Thiết lập mặt bằng phân xưởng chính của nhà máy chế biến sữa

Thiết Kế Cơng Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
  

KHOA: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
Bộ Mơn : THIẾT KẾ CƠNG NGHỆ NHÀ
MÁY THỰC PHẨM

GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN
NHĨM 13
LỚP: 01ĐHTP3
NIÊN KHÓA: 2010-2014
TP.Hồ Chí Minh, tháng 6 ,năm 2013
Trang 1
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
LỜI CẢM ƠN
Để có được kết quả này, em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành nhất đối với
giáo viên hướng dẫn là thầy Nguyễn Hữu Quyền đã tận tình quan tâm, giúp đỡ, hướng
dẫn chúng em hoàn thành một cách tốt nhất bài tiểu luận trong suốt thời gian qua.
Cùng với những kiến thức học được ở trường và những tài liệu tham khảo
trong quá trình làm bài, nhóm em đã có một nền tảng kiến thức, kĩ năng cơ bản để có
thể thiết kế những phân xưởng cơ bản để có thể thiết kế những phân xưởng cơ bản
trong quá trình làm việc sau này.
Trong quá trình làm bài, nhóm em biết vẫn còn rất nhiều thiếu sót và chưa hoàn
chỉnh, rất mong Thầy thông cảm và bỏ qua.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Nhóm 13
Trang 2
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
Lời Giới Thiệu

Yaourt là 1 sản phẩm sữa lên men rất phổ biến trên thế giới, trên thị trường
hiện nay sản hẩm Yaourt rất đa dạng về chủng loại, cấu trúc, mùi vị của yaourt luôn
được các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu và thói quen sử dụng của
khách hang tại các nước khác nhau. Sản phẩm có thế được phân loại như sau:
Yaourt truyền thống ( set type ): sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình
sản xuất yaourt truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lý, cấy giống và rót vào
bao bì. Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc
đặc trưng cho sản phẩm.
Yaourt dạng khuấy ( stirred type ): khối đông xuất hiện trong sản phẩm trong
quá trính lên men bị phá hủy một phần do sự phá hủy cơ học. Trong quá trình sản xuất
yaourt khuấy, sữa nguyên liệu được xử lý, cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên
dùng, tiếp theo làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Yaourt sẽ không có cấu trúc gek
đồng nhấy như yaourt dạng truyền thống.
Yaourt uống ( drinking yoghurt ) hay yourt dạng lỏng: khối đông xuất hiện
trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá hủy hoàn toàn. Sản phẩm có dạng lỏng,
khi sử dụng người tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình
lên men, người ta sử dụng phương phấp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hóa để
phá hủy cấu trúc gel của khối đông làm giảm độ nhớt cho sant phẩm.
Yaourt lạnh đông ( frozen yoghurt ): sản phẩm có dạng tương tự như kem. Quá
trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên
men sẽ được đem đy xử lý và lạnh đông để tăng độ cứng cho sản phẩm rồi bao gói.
Yaourt cô đặc ( concentrated yoghurt ):quy trình sản , xuất bao gồm các đoạn
quan trọng như lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và bao gói sản phẩm. Trong quá trình cô
đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh ra khỏi sản phẩm.
Ngày nay đa dạng hóa yaourt hơn nữa trên thị trường, người ta có thể bổ sung
hương liệu, chất màu thực phẩm hoặc trái cây cho sản phẩm.
Cùng với tiêu chí đó, nhóm chúng em đã thiết kế phân xưởng chính của 1 nhà
máy chế biến sữa chua.
Trang 3
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHÍNH NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA ( SỮA CHUA)
I. KỸ THUẬT SẢN XUẤT SỮA CHUA YOGHURT
Sữa chua yoghurt là sản phẩm sữa chua được biết đến nhiều nhất và cũng là sản
phẩm phổ biến trên khắp thế giới.
Sữa chua bắt nguồn từ Bungari với tên gọi là yaourt, ở nhiều nước khác có tên gọi
khác cho yoghurt. Ở nước ta hiện nay sử dụng phổ biến loại sữa chua yoghurt.
Trạng thái, mùi vị của sữa chua yoghurt có khác nhau của vùng này so với vùng
khác. Đặc biệt là độ đặc hoặc loãng phụ thuộc vào thị hiếu của mỗi nước.
1. Phân loại sữa chua yoghurt
Người ta chia yoghurt thành ba loại phụ thuộc vào thời điểm tiến hành quá trình
lên men:
1. Sữa chua yoghurt dạng “set type”: ngay sau khi bổ sung chủng, người ta rót hộp
ngay và lên men trong hộp.
2. Sữa chua “ Stirred type”: Bổ sung chủng và lên men trong xiret lớn. Sau đó làm
lạnh và rót hộp.
3. Sữa chua uống “drink yoghurt”: Sản xuất tương tự như loại stirred. Sauk hi đông
tụ, pha chế thành dịch, có thể qua hoặc không qua xử lý nhiệt trước khi rót hộp.
2. Nguyên liệu dung để sản xuất sữa chua yoghurt
Sữa nguyên liệu:
Để sản xuất sữa chua yoghurt cần chọn loại sữa có chất lượng cao:
- Độ vệ sinh cao, tổng số vi khuẩn thấp.
- Không chứa kháng sinh (penicilin, streptomycin…), bacteriophage (thực khuẩn
thể).
- Không chứa các chất tẩy rửa, chất sát khuẩn (ví dụ, các chất đó còn sót lại sau
quá trình rửa…), những chất ngăn cản quá trình lên men.
Tại nhà máy cần kiểm tra nghiêm ngặt các chỉ tiêu độ tươi, độ sạch tổng chất khô,
hàm lượng chất béo, cảm quan.

Trang 4
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền

3. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua yoghurt
Trang 5
Thành phẩm
Bảo quản lạnh
Ủ chín
Lên men
Tạm chứa nếu chưa sản xuất ngay
Sữa nguyên liệu
Kiễm tra chất lượng
Làm sạch
Làm lạnh
Tiêu chuẩn hoá
Gia nhiệt
Đồng hoá
Thanh trùng
Làm nguội Bổ sung chủng VSV
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
a. Gia nhiệt
Sữa được gia nhiệt lên 40
0
C, qua thiết bị li tâm làm sạch và li tâm tiên chuẩn hoá
hàm lượng chất béo.
- Tuỳ thuộc nhu cầu, hàm lượng chất béo của sữa chua yoghurt từ 0.5% – 3.0%.
- Hàm lượng chất khô không mỡ 8.2%.
- Chất ổn định có thề là gelatin, pectin, agar-agar. Chúng có tác dụng ngăn chặn quá
trình tách nước ở sữa chua thành phẩm, tang độ nhớt.
Sữa chua yoghurt không có chất ổn định. Khi sản xuất sữa chua hoa quả, có thể
cho thêm chất ổn định. Còn đối với sữa chua uống thì nhất thiết phải có chất ổn định
(0.1 – 0.5%).
Khả năng đông tụ của sữa sẽ giảm khi lượng ion điện tích dương giảm (chủ yếu

Ca
2+
). Người ta cho them CaCl
2
với lượng 0.02 – 0.04% trong một số thời điểm trong
năm. Người ta có thể thêm đường dưới dạng đường sacaroza hoặc glucoza trong
trường hợp sản xuất sữa chua hoa quả (mứt hoa quả thông thường chứa 50% đường
sacaroza).
b. Đồng hoá
Đồng hoá nhằm giảm kích thướt các cầu mỡ, phân bố chúng đồng đều, tránh hiện
tượng nổi lên của các cầu mỡ. Đồng hoá cải thiện trạng thái của sữa chua: quện sũa
mịn, đồng nhất.
Dịnh sữa được đồng hoá 60 – 70
0
C, 200 bar.
c. Thanh trùng
Thanh trùng là biện pháp xử lý nhiệt nhằm tiêu diệt vi sinh vật, tăng khả năng
hydrat hoá của casein (khả năng giữ nước tốt, hạn chế sự tách nước, quện sữa mịn,
chắc). Thanh trùng ở 90 – 95
0
C trong 5 phút, sau đó làm nguội tới nhiệt độ lên men
40 – 45
0
C.
d. Lên men
• Chuẩn bị chủng vi sinh vật
Trước hết việc chuẩn bị chủng vi sinh vật (trong sản xuất gọi là men giống)
cần đảm bảo độ chính xác cao và vô trùng.
Chủng thường bao gồm Streptococcus thermophiles và Lactobacillus
bulgaricus. Tỷ lệ cocci/bacilli thường là 1:1 hoặc 2:1. Tuy nhiên, tỷ lệ này có thể

thay đổi. Thời gian sử dụng chủng phải tuân thủ nghiêm ngặt bởi lẽ khi cấy trở lại
(repeated transfer) dễ bị nhiễm.
Khi dung chủng bột thương mại (commercial culture) người ta cấy chuyển
tiếp một vài lần để tang hoạt tính của chủng và để rút ngắn thời gian lên men
trong sản xuất.
Thông thường, từ chủng bột sẽ cấy lần 1 – chủng đầu (mother culture) rồi
cấy tiếp lần 2 – chủng thứ hay chủng trung gian (intermediate) và cấy lần 3 –
chủng sử dụng (bulk started).
Thời gian cấy lần lượt giảm từ 8h – 10h, 6 – 8h và lần 3 khoảng 3 – 4h.
Trang 6
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
Chuẩn bị chủng là một khâu rất quan trọng, quyết định chất lượng của sản
phẩm sữa lên men. Yêu cầu phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các bước và
trong điều kiện vô trùng.
Quy trình chuẩn bị chủng (men giống):
Sữa dùng làm môi trường phải có chất lượng cao, tổng số vi khuẩn thấp,
không có chất kháng sinh, không có chất tẩy rửa. Thanh trùng ở nhiệt độ 90 –
95
0
C trong 15 – 30 phút nhằm tiêu diệt hoàn toàn, loại trừ các chất kìm hãm
(inhibitory substance), biến tính protein, loại bỏ oxy hoà tan. Sau khi thanh trùng,
sữa được làm nguội đến nhiệt độ lên men 18 – 19
0
C cho pho mát, 20 – 22
0
C cho
bơ và 40 – 45
0
C cho sữa chua.
• Bảo quản chủng vi sinh vật

Trong trường hợp chủng là dạng bột (được sấy phương pháp thăng hoa) thì
có thể bảo quản được khá lâu. Nhược điểm là phải hoạt hoá (cấy chuyển tiếp 2-3
lần) rồi mới sử dụng.
Gần đây xu hướng dung chủng concentrate lạnh đông (frozen concentrate)
như chủng thứ (chủng trung gian) hoặc cấy trực tiếp vào sữa khá phổ biến. Ưu
điểm cơ bản của chủng lạnh đông này là rất an toàn, thuận tiện và kinh tế (cứ
70ml chủng concentrate đủ làm men 500 lít men giống)
• Cấy chủng vi sinh vật
Cần đảm bảo đúng số lượng, nhiệt độ. Lượng chủng còn phụ thuộc vào tỷ
lệ giữa vi khuẩn tạo acid lactic và vi khuẩn tạo hương vị. Tỷ lệ này ảnh hưởng tới
mùi vị của sản phẩm.
• Lên men
Thời gian lên men phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại vi khuẩn, lượng
chủng… và có thể kéo dài từ 3 đến 20h.
Điều quan trọng là giữ nhiệt độ đúng, ổn định. Trong quá trình lên men, vi
khuẩn phát triển rất nhanh và sẽ lên men lactoza thành acid lactic. Các vi khuẩn
Trang 7
Làm nguội đến nhiệt độ lên men
Bảo quản
Làm lạnh
Lên menCấy chủng
Xữ lý nhiệt
Sữa tươi (sữa bột hoàn
nguyên)
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
tạo chất thơm sẽ cho các sản phẩm như diaxetyl, acid axetic, propionic, aldehyt,
alcol este, CO
2
…
Nhiệt độ lên men của một sản phẩm là nhiệt độ thích hợp nhất cho loại vi

khuẩn nào đó phát triển. Khi chủng là hỗn hợp của các loại vi khuẩn thì nhiệt độ
thích hợp phụ thuộc vào tỷ lệ giữa các loại vi khuẩn đó.
Chủng để sản xuất sữa chua yoghurt gồm Lactobacillus bulgaricus và
Streptococcus thermophiles. Kinh nghiệm cho thấy sữa chua sẽ đạt tiêu chuẩn tốt
nhất (pH, mùi vị, hương thơm) khi tỷ lệ cocci/bacilli là 1:1 hoặc 2:1. Khi tỷ lệ
bacilli cao hơn cocci sẽ dẫn tới sữa chua có mùi chua do độ acid quá cao.
e. Làm lạnh, ủ chín
Sau khi đông tụ, sữa chua yoghurt được làm sạch và ủ chin ở 4 -60C ít nhất là
6h. Đây là giai đoạn rất quan trọng để tạo cho sản phẩm có mùi, vị trạng thái cần thiết.
Chỉ sau khi kết thúc quá trình này người ta mới có được sữa chua thành phẩm.
f. Bảo quản
Sữa chua yoghurt được bảo quản ở 4 -60C với thời gian thích hợp cho từng
loại.
II. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT
- Giả sử m là khối lượng một hộp sữa chua : m = 100g
-Năng xuất nhà máy 3 tấn/ngày
-Tổng lượng thành phẩm 30000 hộp/ngày
 TIÊU CHUẨN THÀNH PHẨM:
1. Chất khô không béo 8,5%
2. Chất béo 2,5%
3. Bột whey 0,95%
4. Đường sacharose 7,5%
5. Chất ổn định 0,35%
6. Men 0,03%
 NHU CẦU NGUYÊN LIỆU:
1. Chất khô không béo :
(kg/ngày)
2. Chất béo:
(kg/ngày)
3. Đường sacharose:

(kg/ngày)
4. Chất ổn định:
(kg/ngày)
5. Men
(kg/ngày)
Trang 8
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
 LƯỢNG NGUYÊN LIỆU CẦN CUNG CẤP TÍNH THEO THÀNH PHẨM:
1. Giả sử khối lường sữa tươi được sử dụng là :
2400 kg/ngày
Khối lượng béo trong sữa tươi (giả sử trong thành phần sưã tươi chứa 2%
béo )
(kg/ngày)
2. Bột sữa gầy ( W= 3,5% , hàm lượng béo 1% ,độ hòa tan 99% )
(kg/ngày)
Vì độ hòa tan của bột sữa gầy là 99% nên bột sữa gầy nguyên liệu cần :
(kg/ngày)
3. Chất béo :
a. Chất béo bột sữa gầy cung cấp :
(kg/ngày)
b. Chất béo do sữa cung cấp 48 kg/ngày.
c. Chất béo cần lấy từ bột sữa có 25% béo.
75 – 2,44 – 48 = 24,56 (kg/ngày)
4. Khối lượng sữa có 25% béo cần cung cấp.
24,56 × (kg/ngày)
5. Đường saccharose (giả sử đường có độ tinh khiết 99,7% ).
25 × = 225,677 (kg/ngày)
THAM KHẢO BẢNG TỶ LỆ HAO HỤT
CHO QUY TRÌNH SẢN XUẤT
Trang 9

Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
Quá trình Tỷ lệ hao hụt (%)
1) Phối trộn
2) Lọc
3) Gia nhiệt
4) Đồng hóa lần 1
5) Thanh trùng
6) Làm lạnh
7) Ageing
8) Đồng hóa 2
9) Thanh trùng 2
10) Làm nguội
11) Lên men
12) Làm lạnh 2
13) Chiết
0,3
0.2
0,1
0.025
0,025
0
0
0,025
0,025
0
0
0
0,2
III. THIẾT KẾ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG CHÍNH
__ MẶT BẰNG CHUNG __

Trang 10
PHÂN XƯỞNG
CHÍNH
PHÒNG TIÊU
CHUẨN HÓA
TRẠM CHỨA
( NẾU CHƯA
SẢN XUẤT
NGAY )
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền



__ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG CHÍNH __
(VẼ TAY NỘP THEO WORD)
 Chú thích :
1. Thiết bị gia nhiệt ( âm xuống sàn )
2. Thiết bị bốc hơi chân không
Trang 11
PHÒNG KIỂM
TRA CHẤT
LƯỢNG
PHÒNG CHIẾT
RÓT, LƯU TRỮ
SẢN PHẨM
PHÒNG
CHỨA SỮA
Thiết Kế Công Nghệ Nhà Máy Thực Phẩm GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
3. Thiết bị đồng hóa
4. Thiết bị làm lạnh

5. Tank lên men ( cao hơn sang 1/5h )
6. Thiết bị khuấy
7. Thùng chứa chủng vi sinh vật ( âm xuống sang 1/5h )
8. Thùng chứa hương liệu (mứt quả) ( âm xuống sàng 1/5h )
9,10,11,12. Cầu thang
13,14. Cửa ra vào
 Thuyết minh quy trình công nghệ :
Sữa sau khi đã kiểm tra chất lượng và làm sạch thì được gia nhiệt ở thiết bị
trao đổi nhiệt 1. Sữa nóng bị đưa qua thiết bị bốc hơi chân không 2, để làm tăng hàm
lượng chất khô.
Từ thiết bị bốc hơi chân không 2. Sữa được đưa vào thiết bị đồng hóa 3. Sữa
đồng hóa quay trở lại thiết bị trao đổi nhiệt 1 để thanh trùng. Sau đó sữa được làm
nguội đến nhiệt độ lên men thích hợp.
Tiếp theo sữa được bơm vào thùng khuấy trộn 6. Chủng vi sinh vậy từ thùng 7
cũng được chuyển vào thùng 6, sau khi đảo trộn đều thì chuyển vào thùng lên men để
yên cho đến khi sữa lên men. Khi đạt độ chua cần thiết thì sữa được làm lạnh ngay
xuống 20
0
C nhờ thiết bị làm lạnh 4.
Sau đó chuyển sang khâu chiết rót sản phẩm. Nếu là sữa chua hoa quả thì mứt
quả ở thùng 8 sẽ được bơm vào sữa trước khi vào máy rót.
Trang 12