Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với năng suất 32 triệu lít nguyên liệu năm gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu với năng suất 17 nghìn lít sản phẩm ca và sữa cô đặc không đường
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.46 MB, 128 trang )
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 VỚI NĂNG SUẤT 32 TRIỆU LÍT
NGUYÊN LIỆU/NĂM GỒM HAI DÂY CHUYỀN
SẢN XUẤT:
SỮA CHUA UỐNG HƯƠNG DÂU VỚI NĂNG
SUẤT 17000 LÍT SẢN PHẨM /CA VÀ SỮA CÔ
ĐẶC KHÔNG ĐƯỜNG.
Người hướng dẫn: T.S MẠC THỊ HÀ THANH
Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ HOÀI
Số thẻ sinh viên: 107150146
Lớp: 15H2B
Đà Nẵng, 12/2019
TÓM TẮT
Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với năng suất 32 triệu
lít nguyên liệu/năm gồm 2 dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu với năng suất
17 nghìn lít sản phẩm/ca và sữa cô đặc không đường”.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Số thẻ SV:
107150146
Lớp: 15H2B
Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm có 9 chương:
Chương 1: Lập luận về kinh tế - kỹ thuật: Tìm hiểu sự cần thiết xây dựng nhà máy
và chọn địa điểm xây dựng nhà máy, tìm hiểu về đặc điểm thiên nhiên, đặc điểm về
vùng nguyên liệu, mạng lưới đường giao thông, thị trường tiêu thụ, hợp tác hóa cũng
như là nhân cơng lao động trong nhà máy.
Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm: Tìm hiểu về các đặc điểm, tính
chất của ngun liệu và sản phẩm.
Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình cơng nghệ: Đưa ra cơ sở lựa chọn quy
trình cơng nghệ, lựa chọn quy trình và thuyết minh về quy trình.
Chương 4: 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 nhà máy.
Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm.
Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA: HÓA
NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Lê Thị Hồi
Lớp: 15H2B
Khoa: Hóa
Số thẻ sinh viên: 107150146
Ngành: Công nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với năng suất 32 triệu lít nguyên
liệu/năm gồm 2 dây chuyền sản xuất: Sữa chua uống hương dâu với năng suất 17 nghìn
lít sản phẩm/ca và sữa cơ đặc khơng đường.
2. Ðề 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 có hàm lượng chất khơ 13%, hàm lượng chất béo 3,8%.
- Sản phẩm sữa chua uống hương dâu có hàm lượng chất khô 17%, hàm lượng chất
béo 3,2%, và hàm lượng đường 4,5%.
- Sản phẩm sữa cô đặc không đường có hàm lượng chất khơ 31%, và hàm lượng
chất béo 9%.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
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 cơng nghệ
Chương 4: Tính cân bằng vật chất
Chương 5: Tính và chọn thiết bị
Chương 6: Tính nhiệt - hơi - nước
Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng nhà máy
Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm
Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy
Kết luận
Tài liệu tham khảo
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thuớc bản vẽ ):
Bản vẽ số 1: Sơ đồ kĩ thuật quy trình cơng nghệ
(A0)
Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính
(A0)
Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính
(A0)
Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi - nước
(A0)
Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy
(A0)
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: /
8. Ngày hoàn thành đồ án:
/
/2019
/2019
Đà nẵng, ngày… tháng … năm 2019
Trưởng Bộ môn Công Nghệ Thực
Người hướng dẫn
Phẩm
PGS. TS. Đặng Minh Nhật
TS. Mạc Thị Hà Thanh
LỜI NĨI ĐẦU
Bách Khoa khơng chỉ là ngơi trường đại học hàng đầu về kỹ thuật với chương trình
đào tạo rèn luyện tư duy và sự kiên trì. Bách Khoa trong tơi cịn là một hành trình hơn
4 năm trải nghiệm đầy thú vị và nhiều màu sắc. Nơi đây có những thầy cơ tận tình giảng
dạy, khuyến khích sinh viên chủ động, sáng tạo; là những ngày ôn thi căng thẳng quên
hết thời gian; hay là những ngày tình nguyện với nhiệt huyết của tuổi trẻ. Ở Bách Khoa,
tôi học được giá trị của cuộc sống, học được sự mạnh mẽ cần thiết, là con gái học Bách
Khoa vất vả nhưng chưa bao giờ tơi hối hận, mà cịn cảm thấy biết ơn vì cũng là một nữ
sinh của Bách Khoa. Đáng q hơn, Bách Khoa cịn cho tơi những người bạn, những
người thầy, người cô thân thiết, những mối quan hệ mà có lẽ sẽ theo tơi trong suốt cuộc
đời. Thật lòng cảm ơn Bách Khoa.
Khép lại những năm tháng đó chính là mùa đồ án cuối cùng của đời sinh viên - đồ
án tốt nghiệp. Chắc hẳn tơi sẽ khơng thể nào hồn thành tốt nếu khơng có sự giúp đỡ tận
tình của các thầy cơ, đặc biệt là cô Mạc Thị Hà Thanh, người đã trực tiếp theo sát tơi
trong q trình hồn thành đồ án. Tơi xin chân thành cám ơn tồn thể các thầy cơ trong
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và các thầy cơ giáo trong Khoa Hóa
nói riêng đã dạy dỗ và truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức bổ ích và những bài học
kinh nghiệm quý báu; các thầy cơ đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi được
hồn thành khóa học tại trường. Tơi xin chúc các thầy cơ giáo trong Khoa Hóa dồi dào
sức khỏe và thành công trong sự nghiệp.
Đà Nẵng, ngày 9 tháng 12 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Hoài
i
CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả tính tốn trong đồ án tốt nghiệp này là
trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào . Các thông tin về thiết bị
đều được trích dẫn chính xác từ các tài liệu đã được nêu trong mục tài liệu tham khảo
với chú thích cụ thể.
Bố cục trình bày bài thuyết minh, bản vẽ và các giấy tờ quy định cũng được thực
hiện theo đúng quy định của nhà trường.
Đà Nẵng, ngày 9 tháng 12 năm 2019.
Sinh viên thực hiện
Lê Thị Hoài
ii
MỤC LỤC
TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI NÓI ĐẦU.......................................................................................................................... i
CAM ĐOAN ............................................................................................................................ii
MỤC LỤC .............................................................................................................................. iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ........................................................................... vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT....................................................... 2
1.1. Sự cần thiết xây dựng nhà máy................................................................................. 2
1.2. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................................ 2
1.2.1. Vị trí địa lý................................................................................................................ 2
1.2.2. Địa hình..................................................................................................................... 2
1.2.3. Khí hậu ...................................................................................................................... 3
1.3. Vùng nguyên liệu.......................................................................................................... 3
1.4. Thị trường tiêu thụ ...................................................................................................... 3
1.5. Nguồn cung cấp nước.................................................................................................. 3
1.6. Nguồn cung cấp điện ................................................................................................... 3
1.7. Nguồn cung cấp hơi nước........................................................................................... 3
1.8. Nguồn cung cấp nhiên liệu ......................................................................................... 3
1.9. Hệ thống thoát nước .................................................................................................... 4
1.10. Xử lý nước thải ........................................................................................................... 4
1.11. Giao thông vận tải...................................................................................................... 4
1.12. Khả năng cung cấp nguồn nhân lực ...................................................................... 4
1.13. Sự hợp tác hóa ............................................................................................................ 4
1.14. Kết luận ........................................................................................................................ 4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM .......................... 5
2.1. Tổng quan về nguyên liệu .......................................................................................... 5
2.1.1. Nguyên liệu chính .................................................................................................... 5
2.1.2. Nguyên liệu phụ.....................................................................................................12
2.2. Tổng quan về sản phẩm............................................................................................16
2.2.1. Sữa cô đặc không đường.......................................................................................16
2.2.2. Sữa chua uống hương dâu.....................................................................................18
2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm sữa ở trong nước và trên thế giới
..................................................................................................................................................20
iii
2.3.1. Tình hình tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa ở Việt Nam .............................20
2.3.2. Tình hình tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa trên thế giới ............................21
CHƯƠNG 3. CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ..............22
3.1. Chọn phương án thiết kế ..........................................................................................22
3.1.1. Đối với sản phẩm sữa chua uống hương dâu .....................................................22
3.1.2. Đối với sản phẩm sữa cô đặc không đường .......................................................22
3.2. Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ....................................................................................24
3.3. Thuyết minh quy trình..............................................................................................26
3.3.1. Thuyết minh các công đoạn chung cho hai dây chuyền ...................................26
3.3.2. Thuyết minh cho dây chuyền sữa chua uống hương dâu..................................28
3.3.3. Thuyết minh cho dây chuyền sữa cơ đặc khơng đường....................................31
CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ..............................................................34
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy .............................................................................34
4.1.1. Kế hoạch nhập nguyên liệu ..................................................................................34
4.1.2. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ...........................................................................34
4.2. Tính cân bằng vật chất .............................................................................................35
4.2.1. Tính cân bằng vật chất cho cơng đoạn chung của hai dây chuyền..................35
4.2.2. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu .36
4.2.3. Tính cân bằng vật chất dây chuyền sản xuất sữa cơ đặc khơng đường ..........42
4.3. Tính tỉ trọng của sữa tươi nguyên liệu ..................................................................46
4.3.1. Tính tỉ trọng của sữa tươi nguyên liệu ................................................................46
4.3.2. Tính tỉ trọng của sữa đi vào dây chuyền sữa chua uống hương dâu ...............47
4.3.3. Tỷ trọng của sữa cô đặc không đường ................................................................47
4.4. Bảng tổng kết ..............................................................................................................48
CHƯƠNG 5. CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ ....................................................................50
5.1. Tính tốn và chọn thiết bị ........................................................................................50
5.1.1. Cách tính và chọn thiết bị .....................................................................................50
5.1.2. Tính tốn và chọn thiết bị chung cho cả hai dây chuyền..................................51
5.1.3. Tính tốn thiết bị cho dây chuyền sữa chua uống hương dâu ..........................53
5.1.4. Tính và chọn thiết bị dây chuyền sản xuất sữa cô đặc khơng đường ..............62
5.2. Tính và chọn bơm ......................................................................................................70
5.2.1. Bơm vận chuyển sữa tươi nguyên liệu qua các công đoạn ..............................70
5.2.2. Bơm vận chuyển sữa khi cô đặc ..........................................................................70
5.2.3. Bơm vận chuyển syrup và cream.........................................................................71
5.3. Băng tải vận chuyển sữa hộp qua đóng thùng ....................................................71
5.3.1. Sữa chua uống hương dâu.....................................................................................71
iv
5.3.2. Sữa cô đặc không đường.......................................................................................71
5.4. Bảng tổng kết các thiết bị .........................................................................................71
CHƯƠNG 6. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT – HƠI – NƯỚC.........................................73
6.1. Cân bằng nhiệt............................................................................................................73
6.1.1. Tính nhiệt cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ chung cho hai dây chuyền ..................73
6.1.2. Tính cân bằng nhiệt cho dây chuyền sữa chua uống hương dâu .....................74
6.1.3. Tính nhiệt cho dây chuyền sữa cơ đặc khơng đường ........................................78
6.2. Tính hơi và nhiên liệu ...............................................................................................83
6.2.1. Tính chi phí hơi ......................................................................................................84
6.2.2. Tính nhiên liệu .......................................................................................................85
6.3. Tính cấp – thoát nước ...............................................................................................86
6.3.1. Cấp nước .................................................................................................................86
6.3.2. Thoát nước ..............................................................................................................87
CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC NHÂN SỰ - XÂY DỰNG ........................................89
7.1. Tính tổ chức nhân sự.................................................................................................89
7.1.1. Sơ đồ tổ chức..........................................................................................................89
7.1.2. Chế độ làm việc .....................................................................................................89
7.1.3. Tính nhân lực..........................................................................................................89
7.2. Tính xây dựng .............................................................................................................91
7.2.1. Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy ..................................................................91
7.2.2. Các cơng trình xây dựng .......................................................................................91
7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy ......................................................................... 104
7.3.1. Diện tích khu đất................................................................................................. 104
7.3.2. Tính hệ số sử dụng Ksd ....................................................................................... 104
CHƯƠNG 8. KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM ......................................... 105
8.1. Mục đích kiểm tra sản xuất và sản phẩm.......................................................... 105
8.2. Kiểm tra nguyên liệu .............................................................................................. 105
8.3. Kiểm tra công đoạn trong quá trình sản xuất .................................................. 106
8.4. Kiểm tra thành phẩm............................................................................................. 107
CHƯƠNG 9 : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY ........................ 108
9.1. An toàn lao động ..................................................................................................... 108
9.1.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây ra tai nạn trong quá trình sản xuất ............... 108
9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ..................................................... 108
9.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động...................................................... 108
9.2. Vệ sinh công nghiệp ................................................................................................ 109
9.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân ......................................................................... 109
v
9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị .................................................................................. 109
9.2.3. Xử lý nước thải ................................................................................................... 109
KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 110
TÀI LIỆU THAM KHẢO
vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý của sữa bò ...........................................................................5
Bảng 2.2 Thành phần hóa học trong sữa của con người và một số động vật (% khối
lượng) ................................................................................................................................6
Bảng 2.3 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) ..............................................6
Bảng 2.4 Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi nguyên liệu .................................................... 10
Bảng 2.5 Chỉ tiêu hóa lí của sữa tươi ngun liệu ............................................................ 10
Bảng 2.6 Hàm lượng kim loại nặng trong sữa tươi nguyên liệu ..................................... 10
Bảng 2.7 Các chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa tươi nguyên liệu .......................................... 10
Bảng 2.8 Chỉ tiêu chất lượng của cream ............................................................................ 12
Bảng 2.9 Tiêu chuẩn chất lượng đường RE TCVN 6959:2001 ...................................... 12
Bảng 2.10 Các chỉ tiêu chất lượng của nước TCVN 5501:1991 ..................................... 13
Bảng 2.11 Chỉ tiêu chất lượng của Lecithin ...................................................................... 14
Bảng 2.12 Đặc điểm, tính chất của disodium phosphate.................................................. 14
Bảng 2.13 Chỉ tiêu vi sinh của sữa đặc không đường ...................................................... 17
Bảng 2.14 Chỉ tiêu hóa lý của sữa đặc khơng đường ....................................................... 17
Bảng 2.15 Phụ gia thực phẩm cho phép trong sữa đặc không đường............................. 18
Bảng 2.16 Chỉ tiêu cảm quan của sữa chua uống hương dâu .......................................... 19
Bảng 2.17 Chỉ tiêu hóa lí của sữa chua .............................................................................. 19
Bảng 2.18 Chỉ tiêu hàm lượng kim loại nặng trong sữa chua ......................................... 19
Bảng 2.19 Chỉ tiêu vi sinh của sữa chua ............................................................................ 20
Bảng 4.1 Bảng nhập nguyên liệu của nhà máy.................................................................. 34
Bảng 4.2 Bảng sản xuất theo ca của nhà máy.................................................................... 34
Bảng 4.3 Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy ................................................................ 35
Bảng 4.4 Tiêu hao qua các công đoạn chung của hai dây chuyền .................................. 35
Bảng 4.5 Tiêu hao qua các công đoạn của dây chuyền sữa chua uống hương dâu ...... 37
Bảng 4.6 Tiêu hao qua các công đoạn sữa cô đặc không đường..................................... 42
Bảng 4.7 Tổng kết nguyên liệu và bán thành phẩm ở từng công đoạn .......................... 48
Bảng 4.8 Bảng tổng kết nguyên liệu phụ ở các công đoạn .............................................. 49
Bảng 4.9 Bảng tổng kết bao bì sản phẩm ........................................................................... 49
vii
Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc túi................................................................. 52
Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế ................................................................... 52
Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt bản mỏng .......................................... 53
Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí................................................................ 54
Bảng 5.5 Thơng số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa ............................................................ 54
Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật của thiết bị thanh trùng và làm nguội ................................ 55
Bảng 5.7 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men .............................................................. 56
Bảng 5. 8 Thông số kỹ thuật nồi nấu siro........................................................................... 57
Bảng 5. 9 Thông số kỹ thuật của gàu tải ............................................................................ 58
Bảng 5. 10 Thơng số kỹ thuật của Vít tải........................................................................... 58
Bảng 5. 11 Thông số kỹ thuật của thiết bị phối trộn......................................................... 60
Bảng 5. 12 Thơng số kỹ thuật của bồn chờ rót.................................................................. 61
Bảng 5. 13 Thơng số kỹ thuật của máy rót hộp................................................................. 61
Bảng 5. 14 Thông số kỹ thuật của máy đóng thùng.......................................................... 62
Bảng 5. 15 Thơng số kỹ thuật của thiết bị phối trộn......................................................... 64
Bảng 5. 16 Thông số kỹ thuật thiết bị gia nhiệt................................................................. 65
Bảng 5. 17 Thông số kỹ thuật thiết bị cô đặc .................................................................... 65
Bảng 5. 18 Thơng số kĩ thuật của thiết bị đồng hóa ......................................................... 66
Bảng 5. 19 Thông số kỹ thuật thiết bị tiệt trùng ................................................................ 68
Bảng 5. 20 Thông số kỹ thuật bồn chờ rót......................................................................... 69
Bảng 5. 21 Thơng số kĩ thuật của máy rót vơ trùng ......................................................... 69
Bảng 5. 22 Thơng số kỹ thuật của máy đóng thùng.......................................................... 70
Bảng 5. 23 Thơng số kĩ thuật bơm ...................................................................................... 70
Bảng 5. 24 Thông số kỹ thuật bơm vận chuyển sữa cô đặc............................................. 70
Bảng 5. 25 Thông số kỹ thuật bơm vận chuyển cream, siro............................................ 71
Bảng 5. 26 Bảng tổng kết các thiết bị trong dây chuyền sản xuất .................................. 71
Bảng 6. 1 Bảng tổng kết chi phí hơi cho các thiết bị ........................................................ 84
Bảng 6. 2 Lượng nước lạnh và nước nóng cần dùng cho các thiết bị sản xuất ............. 86
Bảng 7. 1 Tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp ................................................................ 90
Bảng 7. 2 Bảng tổng kết các cơng trình xây dựng toàn nhà máy .................................. 103
Bảng 8.1 Kiểm tra nguyên liệu.......................................................................................... 105
Bảng 8.2 Kiểm tra các công đoạn sản xuất ...................................................................... 106
viii
Hình 2.1 Cấu trúc micelle của casein. ...................................................................................7
Hình 2.2 Cấu tạo vi khuẩn Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus ..... 15
Hình 2.4 Một số sản phẩm sữa cô đặc không đường ....................................................... 16
Hình 2.5 Sản phẩm sữa chua uống hương dâu . ................................................................ 18
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ của hai sản phẩm sữa chua uống hương dâu và sữa
cô đặc khơng đường ..................................................................................................... 25
Hình 4.1 Sơ đồ các cơng đoạn chung của hai dây chuyền ............................................... 36
Hình 4.2 Sơ đồ dây chuyền sữa chua uống hương dâu .................................................... 37
Hình 4.3 Sơ đồ cơng đoạn phối trộn ................................................................................... 38
Hình 4.4 Sơ đồ cơng đoạn cấy giống .................................................................................. 40
Hình 5. 1 Cấu tạo thùng chứa .............................................................................................. 50
Hình 5.2 Thiết bị lọc túi tháo rời GEA KA 70-76 ........................................................... 52
Hình 5. 3 Lưu lượng kế Dong Yan ..................................................................................... 52
Hình 5.4 Thiết bị gia nhiệt sơ bộ ......................................................................................... 53
Hình 5.5 Thiết bị bài khí....................................................................................................... 54
Hình 5.6 Thiết bị đồng hóa .................................................................................................. 54
Hình 5.7 Thiết bị thanh trùng,làm nguội ............................................................................ 55
Hình 5.8 Thiết bị lên men..................................................................................................... 56
Hình 5. 9 Nồi nấu siro........................................................................................................... 57
Hình 5.10 Silo chứa đường .................................................................................................. 57
Hình 5. 11 Gàu tải ................................................................................................................. 58
Hình 5. 12 Vít tải ................................................................................................................... 58
Hình 5. 13 Thùng chứa siro đường ..................................................................................... 59
Hình 5. 14 Thiết bị phối trộn ............................................................................................... 60
Hình 5. 15 Bồn chờ rót loại Tetra Pak ................................................................................ 61
Hình 5. 16 Máy chiết rót Tetra Brik ................................................................................... 61
Hình 5. 17 Máy đóng thùng ................................................................................................. 62
Hình 5. 18 Thùng chứa cream ............................................................................................ 63
Hình 5. 19 Thiết bị phối trộn ............................................................................................... 64
Hình 5. 20 Thiết bị trao đổi nhiệt Alfa laval baseline 3 ................................................... 65
Hình 5. 21 Thiết bị cơ đặc.................................................................................................... 65
Hình 5. 22 Thiết bị đồng hóa ............................................................................................... 66
Hình 5. 23 Thiết bị phối trộn ............................................................................................... 66
Hình 5. 24 Thiết bị tiệt trùng ............................................................................................... 68
Hình 5. 25 Bồn chờ rót ......................................................................................................... 69
Hình 5. 26 Máy rót vơ trùng ................................................................................................ 69
ix
Hình 5. 27 Máy đóng thùng ................................................................................................. 70
Hình 5. 28 Bơm vận chuyển sữa ......................................................................................... 70
Hình 7. 1 Sơ đồ tổ chức nhà máy ........................................................................................ 89
Hình 7. 2 Hệ thống lọc, kiểm tra sữa nguyên liệu............................................................. 93
Hình 7. 3 Thùng chứa sữa .................................................................................................... 93
x
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cô
đặc không đường.
MỞ ĐẦU
Ngành công nghiệp sản xuất, chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa của Việt Nam
những năm gần đây có sự phát triển năng động, cung cấp nhiều sản phẩm đa dạng cho
đời sống kinh tế quốc dân, đáp ứng nhu cầu trong nước, từng bước thay thế các mặt hàng
sữa nhập khẩu và tham gia xuất khẩu với sự đa dạng về mẫu mã và chủng loại. Bên cạnh
đó, ngành đã có nhiều đóng góp đáng kể vào ngân sách nhà nước, tạo nhiều việc làm
cho người lao động, góp phần bảo đảm đời sống nhân dân và ổn định tình hình xã hội,
trở thành một mắt xích quan trọng của nền nông nghiệp Việt Nam. Sự đi lên của ngành
công nghiệp chế biến sữa là động lực để phát triển ngành chăn ni bị sữa, một trong
những ngành tạo ra thu nhập tương đối cao cho người nông dân Việt Nam. Nước ta hồn
tồn có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển ngành này nhưng để ngành chăn ni bị
sữa thật sự là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước thì sự phát triển
các ngành cơng nghiệp chế biến sữa phải đi trước một bước.
Ngày nay, các sản phẩm từ sữa bò hết sức đa dạng và phong phú. Từ sữa bò người
ta đã sản xuất, chế biến vơ vàn các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương vị k hác
nhau. Tuy nhiên, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và lợi ích riêng của mỗi sản phẩm mà
mức độ tiêu thụ của chúng trên thị trường cũng không giống nhau. Chất lượng cuộc sống
của người tiêu dùng ngày càng được nâng cao nên nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm di nh
dưỡng ngày càng tăng. Người tiêu dùng có xu hướng địi hỏi cao hơn về tính phù hợp,
sử dụng sản phẩm khơng những ngon, bổ mà còn phù hợp với thể trạng và túi tiền. Hiện
nay, trong các sản phẩm từ sữa như: sữa cô đặc, sữa lên men, sữa thanh trùng, sữa tiệt
trùng ..., thì sữa cơ đặc và sữa chua là dịng sản phẩm tiện ích và chiếm tỷ trọng cao nhất
trong cơ cấu doanh thu trong nước của các công ty sản xuất, chế biến sữa.
Trước nhu cầu thực tế đó, tơi chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy
sản xuất sữa từ sữa tươi với năng suất 32 triệu lít nguyên liệu/năm gồm hai dây chuyền
sản xuất: sữa chua uống hương dâu với năng suất 17 nghìn lít sản phẩm/ca và sữa cơ đặc
khơng đường.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
1
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cô
đặc không đường.
CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
1.1. Sự cần thiết xây dựng nhà máy
Hiện nay, người tiêu dùng có xu hướng địi hỏi những sản phẩm có chất lượng cao
khơng chỉ giàu dinh dưỡng mà còn đảm bảo sự tươi sạch và an toàn, họ gia tăng nhu cầu
tiêu thụ các sản phẩm sữa từ nguyên liệu sữa bò tươi sạch, giảm lượng tiêu thụ các sản
phẩm từ sữa hoàn nguyên truyền thống vốn có sản lượng cung ứng cao nhất trên thị
trường sữa Việt Nam.
Dựa trên những cơ sở đó, việc xây dựng một nhà máy chế biến sữa từ nguồn
nguyên liệu sữa tươi sạch rất cần thiết hiện nay. Để xây dựng được một nhà máy sữa đạt
hiệu quả kinh tế cao nhất thì yếu tố lựa chọn địa điểm đóng vai trò rất quan trọng. Qua
nghiên cứu và khảo sát chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở xã Long Khánh, huyện Bến
Cầu, tỉnh Tây Ninh, một địa điểm có nhiều trang trại bị sữa quy mơ lớn nhất ở khu vực
Nam Trung Bộ. Địa điểm này có điều kiện tự nhiên thuận lợi với nguồn lao động dồi
dào rất thích hợp để xây dựng một nhà máy chế biến sữa.
1.2. Điều kiện tự nhiên
1.2.1. Vị trí địa lý
Bến Cầu là một trong chín huyện, thị thuộc tỉnh Tây Ninh, có diện tích tự nhiên
233 km2, cách thị xã Tây Ninh 30 km về phía Tây Nam và cách Thành phố Hồ Chí Minh
70 km về phía Tây Bắc.
Bến Cầu nằm trên tuyến giao lưu trực tiếp giữa vùng kinh tế trọng điểm phía Nam
và Cam-Pu-Chia, cách Thành phố Hồ Chí Minh và Thị xã Tây Ninh khơng xa, nên khá
thuận lợi để phát triển một nền kinh tế toàn diện.
1.2.2. Địa hình
Địa hình của huyện khá bằng phẳng, có xu hướng thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông
Nam và được chia thành ba dạng địa hình chính: dạng địa hình cao đồi gị, có độ cao
trên 4m, chiếm 13,37% diện tích tự nhiên tồn huyện và được phân bổ xen kẽ ở các xã
Lợi Thuận, thị trấn, Tiên Thuận, Long Giang, Long Chữ và Long Phước; dạng địa hình
trũng thấp có độ cao 0,8m, chiếm 32,68% diện tích tự nhiên của huyện, phân bố tập
trung dọc theo sông Vàm Cỏ Đông thuộc hai xã An Thạnh, Lợi Thuận và một phần của
hai xã Tiên Thuận, Long Chữ; dạng địa hình trung bình, có độ cao từ 0,8-4m, chiếm
53,74% diện tích tự nhiên tồn huyện được phân bổ xen kẽ ở các xã, thị trấn trong huyện.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
2
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cơ
đặc khơng đường.
1.2.3. Khí hậu
Huyện Bến Cầu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với những đặc trưng
chính là nắng nhiều (nhiệt độ bình qn trong năm 27,7 oC) và nằm trong khu vực có
lượng mưa và số ngày mưa tương đối thấp nhưng lại phân bổ không đều giữa các tháng.
Hệ thống kênh rạch đều có hướng Tây-Bắc, Đơng- Nam, mật độ thưa, ngắn và dịng
chảy khơng rõ rệt, có vai trị hết sức quan trọng trong việc cung cấp và tiêu nước phục
vụ sản xuất nơng nghiệp.
Có 2 hướng gió chủ yếu: Tây Nam vào mùa mưa và Đông Bắc vào mùa khô.
1.3. Vùng nguyên liệu
Hiện nay ở Tây Ninh, có các trang trại chăn ni bị sữa quy mơ lớn, hiện đại, được
đầu tư bài bản của các tập đoàn lớn Vinamilk với quy mơ hàng ngàn con. Trang trại bị
sữa Tây Ninh đi vào hoạt động đã giúp nâng tổng đàn bò trong nước cung cấp sữa lên
xấp xỉ 130.000 con, với sản lượng gần 1 triệu lít sữa tươi nguyên liệu mỗi ngày.
1.4. Thị trường tiêu thụ
Thị trường tiêu thụ sản phẩm chủ yếu ở trong tỉnh Tây Ninh và các tỉnh thuộc khu
vực Nam Trung Bộ.
1.5. Nguồn cung cấp nước
Lượng nước tiêu thụ trong một nhà máy sữa là rất lớn. Nước sử dụng với các mục
đích: nước dùng cho sinh hoạt và nước dùng để sản xuất. Do vậy chất lượng nước đưa
vào sản xuất đóng vai trị vô cùng quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản
phẩm. Nhà máy xây dựng hệ thống nước với nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước thủy
cục. Nước sử dụng cần phải được xử lý để đạt tiêu chuẩn dùng cho việc sản xuất sữa.
1.6. Nguồn cung cấp điện
Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy nằm trong mạng lưới điện cung cấp cho khu
cơng nghiệp. Ngồi ra để đề phòng sự cố mất điện đột ngột, nhà máy dự trữ thêm một
số máy phát điện để dùng khi mất điện.
1.7. Nguồn cung cấp hơi nước
Hơi nước là một trong những nguồn phụ trợ rất quan trọng đối với một nhà máy
sản xuất. Để đảm bảo cho hoạt động của nhà máy, hơi cấp phải là hơi nước bão hịa,
được cấp bởi lị hơi có áp suất > 9,5 atm.
1.8. Nguồn cung cấp nhiên liệu
Để đảm bảo cho lò hơi hoạt động tốt, cho nhiệt lớn, sạch sẽ và ít độc hại đáp ứng
được yêu cầu về sản xuất cũng như đảm bảo vệ sinh môi trường, nhà máy sẽ sử dụng
dầu DO, FO và xăng có thể mua từ cơng ty dầu khí Petrolimex.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
3
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cơ
đặc khơng đường.
1.9. Hệ thống thốt nước
Trong nhà máy sữa, nước thải chủ yếu là nước rửa các thiết bị trong đó chủ yếu là
hóa chất cộng với các chất hữu cơ, đây là môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật phát
triển. Do đó hệ thống thốt nước phải đảm bảo thốt hết nước, khơng bị ứ đọng, không
ảnh hướng đến vệ sinh, môi trường trong khu sản xuất chính.
1.10. Xử lý nước thải
Đối với nước thải nhà máy sữa, phương pháp xử lý tốt nhất là phương pháp xử lý
kị khí kết hợp với xử lý hiếu khí. Nước thải sau khi xử lý phải đảm bảo đạt tiêu chuẩn
thải ra môi trường (TCVN 5945), đảm bảo vệ sinh môi trường cho khu vực nhà máy và
khu công nghiệp.
1.11. Giao thông vận tải
Nhà máy được đặt gần với các trang trại bò sữa nên thuận tiện cho việc vận chuyển
sữa tươi nguyên liệu tới nhà máy được nhanh chóng, đảm bảo chất lượng nguyên liệu
và tiết kiệm chi phí vận chuyển.
1.12. Khả năng cung cấp nguồn nhân lực
Bến Cầu là huyện có nguồn nhân lực dồi dào, đây là nguồn cung cấp lượng lớn
công nhân phục vụ cho quá trình sản xuất của nhà máy. Bên cạnh đó nhà máy sẽ tuyển
dụng cán bộ, kỹ sư,... cho nhà máy từ các trường đại học ở Bình Dương, Đồng Nai, TP.
Hồ Chí Minh ... để quản lý và giám sát quá trình hoạt động và vận hành của nhà máy.
1.13. Sự hợp tác hóa
Với ngành cơng nghệ chế biến sữa: Nhà máy cần có sự hợp tác lâu dài bền vững
với các trang trại chăn ni bị sữa trên địa bàn trong và ngồi khu vực để có thể đáp
ứng được nhu cầu nguồn nguyên liệu. Mặt khác, nhà máy cần liên kết với các doanh
nghiệp như nhà máy cung cấp bao bì, nhà máy nước thành phố, sở điện lực thành phố
Tây Ninh, công ty mơi trường đơ thị… Từ đó giảm được chi phí đầu tư, điện nước và
dễ dàng kiểm sốt ơ nhiễm.
1.14. Kết luận
Với những điều kiện thuận lợi như vị trí đặt nhà máy 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.
Cho thấy rằng việc xây dựng nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi ở huyện
Bến Cầu, tỉnh Tây Ninh là phù hợp và có tính thuyết phục cao. Nhà máy được xây dựng
lên sẽ đáp ứng nhu cầu việc làm cho một lượng lao động đồng thời thúc đẩy dịch vụ
phát triển hơn. Từ đó góp phần phát triển nền kinh tế của Tây Ninh nói riêng và của cả
đất nước nói chung.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
4
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cô
đặc không đường.
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
Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức
ăn để nuôi sống động vật non. Sữa là thức uống có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự
phát triển của cơ thể. Những chất này có khả năng đồng hóa cao vì vậy từ lâu con người
đã biết sử dụng sữa như một loại thực phẩm rất bổ dưỡng cho cơ thể, nhất là đối với trẻ
sơ sinh [1].
2.1.1.2. Tính chất vật lý của sữa
Các chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò được thể hiện ở Bảng 2.1 bên dưới.
Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý của sữa bò
Đại lượng
Đơn vị đo
Giá trị
pH
-
6,5 ÷ 6,7
Độ chua
0D
15 ÷ 18
Tỷ trọng
g/cm3
1,028 ÷ 1,036
Điểm đơng đặc
0C
-0,54 ÷ -0,59
Thế oxy hóa-khử
V
0,10 ÷ 0,20
Sức căng bề mặt (20 0C)
dynes/cm
50
Độ dẫn điện
1/ohm.cm
0,004 ÷ 0,005
Nhiệt dung riêng
Cal/g.0C
0,933 ÷ 0,954
Sữa là một chất lỏng đục, do sự có mặt của các chất béo, protein và một số chất
khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa chủ yếu phụ thuộc hàm lượng β-caroten
trong chất béo sữa. Sữa bị thường có màu từ trắng đến vàng nhạt, có mùi thơm rất đặc
trưng và có vị ngọt nhẹ [1].
2.1.1.3. Thành phần hóa học của sữa
Sữa có các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các chất béo. Ngồi
ra, sữa cịn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nito
phi protein, các vitamin, hormone, các chất màu và khí. Thành phần và hàm lượng của
các loại sữa không giống nhau, chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như
thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe,
độ tuổi, độ lớn của con vật, loài, giống và nhiều yếu tố khác.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
5
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cô
đặc không đường.
Sữa là một chất lỏng hỗn hợp giàu dinh dưỡng, tỉ lệ cân đối các chất: protein, lipid,
glucid, khống, vitamin… [1]. Thành phần hóa học trong sữa của người và một số loài
động vật được thể hiện ở Bảng 2.2 và Bảng 2.3.
Bảng 2.2 Thành phần hóa học trong sữa của con người và một số động vật (% khối
lượng)
Nguồn sữa
Protein tổng
Casein
Lipid
Glucid
Khống
Người
1,2
0,5
3,8
7,0
0,2
Bị
Dê
3,4
3,6
2,8
2,7
3,9
4,1
4,8
4,7
0,8
0,8
Cừu
5,8
4,9
7,9
4,5
0,8
Bảng 2.3 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng)
Thành phần
Khoảng biến thiên
Giá trị trung bình
Nước
85,5 ÷ 89,5
87,5
Tổng chất khơ
10,5 ÷ 14,5
13,0
- Lactose
3,6 ÷ 5,5
4,8
- Protein
2,9 ÷ 5,0
3,4
- Lipid
2,5 ÷ 6,0
3,9
- Khống
0,6 ÷ 0,9
0,8
Lactose
Trong sữa, hàm lượng lactose trung bình đạt 50 g/l, tồn tại dưới hai dạng:
+ Dạng α-lactose monohydrate (ngậm một nước): góc quay cực +89,4
+ Dạng β-lactose anhydrous (khan): góc quay cực +35
Tỷ lệ hàm lượng giữa hai dạng phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa [1].
Lactose rất nhạy nhiệt: 110 ÷ 130 0C xảy ra dạng mất nước của tinh thể đường,
trên 150 0 C xuất hiện màu vàng và ở 170 0C là màu nâu đậm do đường bị caramen hóa.
Tuy nhiên khi ở trong sữa, người ta nhận thấy lactose bị caremen hóa khi nhiệt độ khơng
cao lắm (< 130 0 C). Ngồi ra, vì là đường khử nên lactose cũng tham gia phản ứng với
các hợp chất chứa nitơ tạo nên các sản phẩm có màu do phản ứng melanoidine [2].
Protein
Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein. Hàm lượng protein của
các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong khoảng 2,9 ÷ 5%. Riêng
đối với sữa bị hàm lượng protein khoảng 3,3 ÷ 3,5%.
Các protein của sữa là những protein hoàn thiện. Trong thành phần protein của sữa
có đến 19 loại acid amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid amin khơng thay thế
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
6
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cô
đặc không đường.
được như: valine, leucine, isoleucine, methyonine, treonine, phenylalanine, triptophan
và lysine.
Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: casein chiếm khoảng 75 ÷ 85%, lactalbumin
chiếm khoảng 6%, lactoglobulin chiếm khoảng 12% trong toàn bộ lượng protein có
trong sữa và cịn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể [1].
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 canxi, magie, phosphate và citrate). Hình 2.1 thể hiện cấu trúc micelle của casein.
A - tiểu micelle
B - đầu ưa nước của κ-casein
C - phosphate
D - κ-casein
E - tương tác kỵ nước
Hình 2.1 Cấu trúc micelle của casein [1].
Casein không tồn tại tự do trong sữa nhưng tồn tại dưới dạng các hạt micelle có
kích thước từ 0,2 m ÷ 0,4 m. Mỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle tạo thành.
Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm, liên kết với nhau nhờ
muối Ca3 (PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước. Kích thước micelle phụ thuộc
vào hàm lượng Ca 2+ có trong sữa [1].
Chất béo
Chất béo sữa tồn tại ở hai dạng:
- Lipid đơn giản (glyxerid và sterid): bao gồm các acid béo bão hịa và khơng bão
hịa. Hàm lượng acid béo khơng bão hòa được xác đinh bởi chỉ số iodine của chất béo.
Thành phần định tính và định lượng các acid béo trong sữa làm thay đổi chỉ số khúc xạ
của sữa.
- Lipid phức tạp: thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử, gồm hai nhóm
chính là các hợp chất với glyxerol và các hợp chất với sphingosine, tên gọi chung là
phosphoaminolipid, đại diện là lecitine và cephaline.
Trong sữa, chất béo tồn tại dưới dạng huyền phù của các ht cu bộo (ng kớnh
0,1 ữ 20 àm) c bao bọc bởi một lớp màng lipo-protein tích điện âm. Các màng này
có vai trị làm bền hệ nhũ tương trong sữa.
Khoáng
Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8 ÷ 10 g/l [1]. Các muối trong sữa
tồn tại ở dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein).
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
7
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cô
đặc không đường.
Trong số các nguyên tố khoáng trong sữa, canxi, phospho và magie chiếm hàm
lượng cao nhất. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tại dưới
dạng các muối hòa tan.
Các ngun tố khống khác như kali, natri, clo… đóng vai trị chất điện ly
(electrolyte). Cùng với lactose, chúng góp phần cân bằng áp lực thẩm thấu của sữa trong
bầu vú động vật với áp lực máu. Khi con vật bị viêm vú, hoặc cuối chu kỳ tiết sữa, hàm
lượng NaCl tăng vọt làm sữa có vị mặn.
Ngồi ra, sữa cịn chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo… 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 bị.
Vitamin
Vitamin trong sữa được chia thành 2 nhóm:
- Vitamin tan trong nước: B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, PP…Trong đó hàm lượng
vitamin nhóm B thường ổn định, do chúng được tổng hợp chủ yếu nhờ các vi khuẩn
trong ngăn thứ nhất dạ dày động vật nhai lại và không phụ thuộc vào điều kiện ngoại
cảnh.
- Vitamin tan trong chất béo: A, D, E… chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần
thức ăn và điều kiện thời tiết.
Enzyme
Các enzyme có bản chất là các protein có khả năng kích hoạt các phản ứng hóa
học và ảnh hưởng đến giai đoạn và tốc độ của phản ứng. Enzyme xúc tác phản ứng mà
không bị biến đổi về lượng nên được gọi là xúc tác sinh học. Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh
đến tính chất của enzyme là nhiệt độ và pH. Nhiệt độ thích hợp của enzyme 25 ÷ 50 °C,
nhiệt độ thấp làm ngừng hoạt động của enzyme, nhiệt độ cao làm phân hủy enzyme.
Trong sữa có nhiều loại enzyme khác nhau, một số loại là nguyên nhân gây biến đổi
thành phần hóa học của sữa, từ đó làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa; một số
loại như Lactoperoxydase, Lysozyme có vai trị kháng khu ẩn, tham gia vào việc ổn định
sữa tươi trong quá trình bảo quản trước khi chế biến.
Hormone
Hormone tiết ra từ các tuyến nội tiết và đóng vai trị quan trọng trong sự sinh
trưởng của động vật. Trong sữa bị, người ta tìm thấy nhiều loại hormone nhưng được
chia làm ba nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride, trong s ố đó
prolactine được nghiên cứu nhiều nhất. Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa bị
là 50 µg/l, ở sữa non nhiều hơn, lên tới 230 µg/l [1].
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồi
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
8
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cơ
đặc khơng đường.
Các hợp chất khác
Ngồi ra, trong sữa bị cịn chứa các loại chất khí: CO2, N2, O2 … chiếm 5 ÷ 6%
thể tích sữa, thường tồn tại ở ba dạng là dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với các chất
khác và dạng phân tán. Khí tồn tại dạng hịa tan và phân tán gây ra một số cản trở đến
các quá trình trong chế biến sữa, do vậy sữa tươi thường được tiến hành bài khí trước
khi đưa vào chế biến.
Thỉnh thoảng trong sữa người ta phát hiện các hợp chất hóa học khác như: chất
kháng sinh, chất tẩy rửa, pesticide, kim loại nặng, nguyên tố phóng xạ, độc tố vi sinh
vật, nitrat… gây độc cho người sử dụng. Vì vậy sữa nguyên liệu cần được kiểm soát
chất lượng nghiêm ngặt từ cánh đồng cho đến khi vào nhà máy để đảm bảo chất lượng
sữa là tốt nhất [1].
2.1.1.4. Hệ vi sinh vật trong sữa
Nguồn gốc hệ vi sinh vật
Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các vi sinh
vật. Tuy nhiên khi kiểm tra sữa vừa mới vắt đựng trong các bình chứa, ta thường phát
hiện có rất nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau. Nguồn gốc của các vi sinh vật trên xuất
phát từ: bầu vú của động vật cho sữa, người vắt sữa, thiết bị vắt sữa, thiết bị chứa, môi
trường chuồng trại diễn ra trong quá trình vắt sữa [1].
Hệ vi sinh vật trong sữa:
Các vi sinh vật trong sữa có thể được chia thành hai nhóm chính:
- Procaryote: Đây là nhóm vi sinh vật có nhân chưa hồn chỉnh. Số lượng vi
khuẩn của sữa bị tươi sau khi vắt có thể dao động từ vài nghìn đến vài triệu khuẩn lạc
trong 1 ml sữa. Các vi khuẩn thường gặp là: vi khuẩn lactic, vi khuẩn coliform, vi khuẩn
sinh acid butyric, vi khuẩn propionic, vi khuẩn gây thối [1].
- Eucaryote: Đây là nhóm vi khuẩn có nhân hồn chỉnh. Hai đại diện chính là
nấm men và nấm sợi. Hầu hết các loại nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt ở 75 °C
trong 10 ÷ 15 giây.
2.1.1.5. Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi trong sản xuất
Chất lượng ngun liệu có tính quyết định chất lượng sản phẩm, sữa tươi càng tốt
thì chất lượng sản phẩm càng cao. Vì vậy khi lấy sữa tươi đã sản xuất phải bảo đảm đạt
yêu cầu về chất lượng. Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua phải là [2]:
- Sữa được lấy từ những con bị khỏe mạnh, khơng chứa vi khuẩn gây bệnh.
- Sữa có mùi tự nhiên, khơng có mùi vị lạ, khơng chứa kháng sinh, chất tẩy rửa.
- Sữa có thành phần tự nhiên.
- Sữa phải tươi và được làm lạnh từ 4 ÷ 6 °C sau khi vắt.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
9
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cô
đặc không đường.
- Kho và thiết bị phải sạch sẽ và phải bảo quản đúng ở nhiệt độ yêu cầu.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7405:2004, sữa tươi nguyên liệu có các chỉ tiêu
cảm quan (Bảng 2.4), hóa lí (Bảng 2.5), hàm lượng kim loại nặng (Bảng 2.6) và chỉ tiêu
vi sinh (Bảng 2.7) như bên dưới:
Bảng 2.4 Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi nguyên liệu [2]
Chỉ tiêu
Yêu cầu
Màu sắc
Màu đặc trưng của sữa tươi: trắng đến vàng nhạt
Mùi vị
Khơng có mùi vị lạ
Trạng thái
Dịch thể đồng nhất
Bảng 2.5 Chỉ tiêu hóa lí của sữa tươi nguyên liệu [2]
Chỉ tiêu
Mức tối đa
Hàm lượng chất khô, %
≥ 11,5
Hàm lượng chất béo, %
≥ 3,2
Tỉ trọng của sữa ở 20 °C, g/ml
≥ 1,026
Độ acid chuẩn độ, tính theo acid lactic g/ml
0,13 ÷ 0,16
Điểm đóng băng, °C
(- 0,51) ÷ (- 0,58)
Tạp chất lạ nhìn thấy bằng mắt thường
Khơng được có
Bảng 2.6 Hàm lượng kim loại nặng trong sữa tươi nguyên liệu [2]
Tên chỉ tiêu
Mức tối đa (mg/l)
Hàm lượng asen (As)
0,5
Hàm lượng chì (Pb)
0,05
Hàm lượng thủy ngân (Hg)
0,05
Hàm lượng Cadimi (Cd)
1,0
Bảng 2.7 Các chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa tươi nguyên liệu [2]
Tên chỉ tiêu
Mức tối đa
Tổng số vi sinh vật hiếu khí trong 1ml sản phẩm
105
Số lượng tế bào xôma trong 1ml sản phẩm
4,10 5
Số Staphylococcus aureus trong 1g sản phẩm i
n
c
m
M
2
5
500
2000
Trong đó:
n : số mẫu được kiểm tra
c: số mẫu tối đa cho phép nằm giữa giá trị m và M
m: mức quy định
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
10
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu và sữa cô
đặc không đường.
M: giá trị lớn nhất mà không mẫu nào được vượt quá
i:
trong 5 mẫu chỉ cho phép tối đa 2 mẫu có số CFU nằm trong khoảng 5.10 2 – 2.10 3
Đối với sản xuất sữa cơ đặc cịn chú ý tới hai vấn đề:
+ Hàm lượng các tế bào sinh dưỡng chịu nhiệt và các bào tử vi khuẩn trong
nguyên liệu càng ít càng tốt. Do q trình cơ đặc chân khơng ở nhiệt độ khơng q 65 ÷
70 oC. Ở nhiệt độ dưới 65 oC bào tử và vi khuẩn chịu nhiệt sẽ có điều kiện tăng trưởng,
vì vậy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
+ Sự ổn định các protein trong sữa với tác nhân nhiệt càng bền càng tốt. Trong
quá trình cơ đặc, nhiệt độ cao có thể làm biến tính protein trong sữa. Sự ổn định của
phân tử protein đối với tác nhân nhiệt phụ thuộc vào giá trị pH, tỷ lệ với hàm lượng các
muối có trong sữa cũng như thức ăn của động vật và chu kỳ tiết sữa.
2.1.1.6. Yêu cầu về điều kiện bảo quản, vận chuyển
Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua phải: Được lấy từ những con bị khỏe mạnh,
khơng chứa vi khuẩn gây bệnh. Sữa có mùi tự nhiên, khơng có mùi vị lạ, không chứa
kháng sinh, chất tẩy rửa.
Bảo quản sữa tươi nguyên liệu ở nhiệt độ từ 2 oC đến 6 oC bằng các thiết bị, dụng
cụ chuyên dụng đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm.
Thời gian bảo quản và vận chuyển sữa tươi nguyên liệu đến cơ sở chế biến khơng
q 48 giờ tính từ thời điểm bắt đầu vắt sữa.
Sữa tươi nguyên liệu được vận chuyển trong xe lạnh chuyên dùng cho thực phẩm,
đảm bảo chất lượng và an toàn vệ sinh cho sản phẩm [3].
2.1.1.7. Bảo quản sữa nguyên liệu
Trong quá trình vắt và vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch về nhà máy phải đảm bảo
vệ sinh, nhằm giảm tối đa lượng vi sinh vật ban đầu có trong sữa.
Sữa sau khi vắt, nếu có thể cần vận chuyển về nhà máy và đưa vào chế biến trong
khoảng thời gian càng ngắn càng tốt. Quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến cần được duy
trì ở nhiệt độ khơng lớn hơn 4 oC để ức chế sự sinh trưởng và trao đổi chất của vi sinh vật.
Giai đoạn vận chuyển sữa từ trang trại hoặc từ các hộ gia đình ni bị sữa về nhà máy chế
biến phải được giám sát và thực hiện theo một quy trình nghiêm ngặt.
Sữa sau khi về nhà máy chưa kịp sản xuất cần phải tiến hành xử lí nguyên liệu
trước khi bơm sữa vào tank bảo quản. Sữa từ xe bồn được bơm qua thiết bị bài khí, qua
lọc, kiểm tra định lượng, do q trình vận chuyển nhiệt độ sữa tăng nên sữa được đưa
qua thiết bị làm lạnh đảm bảo nhiệt độ sữa ≤ 4 o C, rồi mới bơm vào tank bảo quản. Sữa
tươi nguyên liệu bảo quản tối đa trong vòng 48h.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
11
