài thời gian bảo quản cho sữa. 3.3.10 Phối trộn Phối trộn đường, chất ổn định và chất nhũ hóa. - Mục đích: + Tạo cho sản phẩm có độ ngọt thích hợp cho người tiêu dùng. + Tạo trạng thái ổn định cho sữa, tránh phân lớp. + Tăng thời gian bảo quản. 3.3 Thuyết minh quy trình 3.3.11 Lọc - Mục đích: + Lọc những đường và những chất chưa tan trong quá trình phối trộn. 3.3.12 Đồng hóa lần 2 Tương tự đồng hóa lần 1 nhưng ở nhiệt độ 70 – 75 0C. 3.3.13 Tiệt trùng UHT - Mục đích: + Để tiêu diệt tất cả các vi sinh vật cũng như các enzym. Kể cả loại chịu nhiệt có trong sữa. Do đó thời hạn bảo quản và sử dụng sữa ở điều kiện nhiệt độ thường có thể kéo dài tới hơn 6 tháng. 3.3 Thuyết minh quy trình 3.3.14 Bồn chờ rót - Mục đích: Chứa dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót. 3.2.15 Rót và bao gói - Mục đích: Rót vào bao bì thích hợp giúp tạo điều kiện thuận lợi khi sử dụng và vận chuyển sản phẩm. Sữa được rót vào bao bì hộp giấy 180ml trong điều kiện hoàn toàn vô trùng. Sau đó được dán ống hút, in date và xếp hộp carton. 3.3 Thuyết minh quy trình 3.3.16 Sản phẩm - Sản phẩm dạng lỏng, đồng nhất có qua xử lý tiệt trùng. - Không sử dụng chất bảo quản. - Màu trắng ngà, hương thơm đặc trưng của sữa, vị ngọt. - Có pH = 6,4 – 6,8; % khô = 15,8  0,1; % béo = 3,2 PHẦN 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Tính cân bằng vật chất Sản lượng 20 triệu sản phẩm / năm = 3,6 triệu lít/ năm Một năm 365 ngày, số ngày thực tế sản xuất: 315 ngày Số ngày nghỉ lễ tết, bảo dưỡng máy móc: 50 ngày Sản lượng 1 ngày: 1 ngày nhà máy sản xuất 20h, 4h vệ sinh thiết bị Áp dụng công thức: PHẦN 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1.1 Số liệu ban đầu Sữa tươi tiệt trùng: Yêu cầu về thành phẩm + Chất khô của sữa: 12,5% ( không kể sacharoza) + Chất béo: 3,2% + Khối lượng riêng: 1,04 kg/l = 1,04.103 kg/m3 + Dung tích hộp: 180 ml/hộp 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường Lượng nguyên liệu sữa tươi: 11428,57 ( l/ngày) Một ngày nhà máy sản xuất 20h, 4h vệ sinh thiết bị Một ngày chia 3 mẻ Lượng sữa tươi 1 mẻ: 3809,523(l/mẻ) Áp dụng công thức: - Gv là lượng sữa trước khi vào mỗi công đoạn - Gr là lượng sữa sau mỗi công đoạn - gh là lượng sữa tiêu hao ở mỗi công đoạn 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường 12. Lượng sữa trước khi triết rót: Lượng sữa hao hụt ở công đoạn triết rót là 1% 11. Lượng sữa trước khi tiệt trùng: Lượng sữa hao hụt ở công đoạn tiệt trùng là 0,2% 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường 10.Lượng sữa trước khi đồng hóa là Lượng sữa hao hụt ở công đoạn đồng hóa là 0,1% 9.Lượng sữa trước khi lọc Lượng sữa hao hụt ở công đoạn lọc là 0,1% 8.Lượng dịch sữa trước công đoạn trộn là 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường Lượng sữa hao hụt ở công đoạn trộn là 0,1% Lượng sữa chuyển sang kg: 3867,304 x 1,04 = 4021,996 (kg/mẻ) Tính lượng đường cần thêm vào: - Đường có độ tinh khiết 99,9% Theo quy tắc ∆: 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường Lượng đường thất thoát 0,5% ta có lượng đường cần dùng Tính lượng chất ổn định thêm vào: - Lượng chất ổn định thêm vào là 0,065% 0,065% x 4021,996 = 2,614(kg/me) 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường - Khối lượng địch sữa trước khi trộn 4021,996 - 168,6 - 2,614 = 3850,782 (kg/me) - Đổi sang thể tích: 7.Lượng sữa trước công đoạn lưu trữ, gia nhiệt Lượng sữa tiêu hao trong công đoạn này là 0,1% 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường 6. Lượng sữa trước khi thanh trùng Lượng sữa tiêu hao trong công đoạn này là 0,1% 5. Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 1 4. Lượng sữa trước khi bài khí, gia nhiệt 3. Lượng sữa trước khi ly tâm tách béo M = 3721,247 (l/me) lượng sữa tươi không ly tâm tách béo là Y = 3112,376 kg/me Lượng sữa tươi cần ly tâm tách béo là : X= Z + T = 684,722 + 72,998 = 757,72 Lượng cream thu được sau khi ly tâm : T= 72,998 (kg/me) Lượng sữa gầy thu được sau khi ly tâm: Z = 684,097( kg/me) Lượng sữa tươi sau khi tiêu chuẩn hóa về hàm lượng chất béo 3,2% là: Z + Y = 684,097 + 3112,376 = 3796,473(kg/me) Đổi sang thể tích: 3650,45(l/me) 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường 2. Lượng sữa tươi trước khi làm lạnh Lượng sữa trước khi lọc tách khí Tính số hộp cho sản phẩm sữa có đường một mẻ Lượng sữa trong công đoạn rót hộp là: 3848,003 (l/me) Sữa được rót vào hộp có thể tích 180ml. 4.1.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường Vậy số hộp: Trong quá trình rót hộp tỉ lệ hao hụt 1% Số hộp thực tế: Bảng 4.1.2 Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho sữa tươi tiệt trùng có đường Bảng 4.1.2 Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho sữa tươi tiệt trùng có đường 4.1.3 Tính cân bằng vật chất cho sữa tươi tiệt trùng không đường Bảng 4.1.3 Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho sữa tươi tiệt trùng không đường Bảng 4.1.3 Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho sữa tươi tiệt trùng không đường THANK YOU