da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

66
Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan SVTH: Thị Thảo Vi Trang 1 Thiết kế nhà máy MỞ ĐẦU Sữa một loại thực phẩm giá trị dinh dưỡng cao. Sau sữa mẹ, sữa đầy đủ các chất dinh dưỡng như protein, glucid, lipid, chất khoáng, vitamin,… với một tỉ lệ thích hợp, đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của con người. Ngày nay, công nghệ chế biến sữa đã phát triển mạnh mẽ, cho ra đời những sản phẩm sữa rất đa dạng. Từ nguyên liệu sữa người ta thể sản xuất ra hàng loạt các thức uống như sữa tiệt trùng, sữa bột, sữa đặc, fomat…và cũng nguyên liệu cho một số ngành sản xuất bánh, kẹo, …. Nước ta vị trí địa thuận lợi, khí hậu nhiệt đới gió mùa. Đây những điều kiện rất tốt cho việc chăn nuôi gia súc đặc biệt chăn nuôi sữa. Về mặt thị trường, các sản phẩm sữa trên thị trường Việt Nam hiện nay rất đa dạng, nhu cầu tiêu dùng trong nhân dân ngày càng cao. Tuy nhiên, ngành chế biến sữa nước ta còn non trẻ, việc chăn nuôi chưa đồng bộ, sản lượng sữa chế biến trong nước đi từ sữa tươi chưa nhiều. Trong khi đó, nhu cầu thị trường ngày càng cao, các sản phẩm sữa ngoại nhập đang chiếm một thị phần lớn. Từ thực tế trên, Nhà Nước các ngành liên quan cần sự đầu thích

Upload: thutaho163

Post on 30-Jun-2015

492 views

Category:

Design


0 download

DESCRIPTION

thiet ke nha may sua dac co duong

TRANSCRIPT

Page 1: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 1 Thiết kế nhà máy sữa

MỞ ĐẦUSữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Sau sữa mẹ, sữa bò có

đầy đủ các chất dinh dưỡng như protein, glucid, lipid, chất khoáng, vitamin,… với một

tỉ lệ thích hợp, đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng của con người.

Ngày nay, công nghệ chế biến sữa đã phát triển mạnh mẽ, cho ra đời những

sản phẩm sữa rất đa dạng. Từ nguyên liệu sữa người ta có thể sản xuất ra hàng loạt các

thức uống như sữa tiệt trùng, sữa bột, sữa cô đặc, fomat…và cũng là nguyên liệu cho

một số ngành sản xuất bánh, kẹo, ….

Nước ta có vị trí địa lý thuận lợi, khí hậu nhiệt đới gió mùa. Đây là những điều

kiện rất tốt cho việc chăn nuôi gia súc mà đặc biệt là chăn nuôi bò sữa. Về

mặt thị trường, các sản phẩm sữa trên thị trường Việt Nam hiện nay là rất đa dạng,

nhu cầu tiêu dùng trong nhân dân ngày càng cao. Tuy nhiên, ngành chế biến sữa

nước ta còn non trẻ, việc chăn nuôi chưa đồng bộ, sản lượng sữa chế biến trong nước

đi từ sữa tươi chưa nhiều. Trong khi đó, nhu cầu thị trường ngày càng cao, các sản

phẩm sữa ngoại nhập đang chiếm một thị phần lớn. Từ thực tế trên, Nhà Nước và các

ngành liên quan cần có sự đầu tư thích đáng để phát triển tiềm năng từ công nghiệp

sữa.

Trong giới hạn của đề tài, em chỉ thiết kế nhà máy sản xuất sữa cô

đặc có đường hiện đại đi từ nguyên liệu sữa tươi. Sữa cô đặc có đường là một trong

những sản phẩm ra đời từ rất sớm trong ngành chế biến sữa. Do có hàm lượng đường

cao nên dễ bảo quản, dễ vận chuyển, là một nguồn dinh dưỡng thuận tiện, đồng thời

đây cũng là

một trong những nguyên liệu cho một số ngành khác.

Page 2: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 2 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

Chương I. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU

1.1 Nguyên liệu sản xuất chính & phụ:

1.1.1 Nguyên liệu chính:

Nguyên liệu chính của nhà máy đi từ sữa bò tươi. Sữa là một chất lỏng sinh lý

được tiết ra từ tuyến vú của bò. Yêu cầu về sữa nguyên liệu trong sản xuất sữa cô đặc:

- Sữa sử dụng trong sản xuất sữa cô đặc phải đạt các chỉ tiêu về cảm quan, hoá

lý và vi sinh tương tự như trong công nghệ sản xuất các sản phẩm khác từ sữa.

- Hàm lượng các tế bào sinh dưỡng chịu nhiệt và các bào tử vi khuẩn trong

nguyên liệu càng thấp càng tốt.

Quá trình cô đặc sữa thường được thực hiện trong điều kiện chân

không ở nhiệt độ 65÷700C. Trong khoảng nhiệt độ này, các tế bào VSV chịu nhiệt

không bị tiêu diệt, chúng có thể vẫn tiếp tục trao đổi chất với môi trường. Hơn nữa,

đây là khoảng nhiệt độ lý tưởng cho sự nảy mầm của các tế bào vi khuẩn.

- Sự ổn định của các protein sữa với tác nhân nhiệt càng bền càng tốt.

Trong quá trình cô đặc bốc hơi, nhiệt độ có thể làm biến tính protein sữa, ta

cần hạn chế hiện tượng này. Sự ổn định của phân tử protein đối với tác nhân nhiệt phụ

thuộc vào giá trị pH, tỷ lệ hàm lượng các muối có trong sữa cũng như thành phần thức

ăn của động vật và chu kỳ tiết sữa.

1.1.2 Đường saccharose (C12H22O11)

Saccharose là disaccharide do hai phân tử glucose và fructose liên kết với

nhau, tách bỏ đi một phân tử nước.

Saccharose được bổ sung vào trong sản phẩm sữa đặc có đường nhằm

mục đích tăng độ ngọt, giá trị dinh dưỡng và giá trị áp lực thẩm thấu bên trong sản

phẩm. Nhờ đó, sản phẩm sữa đặc có đường không cần qua quá trình tiệt trùng nhưng

vẫn có

Page 3: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 3 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

thể bảo quản được trong thời gian dài.

Page 4: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 4 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

Hiện nay, các nhà sản xuất sử dụng đường tinh luyện (Refined extra – Re)

trong sản xuất sữa đặc có đường. Dưới đây là ví dụ về mức giá trị cho các chỉ tiêu hoá

lý của đường saccharose:

- Độ ẩm: không lớn hơn 0.05%

- Hàm lượng saccharose: không nhỏ hơn 99.8% chất khô

- Hàm lượng tro: không lớn hơn 0.03%

- Độ màu: không lớn hơn 300ICUMSA

1.1.3 Đường lactose

Thường được sử dụng dưới dạng mầm tinh thể trong qui trình sản xuất sữa đặc

có đường. Bổ sung lactose vào để điều khiển quá trình kết tinh lactose sao cho kích

thước tinh thể đạt được giá trị theo yêu cầu. Trước khi sử dụng, đường lactose được

sấy khô và nghiền nhỏ với kích thước vài µm.

Ngoài ra, có thể sử dụng một phần sữa cô đặc có chứa tinh thể lactose mịn của

mẻ sản xuất trước để gây mầm kết tinh cho mẻ sau.

1.1.4 Các phụ gia:

Để hạn chế hiện tượng đông tụ protein dưới tác dụng của nhiệt độ, các nhà sản

xuất thường bổ sung muối disodium phosphate, trisodium phosphate hoặc sodium

citrate vào sữa. Mục đích chính là làm cân bằng trở lại hàm lượng các cation và anion

có trong sữa.

Để ổn định cấu trúc sản phẩm, tránh hiện tượng tách béo, tách muối trong quá

trình bảo quản, người ta sử dụng các chất ổn định khác nhau như lecithine(chất

tạo nhũ), carraghenan (chất tạo độ nhớt)…

Để tăng giá trị dinh dưỡng, người ta bổ sung vào sữa cô đặc các loại vitamin

khác nhau như vitamin tan trong chất béo (A, D), vitamin tan trong nước (nhóm B)…

1.2 Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi:

1.2.1 Một số tính chất vật lý của sữa bò

Page 5: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 5 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

Mật độ quang ở 150C 1.030 - 1.034

Tỷ nhiệt 0.93

Điểm đông -0.550C

pH 6.5 – 6.6

Độ axit được tính bằng độ Dornic 16 – 180D

(decigam axit lactic/lit sữa)

Chỉ số khúc xạ ở 200C 1.35

1.2.2 Thành phần hoá học của sữa bò

1. Đường lactose

Đường lactose trong sữa có hàm lượng trung bình 50g/l và tồn tại dưới hai

dạng - và -lactoza.

Khi bị thuỷ phân lactoza cho ra một phân tử đường glucoza và một phân tử

đường galactoza theo phương trình tổng quát:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Lactoza Glucoza Galactoza

Trong sữa, đường lactoza luôn ở trạng thái hoà tan. Những đặc điểm về

khả năng hoà tan và kết tinh của nó rất quan trọng cho phép áp dụng trong công nghiệp

chế biến sữa cô đặc có đường.

Cơ chế của sự kết tinh đường lactoza có ích lớn trong công nghiệp sữa cô đặc có

đường. Đường lactoza là một gluxit ít hoà tan hơn đường saccharoza là đường được sử

dụng để bổ sung vào trong sữa cô đặc. Khi người ta làm lạnh sản phẩm này, đường

lactoza ban đầu sẽ ở trạng thái dung dịch quá bão hoà rồi sau đó chúng kết tinh. Sự kết

tinh đường này ảnh hưởng đến chất lượng của sữa cô đặc. Nếu xảy ra sự hình thành các

tinh thể lớn, sản phẩm có cấu trúc như dạng cát và không thích hợp (dân gian gọi là

“sạn đường”). Ngược lại, nếu sự kết tinh đường lactoza xảy ra dưới dạng hình thành

các tinh thể nhỏ (kích thước hạt kết tinh < 0.01mm), sữa cô đặc tồn tại dưới một cấu

Page 6: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 6 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

trúc và một độ bền chắc mong muốn. Điều kiện này được thực hiện trong quá trình tạo

mầm tinh thể. Với hiệu quả này, cần phải giữ sữa cô đặc có đường trong trạng thái quá

bão hoà thích hợp và khơi mào sự kết tinh nhờ bột sữa hoặc mầm kết tinh nhỏ

của đường lactoza.

Đường lactoza của sữa rất nhạy cảm với nhiệt. Giữa 110-1300C xảy ra dạng mất

nước của tinh thể đường. Trên 1500C, người ta nhận được màu vàng và ở 1700C màu

nâu đậm hình thành bởi quá trình caramen hoá. Tuy nhiên ở trong sữa, người ta nhận

thấy rằng sự xuất hiện màu vàng xảy ra ở những nhiệt độ không cao lắm

(<1300C). Ngoài ra các sản phẩm sinh ra do sự caramen hoá đường lactoza, cũng còn

phải kể đến phản ứng của đường với các chất chứa nitơ kéo theo sự xuất hiện các

thành phần có màu nâu được gọi là melanoidin.

2. Các hợp chất có chứa nitơ

Protein của sữa do các acid amin trùng ngưng với nhau tạo nên . Vì thế, khi

protein chịu tác dụng của enzym proteaza tạo thành đầu tiên là các peptit và cuối cùng là

các acid amin .

Các Acid amin chủ yếu có mặt trong sữa : glyxin 2, 7% (tính theo sản

phẩm khô)/lít sữa, alanin 3, 0%, valin 7, 2%, lơxin 9, 2%, izolơxin 6, 1%, prolin

11, 3%, phenylamin 5, 0%, cystein 0, 34%, methionin 2, 8%, triptophan 1, 7%,

arginin4, 1%, histidin 3, 1%, lysin 8, 2%, acidaspartic 7, 1%, acid glutamic 22,

4%, serin 6, 3%, treonin 4, 9%, tyrosin 6, 3% .

Các chất chứa nitơ trong một lít sữa bao gồm : protit 32-35g và các chất chứa nitơ

phi protit 0, 8-1, 2g .

Trong protit gồm có hai thành phần : proteit và acid amin .

Trong proteit có :

Cazein toàn phần 26-29g

α -lactobumin 0, 8 - 1, 5g

β -lactoglobulin 2, 5 - 4g

Imunoglobulin 0, 5 - 0, 8g

Page 7: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 7 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

Proteoze-pepton 0, 8 - 1, 5g

Một số các chất chỉ có vết.

Thành phần quan trọng nhất của các chất chứa nitơ là cazein hay có thể nói cazein là

thành tố quan trọng nhất của protit có trong sữa. Dưới kính hiển vi điện tử, cazein là các

hạt hình cầu có đường kính thay đổi từ 40-200 μm.

Cazein kết tủa dưới dạng các hạt mixen lớn nhờ quá trình acid hóa sữa đến pH=4, 6

(điểm đẳng điện của cazein) . Cazein được chia thành ba loại :

α-cazein : 60 % cazein toàn phần .

β -cazein : 30 % cazein toàn phần .

γ -cazein : 4 – 10 % cazein toàn phần .

3. Chất béo:

Chất béo của sữa có hai loại :

Chất béo đơn giản (glyxerit và sterit) có hàm lượng 35 - 45 g/l gồm acid béo no và

không no: acid oleic (C18 không no); acid palmitic (C16 không no); acid stearic (C18 không

no).

Chất béo phức tạp trong sữa thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử. Tên gọi

chung là phosphoaminolipit, đại diện là lexitin và xephalin .

Đặc tính lí- hoá của chất béo :

Mật độ quang ở 15oC 0, 91-0, 95

Nhiệt độ nóng chảy 31-36OC

Nhiệt độ hoá rắn 25-30OC

Chỉ số iot ( theo Hubl ) 25-45

Chỉ số xà phòng hóa ( theo Koettstorfer ) 218-235

Chỉ số Acid bay hơi không hòa tan ( Polenske ) 1,5-3

Chỉ số Acid bay hơi hòa tan được( Reichert) 26-30

Chỉ số khúc xạ 1,453-1,462

Cấu trúc của chất béo trong sữa: chất béo trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù

của các hạt nhỏ hình cầu (tiểu cầu) hay hình ôvan với đường kính từ 2-10 m tuỳ thuộc

Page 8: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 8 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

vào giống bò sản sinh ra sữa. Dưới kính hiển vi, các tiểu cầu được vây quanh bởi một

màng (membrane) protit, gồm hai phần: phần có thể hòa tan được và phần không thể hòa

tan được trong nước. Các phần này rất khác nhau trong các loại sữa. Bề mặt bên trong

của màng có liên quan mật thiết với một lớp phụ có bản chất phospholipit có thành

phần chủ yếu là lexitinxephalin ( là các chất béo phức tạp có hàm lượng 0, 3-0, 5 g / l

sữa) .

Màng tiểu cầu béo còn chứa các chất khác với hàm lượng nhỏ, trong đó chủ yếu

là đồng, sắt, các enzym nhất là enzym phosphataza mang tính kiềm tập trung trong

phần protit và enzym reductaza trong phần không hòa tan được .

Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần

trung tâm của tiểu cầu chứa glyxerit có điểm nóng chảy thấp, giàu acid oleic luôn ở

dạng lỏng trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Trong khi phần ngoại vi nơi tiếp xúc với

màng, chứa

các glyxerit với chỉ số iot thấp 5-6 nhưng có điểm nóng chảy cao có thể đông đặc lại ở

nhiệt độ môi trường .

Sự toàn diện về cấu trúc của các tiểu cầu béo là điều kiện quyết định cho sự ổn

định của chất béo có trong sữa. Đặc biệt sự biến chất của màng sẽ làm tăng cường sự

hoạt động trực tiếp của một số loài vi sinh vật hay sự tăng lên của chỉ số acid hay còn

làm thay đổi các tính chất vật lý một cách sâu sắc gây ra việc tiến lại gần rồi kết dính

các tiểu cầu lại với nhau dẫn đến quá trình tách chất béo làm mất tính đồng nhất của

sữa.

4. Khoáng:

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10 g/l. Các muối trong sữa ở dạng

hoà tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với cazein).

Trong số các nguyên tố khoáng trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là

calci, phosphore và magie. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại

tồn tại dưới dạng muối hoà tan trong sữa.

Các nguyên tố khoáng khác như kali, natri, clore… đóng vai trò chất điện ly. Cùng

Page 9: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 9 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

với lactose. Thông thường vào cuối chu kỳ tiết sữa, đặc biệt khi con vật bị viêm vú, hàm

lượng NaCl tăng vọt làm cho sữa có vị mặn.

Page 10: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 10 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

Ngoài ra, sữa còn chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mn… Chúng cần

thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người. Một số nguyên tố độc hại như Pb, As… đôi

khi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa bò.

5. Vitamin

Các vitamin trong sữa được chia làm hai nhóm:

- Vitamin hoà tan trong nước: B1, B2,B3, B4, B5, B6, C…

- Vitamin hoà tan trong chất béo: A, D, E…

Nhìn chung, hàm lượng vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định, là do

chúng được tổng hợp chủ yếu bởi các vi khuẩn trong ngăn thứ nhất dạ dày của nhóm

động vật nhai lại và không phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh. Tuy nhiên, hàm lượng

vitamin tan trong chất béo bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời

tiết…

6. Hormone:

Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình

sinh trưởng của động vật. Chúng được chia thành ba nhóm là proteohormone, hormone

peptide và hormone steoride, trong số đó prolactine được nghiên cứu nhiều hơn

cả. Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa bò là 50 µg/l, trong sữa non là 230 µg/l.

7.Các hợp chất khác:

Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2. Tổng hàm lượng

của chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tích sữa. Các chất khí trong sữa tồn tại ở ba dạng:

dạng hoà tan, dạng liên kết hoá học với các chất khác và dạng phân tán. Khí ở dạng hoà

tan hoặc phân tán thường gây ra một số khó khăn trong các qui trình chế biến sữa. Do

đó, sữa tươi thường được qua xử lý bài khí trước khi chế biến.

Page 11: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 11 Thiết kế nhà máy sữa

Đồ án công nghệ II GVHD: Nguyễn Thị Lan

Chương II. CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

2.1 Dây chuyền công nghệ:Nguyên liệu

Kiểm tra, lọc

Định lượng

Gia nhiệt, làmnguội

Sữa tiệt trùng hương cam

Phối trộn

Cô đặc

Siro saccharose

Đồng hoá

Làm nguội vàkết tinh

cấy mầm tinh thể lactose

Rót sản phẩm Bao bì vô trùng

Ghép mí

Hoàn thiện sảnphẩm

Sữa đặccó đường

2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ:

Page 12: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

2.2.1 Thu mua nguyên liệu:

Sữa tươi nguyên liệu được thu mua tại nhà máy và các trạm thu mua gần trang

trại chăn nuôi. Do sữa chứa nhiều chất dinh dưỡng, hệ vi sinh vật sữa sẽ trưởng thành

nhanh chóng tạo ra nhiều sản phẩm trao đổi chất ngoại bào làm thay đổi thành phần

hoá học và giá trị cảm quan của sữa. Để đảm bảo chất lượng sữa, trong quá trình thu

mua và vận chuyển, sữa phải được làm lạnh ở nhiệt độ không lớn hơn 4oC.

2.2.2 Kiểm tra, lọc:

Sữa trước khi đưa vào chế biến phải tiến hành lọc để loại bỏ các tạp chất ở dạng

lơ lửng trong dịch sữa. Dịch sữa được bơm qua thiết bị lọc thuỷ tĩnh có đường kính

lưới lọc 100 m. Trong quá trình lọc, các tạp chất sẽ bị giữ lại trên lưới lọc và

cần được vệ sinh định kỳ.

2.2.3 Định lượng:

Sữa từ bồn chứa được bơm định lượng bơm qua đưa vào thiết bị gia nhiệt. Quá

trình định lượng nhằm để điều chỉnh năng suất nhà máy.

2.2.4 Xử lý nhiệt:

Quá trình xử lý nhiệt nhằm tiêu diệt vi sinh vật, vô hoạt enzim và làm biến tính

một số phân tử protein có trong sữa. Trong quá trình xử lý nhiệt, các phân tử protein

kém bền nhiệt, đặc biệt là nhóm protein của huyết thanh sữa sẽ bị biến tính, các muối

calci kết tủa . Sự biến tính này có lợi cho chất lượng thành phẩm do nó ổn định thành

phần protein trong sữa.

Sau quá trình xử lý nhiệt, sữa được làm nguội về 70oC rồi đưa đi phối trộn.

2.2.5 Phối trộn:

Dịch sữa được phối trộn với sirô saccharose 70%. Saccharose được bổ sung

trong sản phẩm sữa đặc có đường nhằm mục đích tăng độ ngọt, giá trị dinh dưỡng và

giá trị áp lực thẩm thấu bên trong sản phẩm. Nhờ đó, sản phẩm sữa đặc có đường có

Page 13: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

thể bảo quản được trong thời gian dài.

Page 14: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Đường saccharose sử dụng trong nhà máy là đường tinh luyện RE có hàm lượng

chất khô không nhỏ hơn 99,8%.

2.2.6 Cô đặc:

Mục đích của quá trình cô đặc là tách bớt nước ra khỏi sữa dưới tác dụng của

nhiệt độ cao. Thiết bị cô đặc trong điều kiện chân không để tránh sử dụng nhiệt quá

cao, dễ làm tổn thất các chất dinh dưỡng kém bền nhiệt có trong sữa. Nhiệt độ cô đặc

sữa không được vượt quá 65÷70oC.

Thời điểm kết thúc quá trình cô đặc sữa được xác định thông qua việc đo tỷ

trọng và độ nhớt của sữa.

2.2.7 Đồng hoá:

Mục đích quá trình đồng hoá là làm giảm kích thước và phân bố đều các hạt cầu

béo trong sữa đặc. Áp lực đồng hoá thường sử dụng từ 150 – 250 bar. Kích thước các

hạt cầu béo sau đồng hoá không lớn hơn 1 m .

2.2.8 Làm nguội và kết tinh

Độ ẩm và tổng hàm lượng chất khô trung bình của sữa đặc có đường là 26% và

74% tương ứng. Nhờ tạo ra được giá trị áp lực thẩm thấu cao nên các VSV nhiễm vào

sản phẩm bị ức chế, do đó ta hạn chế được sự hư hỏng sản phẩm trong quá trình bảo

quản.

Tuy nhiên, do độ ẩm thấp, chỉ có 50% lượng lactose trong sữa đặc có đường tồn

tại ở trạng thái hoà tan. Phần lactose còn lại tồn tại dưới dạng tinh thể. Ta phải điều

khiển quá trình sản xuất sao cho những tinh thể lactose thu được phải thật mịn và đồng

nhất. Kích thước của chúng không được vượt quá 10 µm. Có như thế, người tiêu dùng

sẽ không cảm nhận được trạng thái hạt của các tinh thể lactose khi sử dụng sữa đặc có

đường.

Để thực hiện quá trình kết tinh lactose, ta làm nguội sữa cô đặc về 28÷30oC rồi

cấy mầm tinh thể lactose. Sử dụng các mầm tinh thể với kích thước vài µm. Trong quá

Page 15: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

trình kết tinh, các tinh thể lactose sẽ lớn lên với kích thước tối đa 10 µm. Khi đó, trong

Page 16: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

1 mm3 sữa có đến 300.000 tinh thể. Ngược lại, nếu để kích thước tinh thể tăng lên đến

15 µm, tổng số tinh thể trong 1 mm3 sữa cô đặc sẽ không vượt quá 100.000. Trong

trường hợp này, khi sử dụng ta sẽ cảm nhận được trạng thái hạt của các tinh thể lactose

nơi đầu lưỡi.

Do sản phẩm có độ nhớt cao nên thiết bị sử dụng nhất định phải có cánh khuấy. Sau

cùng, sữa sẽ được làm nguội về 15÷18oC rồi được bơm qua thiết bị rót sản

phẩm.

2.2.9 Rót sản phẩm:

Sản phẩm được rót vào bao bì kim loại. Bao bì phải được vệ sinh và vô trùng

cẩn thận trước khi rót sản phẩm để hạn chế sự tái nhiễm VSV.

Sữa đặc có đường với tổng hàm lượng chất khô 74%, khi đó chỉ có nhóm VSV

chịu áp lực thẩm thấu cao (halophile) như một số nấm men và nấm sợi là có thể phát

triển được trong môi trường này. Do đó, để khống chế hiện tượng này, ta cần thực hiện

quá trình rót sản phẩm trong điều kiện kín.

Các thiết bị rót sản phẩm hiện nay đều thực hiện trong chu trình kín và ghép mí

tự động.

2.2.10 Sản phẩm sữa cô đặc:

Người ta đánh giá chất lượng sữa cô đặc thông qua những chỉ tiêu cơ bản sau:

- Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi, vị, trạng thái đồng nhất…

- Chỉ tiêu hoá lý: độ ẩm, độ nhớt, hàm lượng chất béo và chất khô không

béo. Trên bao bì sản phẩm thường được ghi thêm các giá trị về tổng hàm lượng glucid,

protein và một số vitamin.

- Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm men, nấm sợi và một số vi

sinh vật gây bệnh.

Sản phẩm sữa cô đặc phải được bảo quản nơi thoáng mát. Thời gian bảo quản

sữa cô đặc kéo dài đến một năm.

Page 17: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Sau mỗi mẻ sản xuất tại nhà máy, người ta lấy một số mẫu sản phẩm để kiểm tra

đánh giá các chỉ tiêu chất lượng. Một số mẫu thành phẩm được thực hiện lưu

mẫu trong một năm để có thể nhận xét khái quát về chất lượng sản phẩm.

Page 18: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Chương III. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

3.1 Kế hoạch sản xuất nhà máy:

3.1.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu:

Trong năm sữa được thu hoạch theo sơ đồ :

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Sữa tươi nguyên liệu x x x x x x x x x x x x

Biểu đồ nhập nguyên liệu:

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Sữa tươi nguyên liệu x x x x x x x x x x x

Sữa tươi nguyên liệu có thể cung ứng vào mọi thời điểm trong năm. Tuy nhiên, các

loại máy móc, thiết bị cần phải có thời gian tu sửa, đảm bảo duy trì sản xuất. Do đó, nhà

máy chọn thời điểm ngừng hoạt động để bảo trì là tháng 11. Sở dĩ thời điểm này cũng là

mùa mưa, lụt kéo dài có thể gây ảnh hưởng đến sản xuất.

Page 19: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

3.1.2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy:

Sản phẩm Tháng

Ca

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Sữa tươi

tiệt trùng

hương cam

I X X X X X X X X X X X

II X X X X X X X X X X X

III X X X X X X

Sữa cô đặc

có đường

I X X X X X X X X X X X

II X X X X X X X X X X X

III X X X X X X

Công nhân trong phân xưởng được nghỉ ngày chủ nhật và các dịp lễ Tết. Mỗi

ngày có thể làm việc 2 hoặc 3 ca tùy thuộc vào nguyên liệu, thời tiết, đặc biệt là

nhu cầu thị trường tiêu thụ.

Khí hậu của Việt Nam có 2 mùa rõ rệt :mùa khô và mùa mưa. Vào mùa khô nhu

cầu tiêu dùng sữa tăng vọt, sức mua lớn nên để đáp ứng nhu cầu của người tiêu

dùng và tăng doanh thu thì nhà máy làm việc hết công suất, tức 3 ca/ngày, các

tháng còn lại có thể làm việc 2 ca/ngày.

Tháng 11 được chọn làm tháng để tu sữa, bảo trì, bảo dưỡng máy móc thiết bị.

Page 20: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Biểu đồ bố trí sản xuất cho từng mặt hàng:

ThángSố ngày

sản xuất

Sữa tươi tiệt trùng

hương camSữa cô đặc có đường

Ca/ngày Ca/tháng Ca/ngày Ca/tháng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

25

19

27

26

25

26

27

27

25

26

27

2

2

3

3

3

3

3

3

2

2

2

50

38

81

78

75

78

81

81

50

52

54

2

2

3

3

3

3

3

3

2

2

2

50

38

81

78

75

78

81

81

50

52

54

1 năm 280 718 718

3.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường:

3.2.1 Các số liệu ban đầu:

Năng suất nhà máy: 12.000 lit sản phẩm/ca

Nguyên liệu sữa tươi: hàm lượng chất béo: 3,5%

tổng chất khô: 12%

Sản phẩm sữa đặc có đường: đường: 40%

tổng khô không đường: 34%

nước 26%

Page 21: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

3.2.2 Tính cân bằng vật chất:

Page 22: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Tỉ trọng của sữa thành phẩm: d 100

(g/cm3)F

0,93

SNF W

1,608

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

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

W: hàm lượng nước trong sữa (% khối lượng)

d 100

1,359(g/cm3)3,5

0,93

70,5

1,608 26

Năng suất tính theo khối lượng: 12.000 x 1,359 = 16.302,86 (kg/ca)

Bảng tiêu hao qua các công đoạn:

STT Công đoạn tiêu hao Hao hụt (%)

1 Nguyên liệu 0,5

2 Kiểm tra, lọc 1,5

3 Định lượng 0,5

4 Xử lý nhiệt, làm nguội 1

5 Phối trộn 1

6 Cô đặc 2

7 Đồng hoá 1

8 Làm nguội, kết tinh 1

9 Rót sản phẩm 1

10 Ghép mí 1,5

11 Hoàn thiện sản phẩm 1

Theo giả thuyết về hao hụt, lượng sữa khi vào giai đoạn hoàn thiện sản phẩm là:16 ,860

Page 23: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

100100 1

16.466,667 (kg/ca)

Lượng sữa vào giai đoạn ghép mí:

Page 24: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

16.466,667

100100 1,5

16.717,428 (kg/ca)

Lượng sữa vào giai đoạn rót sản phẩm:

16.717,428

100

100 116.886,291 (kg/ca)

Lượng sữa vào giai đoạn làm nguội và kết tinh:

16.886,291 100

100 1

17.056,860 (kg/ca)

Lượng sữa đi vào thiết bị đồng hoá:

17.056,860

100100 1

17.229,151 (kg/ca)

Tính toán cho quá trình cô đặc:

Lượng đường saccharose khô cần bổ sung:

17.229,151

40

100 6.891,660 (kg/ca)

hụt là 2%:

Lượng đường saccharose khô cần bổ sung tại quá trình cô đặc khi hao

6.891,660

100100 1

6.961,273 (kg/ca)

xirô là:

Hao hụt tại nấu xirô là 1% nên lượng đường saccharose khô cần nấu

6.961,273

100100 1

7.031,590

Lượng đường sac khô 99,8% ban đầu cần là:

7.031,590 100

99,8

Page 25: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

7.045,681 (kg/ca)

Sản phẩm sữa cô đặc có tổng khô không đường chiếm 34%. Do đó lượng

khô không đường sau khi cô đặc phải đạt 34% so với sữa đi vào thiết bị đồng hoá.

Suy ra lượng chất khô không đường khi ra khỏi thiết bị cô đặc:

17.229,151

34

100

5.857,911 (kg/ca)

Page 26: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Hao hụt tại công đoạn cô đặc là 2% nên lượng chất khô không đường khi

vào thiết bị cô đặc:

5.857,911

100

100 25.977,460 (kg/ca)

Hàm lượng chất khô chiếm 12% trong sữa nguyên liệu, do đó ta tính được

lượng sữa tươi đi vào thiết bị cô đặc:

5.977,460 100

12

49.812,171 (kg/ca)

Theo giả thuyết hao hụt, ta tính được lượng sữa khi vào phối trộn:

49.812,171

100

100 150.315,324 (kg/ca)

Lượng sữa khi vào giai đoạn xử lý nhiệt, làm nguội:

50.315,324

100100 1

50.823,560 (kg/ca)

Lượng sữa khi vào định lượng:

50.823,560

100

100 0,551.078,955 (kg/ca)

Lượng sữa khi kiểm tra, lọc:

51.078,955

100

100 1,551.856,807 (kg/ca)

Sữa nguyên liệu:

51.856,807 100

52.117,394 (kg/ca)100 0,5

Vậy lượng sữa tươi nguyên liệu đảm bảo năng suất cho nhà máy là 52.117,394

kg/ca

Nồng độ hỗn hợp đường - sữa trước khi cô đặc:

x mct 100 %dm

Page 27: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

d

mct: khối lượng chất tan trong dung dịch (kg/ca)

Page 28: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

md: khối lượng hỗn hợp dung dịch (kg/ca)

Lượng dịch đường saccharose đi vào thiết bị cô đặc:

6.961,273 100

9.944,676 (kg/ca)70

xd

6.961,273 5.977,460 100 21,65%

9.944,676 49.812,171

Lượng nước bốc hơi trong quá trình cô đặc:

⎛ x ⎞W= y⎜1 d ⎟

⎝ xc ⎠

xd, xc: nồng độ hỗn hợp sữa, đường trước và sau khi cô đặc (%)

y: khối lượng dung dịch trước khi cô đặc (kg/ca)

y= 9.944,676 + 49.812,171 = 59.756,847 (kg/ca)

⎛w 59.756,847⎜1

21,65 ⎞⎟ 42.273,931 (kg/ca)

⎝ 100 26 ⎠

Lượng đường lactose bổ sung để gây mầm tinh thể:

0,02 17.229,151

3,446100

(kg/ca)

(chọn lượng đường lactose chiếm 2% khi ra khỏi thiết bị cô đặc)

Page 29: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Bảng tổng kết cân bằng vật chất qua các công đoạn (bảng 1)

Page 30: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Công đoạnTiêu hao

(%)

Tiêu hao khối lượng

(kg/ca)

Khối lượng

nguyên liệu (kg/ca)

Nguyên liệu 0,5 260,587 52.117,394

Kiểm tra, lọc 1,5 777,852 51.856,807

Định lượng 0,5 255,395 51.078,955

Xử lý nhiệt, làm

nguội

1 508,236 50.823,560

Phối trộn 1 503,153 50.315,324

Cô đặc2 249,061 49.812,171

42.278,635

(nước bốc hơi)

9.944,676

(đường bổ sung)

Đồng hoá 1 172,291 17.229,151

Làm nguội, kết tinh 1 170,569 17.056,860

Rót sản phẩm 1 168,863 16.886,291

Ghép mí 1,5 250,761 16.717,428

Hoàn thiện sản phẩm 1 162,807 16.466,667

Sản phẩm 16.302,860

Bảng tổng hợp nguyên liệu phụ (bảng 2)

Nguyên liệu Kg/ca Kg/h Kg/năm

Đường saccharose 7.045,681 880,710 5.058.798,958

Đường lactose 3,446 0,431 2.474,228

Page 31: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Bảng tổng hợp nguyên liệu sữa tính cho cả công đoạn chung với dây chuyền sữa

triệt trùng hương cam (bảng 3)

Công đoạn Kg/ca Kg/h Kg/năm

Nguyên liệu 68.171,598 8.521,450 48.947.207,36

Kiểm tra, lọc 67.830,740 8.478,842 48.702.471,32

Định lượng 66.813,279 8.351,660 47.971.934,32

Gia nhiệt, làm nguội 66.479,213 8.309,901 47.732.074,93

Phối trộn 50.315,324 6.289,415 36.126.402,63

Cô đặc 49.812,171 6.226,521 35.765.138,78

Đồng hoá 17.229,151 2.153,643 12.370.530,42

Làm nguội & kết tinh 17.056,860 2.132,107 12.246.825,48

Rót sản phẩm 16.886,291 2.110,786 12.124.356,94

Ghép mí 16.717,428 2.089,678 12.003.113,30

Thanh trùng 16.466,667 2.058,333 11.823.066,91

Hoàn thiện sản phẩm 16.302,860 2.037,857 11.705.453,48

Tính số hộp:

Sữa được rót vào hộp sắt tây có khối lượng 410 g

Năng suất trước khi vào máy rót: 16.886,291 kg/ca

Số lượng sản phẩm rót hộp:

16.886,291103

8 410 5.148 (sp/h)

Page 32: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Chương IV. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ

4.1 Bảng kê các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường :

STT Tên thiết bị

1 Bể thu và làm lạnh sơ bộ sữa

2 Thiết bị kiểm tra, lọc

3 Thùng chứa sữa sau khi lọc

4 Cân định lượng

5 Thiết bị gia nhiệt và làm nguội

6 Thùng chứa sữa sau gia nhiệt

7 Thiết bị phối trộn

8 Thùng chứa sau phối trộn

9 Thiết bị cô đặc

10 Thùng chứa sữa sau khi cô đặc

11 Thiết bị đồng hoá

12 Thùng chứa sữa sau khi đồng hoá

13 Thiết bị kết tinh và làm nguội

14 Bồn chứa sữa chờ rót

15 Máy rót, ghép mí

16 Nồi nấu xirô

17 Bơm sữa tươi

18 Bơm sữa đặc

Page 33: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

4.2 Tính và chọn thiết bị:

Số lượng thiết bị :

n = năng suất dây chuyền/năng suất thiết bị

4.2.1 Thiết bị dùng chung cho cả hai dây chuyền:

1. Bể thu và làm lạnh sơ bộ sữa:

Theo bảng 3 ta có lượng sữa nguyên liệu: 68.171,598 (kg/ca)

Đổi sang thể tích:

Chọn bể loại BO-1000

Thể tích : 6.400 lit

68.171,598 66.121,821 l/ca

1,032

Thể tích làm việc: 6.000 lit

Công suất điện của cánh khuấy : 0,4 kW

Số vòng quay của cánh khuấy :180 vòng/phút

Nhiệt độ sữa vào :320C

Nhiệt độ sữa ra: 40C

Thời gian làm lạnh :2 giờ

Năng suất máy lạnh loại U -56 : 3,48kW

Kích thước thiết bị : 2.775 x 1.230 x 1.720 mm

Khối lượng thiết bị : 1.180 kg

Một ca làm 4 mẻ. Do đó số bể cần chọn:

66.121,821 2,75

6.000 4

Chọn 3 bể để đảm bảo năng suất nhà máy.

Page 34: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

2.Thiết bị lọc:

Theo số liệu bảng 3 lượng sữa cần lọc 67.830,74 kg / ca.

Mỗi ca làm việc 8 giờ, tuy nhiên các thiết bị phải mất 0,5 giờ để nghỉ giữa ca, vệ

sinh thiết bị. Do đó tính thời gian hoạt động cho các thiết bị là 7,5 giờ.

Đổi sang thể tích:67.830,74

8.763,661 l/h7,5 1,032

Chọn thiết bị lọc thuỷ tĩnh GEA KA 70-76 (Ý)

Năng suất thiết bị: 3.000 l/h

Chiều dài thiết bị: 0,6m

Đường kính ngoài: 25cm

Đường kính ống lọc: 15cm

Đường kính lưới lọc: 76 m

Số thiết bị cần chọn: n 8.763,661

2,923.000

Vậy chọn 3 thiết bị để đảm bảo năng suất nhà máy

3.Thùng chứa sữa sau khi lọc:

Lượng sữa cần lọc: 67.830,74 kg / ca

Đổi ra thể tích m3/h

67.830,74

7,5.1,032.103

Chọn 2 thùng.

=8,763 (m3/h)

Thể tích mỗi thùng là: V =8,763

4,382m 3

2

Chọn hệ số chứa đầy 0,8 V = 4,382 5,478m 3

0,8

Thùng làm bằng thép không rỉ, thân hình trụ, đáy hình nón.

Page 35: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Thể tích thùng được tính theo công thức:

Page 36: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

2 2

V=Vn+Vtr

Vn: thể tích phần đáy nón

Vtr: thể tích phần thân trụ

D2 HThể tích phần thân trụ: Vtr 4

D: đường kính thùng

H: chiều cao thùng. Chọn H=1,3D

Vtr

D2 H

4

D21,3D4

1,021D3

Thể tích phần đáy nón: Vn=D2 h

12

h: chiều cao phần đáy nón. Chọn h=0,3D

Vn= D h

D

0,3D 0,0785D3

12 12

V = 0,0785.D3 + 1,021.D3 = 1,0995. D3

D = 3V

1,0995 3

5,478

1,0995 1,708m

(*)

H = 1,3.D = 2,220 m

h = 0,3.D = 0,512 m

Chọn 2 thùng

4. Cân định lượng:

Theo bảng (3) lượng sữa cần định lượng là 66.813,279 kg/ca

Đổi sang thể tích:66.813,279

8.632,206 l/h7,5.1,032

Chọn cân loại GHJ – 15 (Nhật Bản)

Năng suất 6.000 l/h

Page 37: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Khối lượng: 70 kg

Kích thước: 500 x 550 x 2100

Page 38: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Số lượng: 2 cân

5. Thiết bị gia nhiệt và làm nguội:

Lượng sữa cần đưa vào gia nhiệt: 66.479,213 (kg/ca)

Đổi ra thể tích lit/h:

66.479,213 8.589,045 lít/h

7,5.1,032

Chọn thiết bị gia nhiệt loại Tetra plex C6

Năng suất 15000 l/h

Lượng nước sử dụng là 30 000 (l/h)

Số tấm truyền nhiệt là 85 tấm

Chiều dày mỗi tấm là 0,6 mm

Kích thước mỗi tấm: 1000 x 250 (mm)

Tính số lượng thiết bị

8.589,045 0,573 1

15000

Chọn 1 thiết bị cũng đảm bảo năng suất.

6. Thùng chứa sữa sau gia nhiệt:

Năng suất trước khi vào thiết bị: 66.479,213 (kg/ca)

Đổi sang thể tích: 66.479,213

7,5 1,032 103

8,.589

(m3/h)

Chọn 2 thùng chứa.

Vậy thể tích trong 1 thùng là:8,589

4,295 m3/h2

Hệ số chứa đầy 0,8 V = 4,295 5,368 m3

0,8

Chọn thùng trụ, đáy nón làm bằng thép không rỉ.

Page 39: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Theo công thức (*) ta có:

Page 40: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Đường kính thiết bị: D = 3V

1,0995 3

5,368

1,0995

1,696m

Chiều cao phần trụ: H = 1,3.D = 2,205 m

Chiều cao phần nón: h = 0,3.D = 0,509 m

Số lượng bể cần dùng là 2 bể. Tuy nhiên, chọn thêm 1 thùng nữa để dự trử khi vệ sinh

để đảm bảo năng suất cho cả 2 dây chuyền.

Vậy số thùng chứa là 3 thùng

4.2.2 Thiết bị dùng cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường:

1. Thiết bị phối trộn:

Theo bảng 3 ta có năng suất trước khi vào thiết bị là: 50.315,324 kg/ca

Đổi sang thể tích: 50.315,324

7,5 1,032 103

6,501

Chọn thiết bị Tetra Almix10 in – line vacuum mixer

Loại có năng suất: 5.000 l/h

Công suất động cơ: 36 kw

Tổng khối lượng thiết bị: 1.450 kg

Thể tích: 14,6 m3

Chiều cao thiết bị:3.020 mm

Kích thước thiết bị: 2.938 x 1.401 x 3.020 mm

Chọn 1 thiết bị

2. Thùng chứa sữa sau khi phối trộn:

Năng suất trước khi vào thiết bị: 50.315,324(kg/ca)

Đổi sang thể tích:

Chọn 2 thùng

Thể tích mỗi thùng: V =

50.315,324

7,5 1,032 103

Page 41: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

6,501 3,251m 3

2

6,501 (m3/h)

Page 42: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

3

Hệ số chứa đầy 0,8 V = 3,251 4,063 m3

0,8

Chọn thùng trụ, đáy nón làm bằng thép không rỉ.

Theo công thức (*) ta có:

Đường kính thiết bị: D =V

3

1,0995 3

4,063

1,0995

1,546m

Chiều cao phần trụ: H = 1,3.D = 2,010 m

Chiều cao phần nón: h = 0,3.D = 0,464 m

Số lượng thùng: 2

3. Thiết bị cô đặc:

Theo bảng 3, năng suất trước khi vào thiết bị là 49.812,171 (kg/ca)

Đổi sang thể tích: 49.812,171 10

7,5 1,032.103

6.435,681 l/h

Bản)

Chọn thiết bị cô đặc chân không loại GHJ – 12 (Nhật

Thể tích: 800 lít

Kích thước thiết bị: 800 x 900 mm

Khối lượng: 450 kg

Số thiết bị: n 6.435,681

8,04800

Do đó chọn 9 thiết bị để đảm bảo năng suất nhà máy

4. Thùng chứa sữa sau khi cô đặc:

Năng suất trước khi vào thiết bị:: 17.229,151 kg/ca

Page 43: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Đổi sang thể tích: 17.229,151

7,5 1,359 103

1,690 (m3/h)

Hệ số chứa đầy 0,8 V = 1,690

2,113 m3

0,8

Page 44: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

3

Chọn thùng trụ, đáy nón làm bằng thép không rỉ.

Theo công thức (*) ta có:

Đường kính thiết bị: D =V

3

1,0995 3

2,113

1,0995

1,243m

Chiều cao phần trụ: H = 1,3.D = 1,616 m

Chiều cao phần nón: h = 0,3.D = 0,373 m

Số lượng thùng cần sử dụng là 1 thùng. Tuy nhiên, do thường xuyên làm vệ sinh nên

chọn 2 thùng để đảm bảo năng suất nhà máy.

5. Thiết bị đồng hoá:

Theo bảng 1, năng suất trước khi vào thiết bị đồng hoá là 17.229,151 kg/ca

Đổi sang thể tích: 17.229,151 10

7,5 1,359.103

1.690,375 (l/h)

Chọn thiết bị Tetra Alex 2

Năng suất 2.000 l/h

Áp suất làm việc ở 200 bar

(đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp lực cao)

Kích thước thiết bị: 1.435 x 1.280 x 1.390 mm

Công suất động cơ: 15 kw

Số lượng piston: 3 cái

Đường kính piston: 28 mm

Khối lượng thiết bị: 1.250 kg

Số lượng thiết bị chọn: 1 cái

Page 45: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

6. Thùng chứa sữa sau khi đồng hoá:

Page 46: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

3

3

2 2

Năng suất vào thiết bị: 17.229,151 kg/ca

Đổi sang thể tích: 17.229,151 10

1,690

m3/h

7,5 1,359 106

Hệ số chứa đầy 0,8 V = 1,690

2,112 m3

0,8

Chọn thùng trụ, đáy nón, làm bằng thép không rỉ.

Theo (*)đường kính thùng: D = 3V

1,0995

2,112 3

1,0995 1,243m

Chiều cao phần trụ: H = 1,3D = 1,616 m

Chiều cao phần nón: h = 0,3D = 0,373 m

Số lượng thùng: 1. Tuy nhiên, chọn thêm 1 thùng dự phòng.

Vậy số lượng thùng chọn là 2

7. Thiết bị kết tinh và làm nguội:

Theo bảng 3, năng suất trước khi vào thiết bị là: 17.056,860 kg/ca

Đổi sang thể tích: V = 17.056,860 10

1,673 m3/h7,5 1,359

10 6

Chọn thiết bị kín có dạng hình chữ nhật, đáy bán trụ.

Hệ số chứa đầy 0,8 V= 1,690

2,091 m3

0,8

Gọi V1: thể tích phần bán trụ

D: đường kính bán trụ. D = 0,8 m

L: chiều dài thiết bị. L = 2 m

V = D L

0,8

2 0,5m

8 8

Gọi V2: thể tích phần hình chữ nhật

Page 47: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

V2 = D.L.H = V – V1 = 2,091 – 0,5 = 1,591 m3

H = 1,5910,8 2

0,994m

Page 48: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Thiết kế nhà máy

Kích thước thiết bị trợ tinh ngang: 2 x 0,8 x 0,994

Vận tốc cánh khuấy: 6 vòng/phút

Nhiệt độ tác nhân lạnh: 25 – 270C

Thời gian kết tinh: 20 – 25 phút, sau đó tiến hành làm chậm đến 150C rồi rót sản

phẩm.

8. Bồn chứa sữa chờ rót:

Năng suất vào thiết bị: 16.886,291 kg/ca

Đổi sang thể tích: 16.886,291

7,5 1,359 103

1,657

m3/h

Hệ số chứa đầy 0,8 V = 1,657

2,071 m3

0,8

Chọn thùng trụ, đáy nón, làm bằng thép không rỉ.

Theo (*) đường kính thùng: D = 3V

1,0995 3

2,071

1,0995

1,239m

sinh.

Chiều cao phần trụ: H = 1,3D = 1,611 m

Chiều cao phần nón: h = 0,3D = 0,372 m

Số lượng thùng cần sử dụng là 1. Tuy nhiên, chọn thêm 1 thùng dự trử để vệ

Vậy số lượng thùng chọn là 2

9. Máy rót và ghép mí:

Lượng sản phẩm tính theo giờ: 5.148 hộp/h

Chọn máy rót hộp loại GHJ – 13 (Nhật Bản)

Năng suất thiết bị: 1.440 sản phẩm/h

Kích thước: 1.200 x 1.100 x 2.200 mm

Khối lượng: 650 kg

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 32 sữa

Page 49: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 33 Thiết kế nhà máy sữa

Số lượng thiết bị:

Chọn 4 thiết bị

5.148 3,57

1.440

10. Nồi nấu xirô 70%:

Lượng xirô cần nấu: 9.944,676 kg/ca

Đổi sang thể tích:9.944,676

7.371,887 (lít/ca)1,349

(1,349 là khối lượng riêng của sirô 70% tính theo kg/l)

Chọn nồi nấu 2 vỏ có cánh khuấy và nắp đậy kín loại WMO – 60

- Thể tích 600 l

- áp suất hơi làm việc: 29,5 N/m2

- Tiêu thụ hơi: 62 kg/h

- Kích thước: 1.000 x 1.066 mm

- Khối lượng 810 kg

Số lượng nồi:

Chọn 2 nồi

7.371,887 1,638

7,5 600

4.2.3. Chọn các loại bơm cho sản xuất:

1.Bơm dùng cho sữa tươi

Chọn bơm ly tâm UbH-10

Năng suất: 0,5 – 10 m3/h.

Áp suất: 5- 10 mH2O.

Page 50: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

SVTH: Lê Thị Thảo Vi Trang 34 Thiết kế nhà máy sữa

Số vòng quay: 1440 vòng/phút.

Page 51: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

Công suất động cơ: 2,8 kw.

Đường kính bên trong ống hút và đẩy: 38/38 mm.

Chiều cao hút: 8 m.

Kích thước( mm ) : 453 x 1280 x 920.

Khối lượng: 110 kg.

Chọn 4 bơm để bơm sữa tươi tại kho tiếp nhận sữa tươi, từ kho chứa sữa đến phân

xưởng sản xuất chính, từ thùng chứa trong phân xưởng đến thiết bị lọc .

2.Bơm dùng để bơm sản phẩm sữa đặc

Loại HPT

Năng suất : 500-1000 kg/h .

Áp lực bơm : 8 mét cột chất lỏng .

Vận tốc quay của roto : 210-372 vòng/phút .

Động cơ : 02 : 32 : 6

. Công suất : 2,2 KW

. Điện áp : 220/380

V .

Kích thước ( mm ) : 1024 x 500 x 525 .

Khối lượng : 110 kg .

Chọn 7 chiếc để bơm các sản phẩm sữa chua sau khi phối trộn, cô đặc, kết tinh và đưa

đến thiết bị rót hộp .

Page 52: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

BẢNG TỔNG KẾT CÁC THIẾT BỊ CHÍNH

STT Tên thiết bị Kích thước(mm) Số lượng

1 Thùng chứa sữa tươi 2775 x 1230x 1720 3

L=600, Dn=250,2 Thiết bị lọc

3 Thùng chứa sữa sau khi lọc

3d=150

D=1.708, H=2.220,2

h=512

4 Cân định lượng 500 x 550 x 2.100 2

Tấm: 1000 x 250,5 Thiết bị gia nhiệt và làm nguội

6 Thùng chứa sữa sau gia nhiệt

185 tấm

D=1.696, H=2.205,3

h=509

7 Thiết bị phối trộn 2.938 x 1.401 x 3.020 1

D=1.546, H=2.010,8 Thùng chứa sau phối trộn 2

h=464

9 Thiết bị cô đặc 800 x 900 9

D=1.243, H=1.616,10 Thùng chứa sữa sau cô đặc 2

h=373

11 Thiết bị đồng hoá 1.435 x 1.280 x 1.390 1

H=1.616, h=373,12 Thùng chứa sữa sau khi đồng hoá

13 Thiết bị kết tinh và làm nguội

14 Bồn chứa sữa chờ rót

2D=1.243

H=994, L=2000,1

D=800

H=1.616, h=373,2

D=1.243

15 Máy rót, ghép mí 1.200 x 1.100 x 2.200 4

16 Nồi nấu xi rô 1.000 x 1.066 2

17 Bơm sữa tươi 453 x 1.280 x 920 6

Page 53: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

18 Bơm sữa đặc 1.024 x 500 x 525 6

Page 54: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

KẾT LUẬN

Như đã phân tích, sữa là thực phẩm dinh dưỡng cao, nhu cầu tiêu thụ lớn.

Trong phạm vi của đề tài, em chỉ thiết kế nhà máy sản xuất sữa cô đặc có đường đi từ

sữa bò tươi với năng suất 12.000 lit sản phẩm/ca. Tuy nhiên, do giới hạn của đồ án

công nghệ II nên đề tài chỉ sơ lược về nguyên liệu sữa, dây chuyền công nghệ, tính và

chọn các thiết bị sản xuất chính trong dây chuyền. Để đề tài có tính thực tiễn hơn cần

chú ý đến khâu vệ sinh, tính kinh tế, tính điện nước và một số lĩnh vực khác.

Page 55: Da thiet ke_nha_may_sua_05c_hkrmzet_20130415042727_577

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Lê Văn Việt Mẫn – Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa. Tập 1 – Nhà

xuất bản đại học quốc gia 2004

2. TS Lê Thị Liên Thanh, PGS, TSKH Lê Văn Hoàng - Công nghệ chế biến sữa

và các sản phẩm sữa - Nhà xuất bản khoa học Kỹ thuật 2002

3. TS Lâm Xuân Thanh - Giáo trình công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ

sữa - Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.

4. Trần Thế Truyền - Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm - Đại học bách khoa

năm 1999

5.Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên - Sổ tay quá trình và thiết bị

công nghệ hoá chất. Tập 1 – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội

6. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Phạm Xuân Toản - Sổ tay quá trình và

thiết bị công nghệ hoá chất. Tập 2 – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội

7. Dairy processing handbooks.

8. www.tetrapak.com/index. asp?navid