Thiết kế một nhà máy chế biến sữa

MỤC LỤC

MỤC LỤC ............................................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 3
CHƯƠNG 2: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ............................................................................... 6
2.1

Ý nghĩa đề tài ........................................................................................................................... 6

2.2

Đặc điểm tự nhiên của vị trí xây dựng nhà máy....................................................................... 7

2.3

Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của nhà máy. ................................................... 8

2.4

Thị trường tiêu thụ sản phẩm. ................................................................................................ 10

CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ......................................................................................... 12
3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường: .............................................. 12
3.2. Thuyết minh quy trình ................................................................................................................. 14
3.2.1. Sữa tươi nguyên liệu............................................................................................................ 14
3.2.2. Các nguyên liệu khác ........................................................................................................... 14
3.2.3 . Kiểm tra - thu nhận ............................................................................................................. 15
3.2.4. Làm lạnh bảo quản............................................................................................................... 15
3.2.5. Ly tâm tách béo và tiêu chuẩn hóa ....................................................................................... 15
3.2.6. Gia nhiệt:.............................................................................................................................. 16
3.2.7. Bài khí: ................................................................................................................................ 16

3.2.8. Đồng hóa:............................................................................................................................ 17
3.2.9. Thanh trùng:......................................................................................................................... 17
3.2.10. Phối trộn: ........................................................................................................................... 18
3.2.11. Lọc: ................................................................................................................................... 18
3.2.12. Đồng hóa lần 2:.................................................................................................................. 18
3.2.13. Tiệt trùng UHT: .................................................................................................................. 19
3.2.14. Bồn chờ rót:........................................................................................................................ 19
3.2.15. Rót và bao gói: ................................................................................................................... 20
3.2.16. Sản phẩm:........................................................................................................................... 20
CHƯƠNG 4. TÍNH TỐN XÂY DỰNG ............................................................................................ 21
4.1. Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy................................................................ 21
4.1.1 Các nhiệm vụ khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. ............................................................... 21
4.1.2. Các yêu cầu khi thiết kế mặt bằng nhà máy ......................................................................... 21
4.2. Những biện pháp có tính ngun tắc khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy. ................................ 23
4.2.1. Phân chia khu đất về phương diện chức năng. .................................................................... 23
4.2.2. Biện pháp hợp khối và nâng cao mật độ xây dựng. ............................................................. 26

1


4.3. Tổ chức giao thông và mạng lưới kĩ thuật................................................................................... 28
4.3.1. Phân luồng giao thông bên trong nhà máy. ......................................................................... 28
4.3.2. Các loại đường sử dụng trong nhà máy. .............................................................................. 28
4.4. Tính tốn các hạng mục cơng trình. ............................................................................................ 29
4.4.1. Phân xưởng sản xuất chính .................................................................................................. 29
4.4.2. Phịng thường trực bảo vệ .................................................................................................... 30
4.4.3. Khu hành chính: ................................................................................................................... 30
4.4.4. Nhà ăn: ................................................................................................................................. 30
4.4.5. Nhà vệ sinh – phòng giặt là – phòng phát áo quần – bảo hộ lao động (phòng sinh hoạt vệ
sinh): .............................................................................................................................................. 31

4.4.6. Kho thành phẩm: .................................................................................................................. 31
4.4.7. Kho nguyên vật liệu và bao bì:............................................................................................. 31
4.4.8. Trạm biến áp: ....................................................................................................................... 31
4.4.9. Khu xử lí nước thải: ............................................................................................................. 31
4.4.10. Phân xưởng cơ điện: .......................................................................................................... 32
4.4.11 Nhà nồi hơi: ........................................................................................................................ 32
4.4.12. Kho nhiên liệu: ................................................................................................................... 32
4.4.13. Khu cung cấp nước và xử lí nước: .................................................................................... 32
4.4.14. Nhà để xe:........................................................................................................................... 32
4.4.15. Gara ô tô: ........................................................................................................................... 33
4.4.16. Nhà để xe chở hàng và xe bồn: .......................................................................................... 33
CHƯƠNG 5. THUYẾT MINH TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY .................................................... 35
CHƯƠNG 6. KẾT LUẬN ...................................................................................................................... 37

2


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
Sữa là loại thực phẩm rất phổ biến trên thế giới. Sữa được tiêu thụ mạnh nhất ở
các nước Á, Âu Mỹ. Sở dĩ sữa được ưa chuộng rộng rãi như vậy vì sữa là nguồn dinh
dưỡng hoàn hảo, ngoài việc cung cấp năng lượng cho con người, sữa còn cung cấp nhiều
chất dinh dưỡng thiết yếu như đạm, đường, béo, nước, vitamin, và các khoáng chất.
Protein sữa là loại protein hồn hảo nên có giá trị dinh dưỡng cao. Canxi là loại khoáng
chất quan trọng nhất trong sữa, đóng vai trị thiết yếu trong việc cải thiện tầm vóc của
con người cũng như ngăn ngừa bệnh lỗng xương thường gặp ở người lớn tuổi. Vì vậy
để có cuộc sống chất lượng cao, hàng ngày mỗi chúng ta đều phải dùng sữa để cung cấp
năng lượng và các vitamin khống chất có lợi cho sức khỏe.
Các thành phần chính trong sữa gồm có:
 Protein trong sữa được tạo thành bởi các amino axit. Có khoảng 20 loại amino
axit khác nhau, trong đó có 8 loại cần thiết cho người lớn và 9 loại cần thiết cho trẻ em.

Protein trong sữa rất giàu các loại amino axít này, nên có giá trị dinh dưỡng và có hệ số
sử dụng cao so với nguồn protein thực vật.
Các protein trong sữa gồm 2 nhóm chính:
 Protein hịa tan như: albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin,
lactoperoxydaza.
 Protein ở trạng thái keo không bền (casein) gồm một phức hệ mixen hữu
cơ của các caseinat và canxi phosphate.
 Lipit của sữa bao gồm: chất béo, các phosphatit, glicolipit, steroit.
Chất béo sữa là một thành phần quan trọng. Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ
sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hịa tan trong chất béo (A, D, E). Chất béo tồn
tại trong sữa ở dạng hình cầu có kích thước rất nhỏ từ 0,1 – 15µm. Mỗi thể cầu mỡ được
bao bọc bởi một lớp màng mỏng. Màng này rất bền, có tác dụng bảo vệ, giữ cho chúng
không kết hợp được với nhau và bảo vệ chất béo khỏi bị phân huỷ bởi các enzym có
trong sữa và do đó tạo ra mùi ôi.

3


 Gluxit: Lactoza chiếm vị trí quan trọng nhất trong gluxit của sữa. Hàm lượng
lactoza trong sữa thay đổi từ 3,6 – 5,5%. Lactoza tồn tại trong sữa ở dạng tự do và dạng
liên kết với các protein và các gluxit khác. Độ ngọt của lactoza kém sacaroza 30 lần, độ
hòa tan trong nước cũng kém hơn. Lactoza là một trong những nguồn năng lượng quan
trọng, chúng chuyển thành hợp chất năng lượng cao, có thể tham gia vào tất cả các phản
ứng sinh hóa. Ngồi ra chúng cịn cung cấp nguyên liệu cho quá trình tổng hợp một số
hợp chất hoá học quan trọng trong cơ thể.
 Trong sữa có nhiều loại vitamin nhưng đều với một hàm lượng tương đối thấp.
Các vitamin trong sữa được chia thành 2 nhóm: nhóm hồ tan trong chất béo (A, D, E,
K) và nhóm hồ tan trong nước (các vitamin B và C). Các vitamin đóng vai trị hết sức
quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể.
 Các chất khoáng trong sữa chiếm khoảng 1%, muối khống có trong các dung

dịch, trong nước sữa hoặc trong các hợp chất casein. Các muối quan trọng nhất là muối
canxi, natri, kali và magie. Chúng có dưới dạng photphat, cloride, citrat và caseinat.
Muối kali và muối canxi có nhiều nhất trong sữa thường.
 Sữa có chứa các enzyme thường gặp trong tự nhiên. Các enzym là một nhóm các
protein được sinh ra bởi các cơ thể sống. Chúng có khả năng tạo ra các phản ứng hố
học và ảnh hưởng tới q trình và tốc độ của các phản ứng đó. Các enzym trong sữa bắt
nguồn từ bầu vú bò hay từ các vi khuẩn. Các enzym từ bầu vú bò là một thành phần
thông thường của sữa và được gọi là enzym gốc. Các enzym từ vi khuẩn đa dạng ở kiểu
loại và số lượng, tuỳ thuộc vào bản chất và mật độ vi khuẩn. Một số loại enzym trong
sữa được sử dụng để thử nghiệm và kiểm tra chất lượng. Những enzym quan trọng là:
peroxidaza, catalaza, photphataza, lipaza.
Như vậy sữa là một sản phẩm thực phẩm rất giàu dinh dưỡng đối với con người
và cũng là môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi sinh vật. Chính vì vậy u cầu
đặt ra đối với việc chế biến và bảo quản sữa là rất nghiêm ngặt.
Hiện nay mức thu nhập bình quân ở nước ta đã tăng lên đáng kể, số người giàu
ngày càng nhiều ở cả thành thị và nông thơn. Trình độ nhận thức của người dân ngày
càng cao, họ đã có những hiểu biết và đề cao giá trị dinh dưỡng của sữa, đặc biệt cho trẻ
nhỏ và người già. Vì vậy nhu cầu sữa là rất lớn mà khả năng cung cấp còn hạn chế.

4


Từ sữa tươi, bằng nhiều kỹ thuật chế biến như lên men, cơ đặc, sấy, lạnh đơng…
ta có thể sản xuất ra nhiều sản phẩm khác nhau: sữa chua, sữa đặc, sữa bột, kem, bơ,
phômai… Với giá trị dinh dưỡng cao, sự đa dạng chủng loại sản phẩm sữa ngày càng
đóng vai trị thiết yếu trong cuộc sống, ngành cơng nghiệp chế biến sữa ngày càng phát
triển mạnh.
Bên cạnh đó, sữa là một trong những yếu tố cực kỳ quan trọng trong chiến lược
phát triển nòi giống, tăng chiều cao, cải thiện thể chất cho người Việt Nam. Do đó việc
phát triển chăn ni bị sữa và sản xuất sữa rất cần thiết cho việc giải quyết các vấn đề

suy dinh dưỡng và bệnh tật cho các nước đang phát triển trong đó có nước ta.
Để đẩy mạnh sự phát triển của ngành công nghiệp chế biến sữa trong nước, giảm
bớt lượng sữa nhập khẩu, nhà nước đã có nhiều chính sách khuyến khích hỗ trợ nơng
dân ni bị sữa. Đàn bò sữa tập trung nhiều ở các vùng lân cận thành phố Hồ Chí Minh
như Hóc Mơn, Củ Chi, Đồng Nai, Bình Dương…
Từ những lợi ích của sữa đối với sự phát triển của con người và phát triển kinh
tế, việc xây dựng nhà máy sữa để đáp ứng nhu cầu thị trường tiêu thụ và thúc đẩy tăng
trưởng kinh tế, góp phần phát triển nịi giống, tăng chiều cao, cải thiện thể chất cho
người Việt Nam là rất cần thiết.
Từ những điều trên cho thấy không thể không mở rộng xây dựng thêm nhà máy
chế biến sữa để cung cấp chất dinh dưỡng với đa dạng các sản phẩm phù hợp theo độ
tuổi và sở thích của từng người để không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà cịn hướng
tới thị trường nước ngồi.

5


CHƯƠNG 2: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
2.1. Ý nghĩa đề tài
Tình hình kinh tế nước ta hiện nay với xu thế mở cửa, giao thương, hợp tác làm
ăn với các nước ngồi, vì vậy tốc độ tăng trưởng kinh tế ngày càng gia tăng, đời sống
nhân dân cũng tăng cao đáng kể, người dân họ có hiểu biết về giá trị dinh dưỡng của
sữa, họ có nhu cầu cao khơng cịn là ăn no, ngon mà phải đủ chất. Để nâng cao chất
lượng cuộc sống hàng ngày rất cần đến sữa không chỉ cho trẻ nhỏ, người già mà mọi
người đều có nhu cầu. Với mức nhu cầu đó, hiện nay khả năng cung cấp còn chưa đủ,
chúng ta vẫn phải nhập sữa ngoại với giá thành rất cao. Vậy thì tại sao chúng ta khơng
xây dựng thêm các nhà máy chế biến sữa để tạo ra nhiều chủng loại các sản phẩm sữa
có giá trị dinh dưỡng cao như: sữa UHT, sữa chua ăn, sữa đặc có đường... Các sản phẩm
này chất lượng sẽ không thua kém mà giá thành lại phù hợp với túi tiền của đa số người
dân Việt Nam.

Hiện nay số kỹ sư thực phẩm ra trường ngày càng nhiều, trong khi các nhà máy
chế biến sữa còn hạn chế. Việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là cần thiết để phục vụ
nhu cầu ngày càng cao trong nước, đồng thời giải quyết công ăn việc làm cho người lao
động, giảm tình trạng thất nghiệp và các tệ nạn xã hội. Mà việc tiêu thụ sữa lại rất thuận
lợi.
Nguồn nguyên liệu: dù chúng ta có nguồn sữa tươi cịn hạn chế, nhưng việc nhập
sữa nguyên liệu là rất thuận lợi: dễ nhập do cơ chế thị trường, phương tiện giao thông
thuận tiện. Việc bảo quản sữa cũng đơn giản và có thể kéo dài 2 – 3 năm và sử dụng
thuận tiện, chất lượng ổn định.
Điạ điểm nhập là: Mỹ, Newzeland chuyên cung cấp sữa nguyên liệu có chất
lượng cao, ổn định và giá cả hợp lý.
Quốc gia đầu tư chính: Hàn Quốc, Pháp, Nhật Bản.

6


Từ tình hình chăn ni phát triển đàn bị sữa để thu nhận sữa cùng với việc sản
xuất chế biến và tiêu thụ các sản phẩm sữa ở nước ta cho thấy việc thiết kế một nhà máy
chế biến sữa là rất cần thiết để giải quyết các yêu cầu trước mắt.
Vậy vấn đề là làm sao để xây dựng được 1 nhà máy đạt hiệu quả kinh tế cao nhất?
Nhà máy xây dựng cần đảm bảo được các chỉ tiêu kinh tế như sau:


Giá thành công xưởng thấp nhất.



Lợi nhuận nhiều nhất.



Năng suất nhà máy cao nhất.



Chi phí vận tải ít nhất.



Dự trữ nguyên liệu và lưu kho sản phẩm hợp lý nhất.



Tiêu hao năng lượng ít nhất.



Nhà máy hoạt động ổn định nhất.

Để đạt được các chỉ tiêu kinh tế thì yếu tố lựa chọn điạ điểm là quan trọng, sao
cho hợp lý. Qua nghiên cứu và khảo sát, nhóm em chọn địa điểm nhà máy ở khu cơng
nghiệp Biên Hịa I thuộc phường An Bình – Biên Hòa – Đồng Nai.

2.2. Đặc điểm tự nhiên của vị trí xây dựng nhà máy
 Vị trí địa lí
o Khu đất nằm trong địa phận khu cơng nghiệp Biên Hịa 1, thuộc địa bàn
tỉnh Đồng Nai, một trong các vùng kinh tế trọng điểm phía Nam và là địa điểm tập trung
rất nhiều khu công nghiệp của cả nước.
o Điạ điểm nhà máy nằm trên khu đất bằng phẳng rộng trên 40.000 ha cách
thành phố Biên Hòa khoảng 5km, cách trung tâm thành phố Hồ Chí Minh khoảng 30km.

Độ nghiêng địa hình khơng rõ ràng nhưng có xu hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam, độ
dốc của đất là 1%, mực nước ngầm thấp, cường độ chiụ lực của đất 1÷ 2 kg/cm3 thuận
lợi cho việc xây dựng nhà máy cơng nghiệp.
 Điều kiện tự nhiên
o Khí hậu: Nhà máy nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa: Nóng ẩm, mưa
nhiều. Khí hậu ơn hịa, thuộc vùng ít bão lụt, khơng ngập nước, khơng động đất, nhiệt
độ bình qn hàng năm 25 – 260C.

7


+ Tổng lượng mưa trung bình trong năm 1600 – 1800 mm.
+ Nhiệt độ cao đều trong năm 23-290C.
+ Độ ẩm trung bình 82%.

2.3. Các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của nhà
máy
 Khả năng cung cấp nguyên liệu:
Để nhà máy sản xuất ổn định thì nguồn nguyên liệu phải ổn định. Nguồn nguyên
liệu chính cho ngành chế biến sữa được lấy từ hai nguồn chính: sữa bị tươi thu mua từ
các hộ nơng dân chăn ni bò sữa trong vùng và sữa bột ngoại nhập, được nhập ngoại
qua cảng Đồng Nai và cảng Sài Gòn sau đó chở bằng xe tải về nhà máy.
Trong tương lai có thể lấy nguồn nguyên liệu từ các trang trại chăn ni bị sữa
trong khu vực hoặc các vùng lân cận nhiều hơn.
 Nguồn cấp điện:
Để nhà máy hoạt động ổn định thì nguồn điện cung cấp cũng rất quan trọng. Điện
được lấy từ lưới điện quốc gia qua trạm biến áp 2 x 40 MVA. Để đảm bảo ổn định, nhà
máy cần có thêm máy phát điện dự phịng.
 Cung cấp nước:
Nước trong nhà máy thực phẩm là rất quan trọng, và tùy từng mục đích sử dụng

mà cấp nước theo yêu cầu khác nhau và có qua xử lý thích hợp. Các chỉ số về vi sinh
vật phải tuân thủ theo yêu cầu sản suất.
Nguồn nước sạch được cung cấp chủ yếu từ nhà máy Thiện Tân.
Ngoài ra nhà máy cịn có giếng khoan và có trạm xử lý nước.
 Cung cấp hơi nước:

8


Hơi được sử dụng rất nhiều vào các mục đích khác nhau, thông thường áp suất
hơi là 3 at, một số trường hợp lên đến 6 at. Lò hơi sử dụng dầu FO làm nhiên liệu đốt.
 Cung cấp nhiên liệu:
Dùng dầu FO được cấp từ công ty xăng dầu Petrolimex. Dùng FO giảm bụi, ô
nhiễm môi trường hơn dùng than.
 Hệ thống thoát nước:
– Việc thoát nước là rất cần thiết, nước thải nhà máy chứa nhiều chất hữu cơ, cần
xử lý trước khi thải ra môi trường. Dùng phương pháp vi sinh để xử lý, xung quanh nhà
máy có hệ thống cống rãnh.
– Nước thải được xứ lý tại nhà máy nước thải tập trung KCN Biên Hòa I với công
suất hiện tại 4.000 m3/ngày (công suất thiết kế 8.000m3/ngày).
– Ngoài ra nước thải từ các nhà máy ở khu cơng nghiệp Biên Hịa I có thể được
thu gom về trạm bơm và đưa về xử lý tại nhà máy xử lý nước thải Biên Hịa II.


Giao thơng:

– Trong khu cơng nghiệp có mạng lưới giao thơng thuận tiện cho việc đi lại, vận
chuyển nguyên liệu và sản phẩm.
– Có hệ thống đường bộ với nhiều con đường huyết mạch của cả nước như: quốc
lộ 1A, quốc lộ 51, quốc lộ 1K, tỉnh lộ 768, tỉnh lộ 16,…

– Một mặt giáp Quốc lộ 1, tuyến giao thông huyết mạch Bắc – Nam và điểm giao
lộ giữa Đồng Nai – Tp. Hồ Chí Minh – Vũng Tàu.
– Đường giao thơng và đường nội bộ hồn chỉnh. Mặt đường thảm bê tông nhựa
với tải trọng (H30 - 30MT/cm2).
– Hệ thống đường thủy và đường hàng không cũng khá thuận lợi cho việc vận
chuyển nguyên liệu cũng như sản phẩm.

9


– Hệ thống giao thông thuận lợi.
 Sự hợp tác hóa:
Khu cơng nghiệp sẵn có nhiều nhà máy với nhiều ngành nghề, Biên Hịa là vùng
có kinh tế khá phát triển với nhiều ngành nghề và cách thành phố Hồ Chí Minh khơng
xa, thành phố Hồ Chí Minh là trung tâm đơ thị văn hóa cơng nghiệp lớn, nên việc hợp
tác hóa với các cơ quan xí nghiệp khác về các mặt cung cấp thông tin, thiết bị, nguyên
vật liệu, nhân lực, bán sản phẩm là thuận lợi.
 Cung cấp nhân lực:
Biên Hịa là một tỉnh có kinh tế phát triển, có nhiều ngành nghề, là nơi hội tụ, nơi
làm ăn của nhiều nơi khác, có đầy đủ các phương tiện thuận lợi cho đi lại, giao tiếp nên
việc tuyển chọn nhân lực là thuận lợi và gần thành phố Hồ Chí Minh vì vậy vệc tuyển
chọn kỹ sư cũng dễ dàng.

2.4. Thị trường tiêu thụ sản phẩm
– Trong cơ chế thị trường, tiêu thụ sản phẩm trở thành yếu tố quyết định đến sự
tồn tại và phát triển của doanh nghiệp. Mỗi doanh nghiệp có những đánh giá khác nhau
về tầm quan trọng của hoạt động tiêu thụ sản phẩm.
– Ngày nay mọi người bận rộn hơn, vì thế nhu cầu vừa bảo đảm giữ được sức
khỏe mà vẫn hồn thành tốt cơng việc là điều cần thiết. Nếu các sản phẩm sữa bột tập
trung cho đối tượng trẻ sơ sinh, trẻ dưới 2 tuổi thì sản phẩm sữa nước lại có một lượng

đối tượng khá phong phú. Trẻ từ 2 tuổi trở lên, thanh thiếu nên, người lớn và ngay cả
người già đều lựa chọn các sản phẩm sữa nước để bổ sung nguồn dinh dưỡng cho cơ
thể.
– Trong khu cơng nghiệp có số lượng người đơng, có thể bán cho các nhà máy
khác để làm đồ ăn thêm cho cơng nhân.
– Và đặc biệt là Biên Hịa có kinh tế phát triển, đời sống cao, đơng dân, có cả
khách du lịch, khách bn bán... Sản phẩm cịn tiêu thụ ở các vùng lân cận khác như
Bình Dương, thành phố Hồ Chí Minh… Ngồi ra cịn hình thành mạng lưới phân phối

10


sản phẩm trên toàn quốc. Quảng cáo các sản phẩm trên các phương tiện thông tin đại
chúng: tivi, đài, báo, mạng. Tổ chức các chương trình sữa học đường, các đợt khuyến
mãi nhằm quảng bá sản phẩm.

11


CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
3.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường

Sữa tươi xe bồn
(t = 40C )

Tiếp nhận
nguyên liệu

Lọc , tách khí

Làm lạnh

Trữ lạnh ( 2 0C - 40C)
Khuấy ( 45 v/p)

Tách béo và chuẩn
hóa hàm lượng béo

Gia nhiệt
t = 65 0C

Bài khí

Đồng hóa 200bar
(160/40). T=600C

Thanh trùng
750C/ 15- 20 (s)

Chất ổn định

Hòa tan chất ổn định
t = 65 - 70 0C

Đường RE

Phối trộn
15 - 450C

Lưu trữ

4 - 50C/ max 48( h)

Gia nhiệt
t = 65 - 70 0C

Hương, màu

Lọc

12


In date thùng
13


Sơ đồ 3.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ
Đối với sản xuất sữa khơng đường thì quy trình khơng bổ sung đường, cịn lượng
chất ổn định và chất nhũ hóa vẫn giống sữa tươi tiệt trùng có đường.

3.2. Thuyết minh quy trình
3.2.1. Sữa tươi nguyên liệu
Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm sữa nói chung phải là sữa có chất lượng
cao.
 Cảm quan:
 Trạng thái đồng nhất, khơng bị tách bơ, khơng có tạp chất.
 Màu vàng kem nhạt.
 Mùi đặc trưng, khơng có mùi lạ (chất kháng sinh, chất tẩy rửa, thức ăn…).
 Hương vị tự nhiên.
3.2.2. Các nguyên liệu khác

Nước là nguồn nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất các sản phẩm
sữa nói chung. Ngồi ra sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường còn sử dụng đường RE và
chất ổn định để duy trì trạng thái đồng nhất của sản phẩm sữa.
 Tiêu chuẩn về chất ổn định
Mục đích của việc sử dụng chất ổn định nhằm duy trì trạng thái đồng nhất của
dịch sữa trong thời gian dài.

14


Chất ổn định được sử dụng phải hoà tan ngay và hồn tồn trong dung dịch sữa.
Trong suốt q trình chế biến, độ nhớt không được tăng lên nhằm tránh gây ảnh hưởng
đến hiệu suất của thiết bị.
3.2.3. Kiểm tra - thu nhận
Sữa tươi được thu mua từ các trại chăn nuôi 2 lần trong một ngày, sữa đưa đến
nhà máy được kiểm tra về chất lượng cũng như số lượng trước khi bơm vào các bồn
chứa, trên đường ống có lắp đặt hệ thống lọc tạp chất, làm sạch sơ bộ sữa.
3.2.4. Làm lạnh bảo quản
 Mục đích:
Làm lạnh hạn chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu.
Hạn chế sự phân hủy chất dinh dưỡng của sữa dưới tác dụng của hệ enzyme có
sẵn trong sữa tươi.
 Tiến hành: làm lạnh nhiệt độ của sữa tươi xuống 4- 6 0C.
Trong quá trình tạm chứa cần khuấy trộn đều, làm nhiệt độ khối sữa đồng đều.
Đồng thời kiểm tra liên tục chỉ tiêu vi sinh vật nhằm khắc phục kịp thời những hư hỏng
của sữa tươi.
3.2.5. Ly tâm tách béo và tiêu chuẩn hóa
 Mục đích:
 Tách một phần chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu.
 Ly tâm làm sạch nhằm loại bỏ triệt để các tạp chất nhỏ nhất, làm tăng chất

lượng cho sữa, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm tách béo và tránh hư
hỏng cho các máy móc thiết bị.
 Tiến hành:

15


Sữa được ly tâm bằng thiết bị ly tâm, trước khi ly tâm sữa được làm nóng lên
45oC để giảm độ nhớt, tăng hiệu suất ly tâm.
Nguyên tắc: Sữa nguyên liệu được đưa vào qua ống trục giữa của thiết bị ly tâm,
chảy theo các rãnh vào khe của các đĩa rồi phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa. Khe
hở giữa các đĩa của thùng quay khoảng 0,4mm. Sữa trong thùng quay chuyển động với
tốc tộ 2–3 cm/s. Dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ phân chia sữa. Các cầu mỡ nhẹ hơn
nên dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ chuyển động về phía trục quay tập trung xung quanh
trục giữa. Các cầu mỡ có kích thước lớn tập trung ở gần tâm, càng xa tâm thì lượng
cream càng giảm dần.
Sữa gầy nặng hơn nên có xu hướng tiến về phía ngoại vi. Sữa nguyên liệu tiếp
tục được đưa vào gây áp suất đẩy sữa gầy và cream đến phía trên. Cream theo một đường
riêng qua van điều chỉnh và được đưa ra ngoài. Sữa gầy đi qua một đường khác ra ngồi,
chảy vào bình đựng sữa gầy. Hàm lượng chất béo trong sữa gầy là 0,05 %, còn trong
cream là 40%.
Sữa trong đường ống sẽ được phối trộn với sữa gầy và sữa béo thành sữa có hàm
lượng chất béo là 3,2 %.
3.2.6. Gia nhiệt
 Mục đích:
Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của q trình đồng hóa. Giảm
độ nhớt của khối sữa và tiêu diệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạp trùng.
 Tiến hành:
Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 650C.
3.2.7. Bài khí

 Mục đích:
Tách khí cịn lại trong sữa giúp q trình đồng hóa đạt hiệu quả cao nhất.

16


 Tiến hành:
Sữa sẽ được bơm từ thiết bị gia nhiệt sang thiết bị bài khí.
 Yêu cầu:
Phải tách tối đa hàm lượng khí cịn lại trong sữa.
3.2.8. Đồng hóa
 Mục đích:
o Làm giảm kích thước cầu mỡ, tăng tốc độ phân tán của sữa.
o Ngăn chặn sự phân lớp giữa chất béo và các thành phần khác trong sữa làm cho
sữa có trạng thái nhũ tương bền vững.
o Giảm q trình oxy hóa.
o Tăng chất lượng của sữa (tăng mức độ phân tán của cream; phân bố lại giữa các
pha chất béo và plasma; thay đổi thành phần và tính chất của protein).
 Tiến hành: Sữa được bơm vào thiết bị đồng hóa nhờ piston. Sau đó dịch
sữa đi qua một khe hẹp với áp suất suất 180200 bar ở to = 6070 oC.
Phương pháp: Máy đồng hóa hoạt động với 3 piston chuyển động lệch pha nhau
1/3 chu kì. Sữa được nén trong xy lanh 3 cấp ở áp suất 200 bar.
3.2.9. Thanh trùng
 Mục đích:
Tiêu diệt vi sinh chịu nhiệt kém, kéo dài thời gian bảo quản cho sữa.
 Tiến hành: Sữa từ thiết bị đồng hóa bơm sang thiết bị gia nhiệt, ở đây sữa
được chảy qua các tấm gia nhiệt lên 750C. Khi sữa đạt lên 750C rồi được chuyển qua
các ống lưu nhiệt 15-20s. Sau đó sữa lại quay về các thiết bị gia nhiệt. Ở đây sữa ra
sẽ tiếp xúc với sữa vào và truyền nhiệt cho sữa vào để giảm nhiệt độ xuống.

17


Sữa sau khi thanh trùng xong được đưa qua bồn chứa sau thanh trùng, thời gian
chứa tối đa là 48h.
 Yêu cầu: sữa phải được thanh trùng đạt 750C trong 15s.
3.2.10. Phối trộn
Phối trộn đường và chất ổn định cùng với chất nhũ hóa.
 Mục đích:
- Tạo cho sản phẩm có độ ngọt thích hợp cho người tiêu dùng.
- Tạo trạng thái ổn định cho sữa. Tránh phân lớp.
- Tăng thời gian bảo quản.
 Tiến hành:
Bơm 25% sữa làm sữa nền rồi gia nhiệt lên 65 – 700C rồi cho vào bồn almix.
Trộn chất ổn định và chất nhũ hóa vào tuần hồn trong vịng 10 – 15 phút, QA
kiểm tra chất lượng đạt rồi cho lượng sữa còn lại vào, tiếp tục cho đường vào tuần hoàn
5 - 10 phút rồi cho qua bồn chứa sau trộn. Kiểm tra chất lượng nếu đạt thì đi lọc rồi đưa
đi tiệt trùng UHT.
Q trình được thực hiện trong bồn trộn có cánh khuấy với số vòng quay 250300 vòng/ phút.
3.2.11. Lọc
 Mục đích:
Lọc những đường và những chất chưa tan trong quá trình phối trộn.
 Tiến hành: Sữa sẽ được lọc qua thiết bị lọc.
3.2.12. Đồng hóa lần 2
Tương tự đồng hóa lần 1 nhưng ở nhiệt độ 70 – 75 0C.

18


3.2.13. Tiệt trùng UHT

Đây là giai đoạn chính trong dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng. Sử dụng
nhiệt độ cao trong thời gian ngắn.


Mục đích:

Để tiêu diệt tất cả các vi sinh vật cũng như các enzyme, kể cả loại chịu nhiệt có
trong sữa. Do đó thời hạn bảo quản và sử dụng sữa ở điều kiện nhiệt độ thường có thể
kéo dài tới hơn 6 tháng.
Chế độ tiệt trùng: 140oC ± 4/4giây.
 Thực hiện:
 Thiết bị chính ở công đoạn này là thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng có nhiều ngăn.
Q trình được thực hiện qua 4 cơng đoạn chính:
 Nâng nhiệt sơ bộ.
 Tiệt trùng.
 Hạ nhiệt sơ bộ.
 Hạ nhiệt đến nhiệt độ yêu cầu.
 Dịch sữa mới vào sẽ trao đổi nhiệt với dịch sữa sau tiệt trùng đẻ nâng nhiệt sơ bộ
lên khoảng 85-900C. Tiếp theo dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với hơi từ lò hơi để nâng lên
nhiệt độ tiệt trùng là 136-1400C và sẽ được lưu ở nhiệt độ này trong thời gian 4 giây, áp
suất tiệt trùng là 6 bar. Sau đó, dịch sữa sau tiệt trùng sẽ được trao đổi nhiệt với dịch sữa
mới vào để hạ dần nhiệt độ. Cuối cùng dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với nước lạnh 20C để
đạt nhiệt độ yêu cầu khi ra khỏi thiết bị. Sữa được vào thiết bị tiệt trùng dạng ống lồng
ống và thực hiện quá trình tiệt trùng. Cuối cùng, sữa được làm nguội về 28oC ngay trong
thiết bị tiệt trùng và được bơm vào thiết bị Alsafe.
 Tồn bộ q trình tiệt trùng và làm nguội được điều khiển bằng chương trình đã
lập trình sẵn.
3.2.14. Bồn chờ rót


Mục đích: chứa dịch sữa và đảm bảo vơ trùng trước khi rót.

19




Tiến hành: Dịch sữa sau khi qua hệ tiệt trùng và làm nguội thì sẽ vào bồn

chờ rót vơ trùng. Bồn là một thiết bị kín có cánh khuấy. Tồn bộ hoạt động của bồn
được điều khiển bằng một máy tính đã lập trình sẵn.
3.2.15. Rót và bao gói
 Mục đích: rót vào bao bì thích hợp giúp tạo điều kiện thuận lợi khi sử dụng và
vận chuyển sản phẩm. Sữa được rót vào bao bì hộp giấy 180ml trong điều kiện hồn
tồn vơ trùng. Sau đó được dán ống hút. In ngày và xếp hộp carton.
 Tiến hành:
– Đưa băng giấy qua bể H2O2 để tiệt trùng giấy, có nồng độ 32–38%, sau đó loại
bỏ H2O2 trên bề mặt bao bì tiếp xúc với sản phẩm bằng trục ép.
– Khi tiến hành rót, hộp được hút chân khơng đồng thời được nạp khí nitơ, để
cấu trúc hộp vững chắc, tạo khoảng không cho sữa dãn nở và sản phẩm khi uống có cảm
giác đồng đều.
– Trong khi rót hộp, khoảng 45 phút một lần hoặc sau khi hết một cuộn giấy,
nhân viên vận hành máy phải kiểm tra xem hộp có kín khơng, có vng cạnh khơng.
QA thường xun kiểm tra q trình đóng hộp, q trình lấy mẫu, đầu q trình rót, cuối
q trình rót và 20 phút/lần.
– Đóng block và đóng thùng: 4 hộp/block, 10 block/thùng, 100 thùng/pallet.
3.2.16. Sản phẩm
 Sản phẩm dạng lỏng, đồng nhất có qua xử lý tiệt trùng.
 Không sử dụng chất bảo quản.
 Màu trắng ngà, hương thơm đặc trưng của sữa, vị ngọt.

 Có pH = 6,4 – 6,8; % khơ = 15,8  0,1; % béo = 3,2.

20


CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN XÂY DỰNG
4.1. Nhiệm vụ và u cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là 1 giai đoạn quan trọng, nhiệm vụ vủa nó là
nghiên cứu, phân tích tổng hợp mọi dữ liệu của dự án sang các giải pháp bố trí thực tế
trên địa hình khu đất cụ thể đã được lựa chọn làm cơ sở cho việc tổ chức xây dựng nhà
máy.
4.1.1. Các nhiệm vụ khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
Đánh giá các điều kiện tự nhiên, nhân tạo của khu đất xây dựng nhà máy làm cơ
sở cho các giải pháp bố trí sắp xếp các hạng mục cơng trình, các cơng trình kĩ thuật, các
biện pháp giải quyết các vấn đề về khí hậu của nhà máy và các phân xưởng sản xuất…
sao cho phù hợp tối đa với yêu cầu dây chuyền công nghệ của nhà máy cũng như của
các nhà máy lân cận trong vùng công nghiệp.
Xác định cơ cấu mặt bằng, hình khối kiến trúc của các hạng mục cơng trình, định
hướng nhà, tổ chức mạng lưới cơng trình phục vụ cơng cộng, trồng cây xanh, hồn thiện
khu đất xây dựng, định hướng phân chia thời kì xây dựng, nghiên cứu khả năng mở rộng
và phát triển của nhà máy.
Giải quyết các vấn đề có liên quan đơ thị với mơi trường qua các giải pháp để
đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, chống ồn, chống ô nhiễm mặt nước và khí
quyển, cũng như các vấn đề liên quan đến an toàn sản xuất như hỏa hoạn và các sự cố
đặc biệt khác.
Giải quyết các vấn đề liên quan đơ thị với mơi trường tạo khả năng hịa nhập của
nhà máy với các nhà máy lân cận, phù hợp hài hịa với khơng gian tự nhiên của vùng.
Đánh giá hiệu qủa kinh tế kĩ thuật của phương án thiết kế về các phương diện
như hiệu quả sử dụng đất, các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật chuyên ngành.
4.1.2. Các yêu cầu khi thiết kế mặt bằng nhà máy

21


Để có phương án tối ưu khi thiết kế, quy hoạch tổng mặt bằng nhà máy công
nghiệp cần thoả mãn các yêu cầu cụ thể sau:
+ Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng được mức cao nhất của
dây chuyền công nghệ sao cho chiều dài dây chuyền sản xuất ngắn nhất, không trùng
lặp, lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau. Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng
mục cơng trình với hệ thống giao thông, các mạng lưới cung cấp kĩ thuật khác bên trong
và bên ngoài nhà máy.
+ Trên khu đất xây dựng nhà máy phải được phân thành các khu vực chức năng
theo đặc điểm của sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng phương tiện
vận chuyển, mật độ công nhân… tạo điều kiện tốt cho quản lý vận hành các khu vực
chức năng.
+ Diện tích khu đất xây dựng được tính tốn thoả mãn mọi u cầu địi hỏi của
dây chuyền cơng nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục cơng trình, sử dụng tối đa
các diện tích khơng xây dựng để trồng cây xanh, tổ chức môi trường công nghiệp và
định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai.
+ Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lí phù hợp với dây chuyền cơng
nghệ, đặc tính hàng hóa đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý, luồng người, luồng
hàng phải ngắn nhất, không trùng lặp, khơng cắt nhau. Ngồi ra cịn phải chú ý khai thác
phù hợp với mạng lưới giao thông quốc gia cũng như các cụm nhà máy lân cận.
+ Phải thoả mãn các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa các sự cố sản
xuất, đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố
trí hướng nhà hợp lý theo hướng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách các hạng mục
công trình phải tuân thủ theo quy phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thơng thống
tự nhiên, hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà máy.
+ Khai thác triệt để các địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu điạ phương nhằm
giảm đến mức có thể chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu thuỷ, xử lý các cơng trình ngầm

khi bố trí các hạng mục cơng trình.

22


+ Phải đảm bảo tốt mối quan hệ hợp tác mật thiết với các nhà máy lân cận trong
khu công nghiệp với việc sử dụng chung các cơng trình đảm bảo kỹ thuật xử lý chất thải,
chống ô nhiễm môi trường cũng như các cơng trình hành chính phục vụ công cộng…
nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, hạn chế vốn đầu tư xây dựng nhà máy và tiết kiệm diện
tích đất xây dựng.
+ Phân chia thời kì xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh, sớm đưa nhà
máy vào sản xuất, nhanh chóng hồn vốn đầu tư xây dựng.
+ Bảo đảm các yêu cầu thẩm mỹ của từng cơng trình, tổng thể nhà máy Biên Hịa
nhập đóng góp cảnh quan xung quanh tạo thành khung cảnh kiến trúc cơng nghiệp đơ
thị.

4.2. Những biện pháp có tính ngun tắc khi thiết kế tổng mặt
bằng nhà máy
4.2.1. Phân chia khu đất về phương diện chức năng
4.2.1.1. Khái niệm chung
Đây là biện pháp có tính định hướng ban đầu để có thể đi đến giải pháp quy hoạch
tổng mặt bằng nhà máy hợp lý. Thực chất của biện pháp này là phân chia các bộ phận
chức năng của nhà máy thành các nhóm theo đặc điểm sản xuất, khối lượng và đặc điểm
vận chuyển hàng hóa, đặc điểm phân bố nhân lực, đặc điểm về các yêu cầu vệ sinh công
nghiệp cũng như các đặc thù sự cố của các cơng đoạn sản xuất. Những nhóm chức năng
này được bố trí trên các khu đất của nhà máy trong mối quan hệ của công nghệ sản xuất
cũng như các yêu cầu về quy phạm sự cố và vệ sinh công nghiệp.
Trên cơ sở nguyên lý ta đưa ra các biện pháp phân chia khu đất xây dựng nhà
máy thành các vùng chức năng.
4.2.1.2. Nguyên tắc phân vùng

Tùy theo đặc thù sản xuất của các nhà máy mà người thiết kế sẽ vận dụng nguyên
tắc phân vùng cho hợp lý. Trong thực tiễn, thiết kế biện pháp phân chia khu đất thành

23


các vùng theo đặc điểm sử dụng là phổ biến nhất. Biện pháp này phân chia khu đất nhà
máy thành 4 vùng chính.


Vùng trước nhà máy

Nơi bố trí các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh họat, cổng ra vào, gara ô tô,
nhà để xe… Đối với nhà máy có quy mơ nhỏ hoặc mức độ hợp khối lớn, vùng trước nhà
máy dành diện tích cho bãi đỗ xe ô tô, xe đạp, xe máy, cổng bảo vệ, bảng tin và cây
xanh cảnh quan. Diện tích vùng này tuỳ theo đặc điểm sản xuất, quy mơ của nhà máy,
có diện tích từ 4 ÷ 20% diện tích nhà máy.


Vùng sản xuất

Nơi bố trí các nhà và cơng trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính của nhà
máy như: các phân xưởng sản xuất chính và phụ, sản xuất phụ trợ… tuỳ theo đặc điểm
sản xuất và quy mô của nhà máy chiếm từ 22 ÷ 52% diện tích nhà máy. Đây là vùng
quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lưu ý:
+ Khu đất được ưu tiên về địa hình, địa chất cũng như về hướng.
+ Các nhà sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ có nhiều cơng nhân nên bố trí
gần cổng hoặc gần trục giao thơng chính của nhà máy và đặc biệt ưu tiên về hướng.
+ Các phân xưởng trong quá trình sản xuất gây ra những tác động xấu như tiếng
ồn lớn, lượng bụi, nhiệt thải ra nhiều hoặc dễ có sự cố (cháy, nổ hay rị rỉ hóa chất) nên

đặt ở cuối hướng gió và tuân thủ chặt chẽ theo quy phạm an tồn vệ sinh cơng nghiệp.


Vùng các cơng trình phụ

Đặt các nhà và cơng trình cung cấp năng lượng bao gồm các cơng trình cung cấp
điện, hơi, nước, xử lý nước thải và các cơng trình bảo quản kỹ thuật khác. Tuỳ theo mức
độ công nghệ yêu cầu mà có diện tích từ 14 ÷ 28%.


Vùng kho tàng và phục vụ giao thông

24


Trên đó bố trí các hệ thống kho tàng, bến bãi các cầu bốc dỡ hàng hóa, sân ga
nhà máy… tùy theo đặc điểm sản xuất và quy mô nhà máy chiếm từ 23 ÷ 37%. Khi thiết
kế cần lưu ý 1 số điểm sau:
+ Cho bố trí các cơng trình trên vùng đất khơng ưu tiên về hướng, nhưng phải
phù hợp với các nơi tập kết nguyên liệu và sản phẩm nhà máy, để thuận tiện cho việc
nhập xuất hàng của nhà máy.
+ Trong nhiều trường hợp, do đặc điểm và yêu cầu của dây chuyền công nghệ,
hệ thống kho tàng có thể bố trí gắn liền trực tiếp với bộ phận sản xuất. Vì vậy có thể bố
trí 1 phần hệ thống kho tàng nằm ngay trong khu vực sản xuất.
4.2.1.3. Một số điểm cần lưu ý khi bố trí
– Hạn chế tối đa chiều dài của hệ thống cung cấp kĩ thuật bằng cách bố trí hợp lý
giữa nơi cung cấp và nơi tiêu thụ năng lượng (khai thác tối đa hệ thống trên không và
ngầm ở dưới mặt đất).
– Tận dụng các khu đất không lợi về hướng hoặc giao thơng để bố trí các cơng
trình phụ.

– Các cơng trình có nhiều bụi, hoặc chất thải bất lợi đều phải đặt cuối hướng gió
chủ đạo.
4.2.1.4. Ưu – nhược điểm của nguyên tắc phân vùng
 Ưu điểm:
 Dễ quản lý theo ngành, theo các phân xưởng, theo các công đoạn của dây chuyền
sản xuất của nhà máy.
 Thích hợp vơí các nhà máy có những phân xưởng, những cơng đoạn có các đặc
điểm và điều kiện sản xuất khác nhau.
 Đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý các bộ phận phát
sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như bụi, khí độc, cháy, nổ.
 Dễ bố trí hệ thống giao thông bên trong nhà máy.
 Thuận lợi trong quá trình phát triển mở rộng của nhà máy.

25