ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ
LÝ NƢỚC THẢI CHO NHÀ
MÁY CHẾ BIẾN SỮA VÀ
CÁC SẢN PHẨM TỪ SỮA
GVHD: ThS. DƢ MỸ LỆ
SVTH: NGUYỄN KIM THIỆN
MSSV: 90602325
2010
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
Khoa môi trƣờng
1/1/2010
Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa
Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM
Nguyễn Kim Thiện
MSSV : 90602325 2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ CHẤT THẢI
(MSMH: 610080)
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến
sữa và các sản phẩm từ sữa với công suất Qtb
ngày = 500
m3 /ngày để chất lượng nước đầu ra đạt tiêu chuẩn xả
thải loại B TCVN 5945
Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa
Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM
Nguyễn Kim Thiện
MSSV : 90602325 3
Mục lục
CHƢƠNG 1 Mở đầu…………………………………………………………................5
1.1 Tổng quan về ngành sữa…………………………………………………………...5
1.2 Các nguyên liệu sản xuất sữa và sản phẩm từ sữa…………………………………6
CHƢƠNG 2 Qui trình sản xuất…………………………………………………………7
2.1 Qui trình sản xuất của các sản phẩm từ sữa………………………………………..7
2.1.1 Sữa tƣơi uống………………………………………………………………...7
2.1.2 Sữa hộp……………………………………………………………………….7
2.1.3 Sữa chua……………………………………………………………………...9
2.1.4 Phô mai và bơ……………………………………………………………….11
2.2 Thuyết minh các qui trình………………………………………………………....12
2.2.1 Tiêu chuẩn hóa……………………………………………………………...12
2.2.2 Đồng hóa……………………………………………………………………12
2.2.3 Phối trộn…………………………………………………………………….12
2.2.4 Tiệt trùng UHT……………………………………………………………...12
2.2.5 Ủ chín……………………………………………………………………….12
2.2.6 Lạnh đông …………………………………………………………………..12
CHƢƠNG 3 Đặc trƣng nƣớc thải …………………………………………………….13
3.1 Các khâu sản xuất gây ô nhiễm…………………………………………………….13
3.2 Đặc tính nƣớc thải…………………………………………………………………13
CHƢƠNG 4 Sơ bộ nƣớc thải nhà máy………………………………………………...17
4.1 Yêu cầu thiết kế…………………………………………………………………….17
4.2 Đề xuất công nghệ………………………………………………………………….17
4.3 Tiểu chuẩn nƣớc thải loại B………………………………………………………..18
4.4 Thuyết minh công nghệ…………………………………………………………….18
4.5 Chất lƣợng nƣớc đầu vào của nhà máy…………………………………………….19
CHƢƠNG 5 Tính toán…………………………………………………………...........20
5.1 Bể tuyển nổi………………………………………………………………………...20
5.2 Bể UASB…………………………………………………………………………...23
Phục lục, catalogue
Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa
Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM
Nguyễn Kim Thiện
MSSV : 90602325 4
Chương 1: Mở đầu
1. Tổng quan về ngành sữa
Chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa đã trải qua nhiều thời kì cùng với sự phát triển của
khoa học kĩ thuật. Các quốc gia ở khu vực châu Âu và châu Mỹ là những nhân tố quan
trọng góp phần tác động đến sự thay đổi trong công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ
sữa.
Những loại sữa từ động vật đang đƣợc sử dụng trên thế giới gồm có: sữa dê, sữa bò, sữa
cừu. Mỗi loài động vật sẽ cho sữa với tính chất khác nhau, trong đó, phổ biến nhất ở Việt
Nam là sữa bò. Do vậy, trong suốt phần trình bày này chỉ đề cập tới nguyên liệu là sữa bò.
Công nghiệp sản xuất và chế biến sữa đang phát triển không chỉ ở các nƣớc châu Âu,
châu Mỹ mà đang phát triển với tốc độ rất nhanh ở Việt Nam. Do đó, việc xử lý nƣớc thải
ngành sữa phải đƣợc quan tâm từ giai đoạn thiết kế nhà máy.
Sữa và các sản phẩm từ sữa đã gần gũi hơn với ngƣời dân, nếu trƣớc những năm 90 chỉ
có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu là sữa đặc và sữa bột ( nhập ngoại), hiện nay
thị trƣờng sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và rất nhiều doanh nghiệp phân phối
sữa chia nhau một thị trƣờng tiềm năng với 80 triệu dân.
Về mức tiêu thụ sữa trung bình của Việt Nam hiện nay khoảng 7,8 kg/ngƣời/năm tức
là đã tăng gấp 12 lần so với những năm đầu thập niên 90. Theo dự báo trong thời gian sắp
tới mức tiêu thụ sữa sẽ tăng từ 15-20% ( tăng theo thu nhập bình quân). Sản phẩm sữa là
sản phẩm dinh dƣỡng bổ sung ngoài các bữa ăn hàng ngày, với trẻ em, thanh thiếu niên và
những ngƣời trung tuổi – sữa có tác dụng lớn hỗ trợ sức khỏe. Trên thị trƣờng có rất
nhiều loại bột ngũ cốc, đồ uống tăng cƣờng sức khỏe… nhƣng các sản phẩm này về chất
lƣợng và độ dinh dƣỡng không hoàn toàn thay thế đƣợc sữa.
Một dây chuyền sản xuất sữa có giá trị trung bình khoảng vài chục tỷ, đó là một khoản
đầu tƣ không nhỏ chƣa tính đến các chi phí xây dựng nhà máy. Công đoạn quản trị chất
lƣợng (KSC) nguyên liệu đầu vào và đầu ra là hết sức quan trọng vì nó ảnh hƣớng đến chất
lƣợng của ngƣời tiêu dùng, sữa đầu vào nguyên liệu đã ít nhƣng chất lƣợng không đảm bảo
nên có nhiều nhà máy khi thu mua sữa tƣơi về phải bỏ đi vì chất lƣợng kém, không qua
đƣợc KCS đầu vào gây thất thu. Trong khi sản xuất, việc pha chế các sản phẩm từ sữa
cũng còn nhiều bất cập vì các tỉ lệ vitamin, chất dinh dƣỡng đƣợc pha trộn theo hàm lƣợng,
có thông tin đầy đủ trên bao bì
Nguồn cung nguyên liệu không ổn định, chất lƣợng chƣa đƣợc đảm bảo nên hầu hết
nguồn sữa này đƣợc tiêu thụ trực tiếp qua các cửa hàng sữa tại các thành phố lớn, còn các
công ty sữa sử dụng nguồn sữa nhập ngoại để chế biến những sản phẩm của mình, trên thị
trƣờng hiện tại có các sản phẩm chính nhƣ sau:
Sữa lỏng (Liquid Milk)-bao gồm sữa tƣơi, sữa đặc
Sữa bột (Powder Milk)
Sữa chua (Drink Yoghurt)
Đồ án thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải ngành sữa
Khoa Môi Trƣờng, ĐHBK TPHCM
Nguyễn Kim Thiện
MSSV : 90602325 5
Sữa có đƣờng giành cho trẻ em(Sweetened Children Milk)
Khi sữa thành phẩm đã xong, các doanh nghiệp sữa phải sử dụng vỏ hộp đạt tiêu chuẩn
để dễ dàng vận chuyển và bảo quản, hiện nay thị trƣờng chỉ có hai nhà cung cấp độc quyền
là Tetra Park-Thụy Điển và Combiblock-Đức, hai doanh nghiệp này còn là hai nhà cung
cấp phần lớn dây chuyển sữa ở Việt Nam.
2. Các nguyên liệu sản xuất sữa và sản phẩm từ sữa
Đường: Đƣờng đƣợc dùng để hiệu chỉnh chất khô và vị ngọt của sản phẩm. Một số loại
đƣờng thƣờng đƣợc sử dụng, nhƣ đƣờng latose, đƣờng saccaroze, đƣờng glucose, fructo…
Chỉ tiêu hóa lý quan trọng của đƣờng là độ ẩm, hàm lƣợng saccaroze, độ tro,
độ màu…
Sữa và các sản phẩm từ sữa: Trong sản xuất kem, các loại sữa có thể đƣợc sử dụng nhƣ
sữa tƣơi, sữa đặc, sữa bột nguyên cream…chất béo từ sữa nhƣ cream, bơ, chất béo khan…
Dầu thực vật: Ngƣời ta có thể dùng dầu đậu nành, dầu dừa, dầu hƣớng dƣơng hoặc dầu cải
để làm nguyên liệu sản xuất một số loại kem.
Chỉ tiêu hóa lý quan trọng của dầu thực vật: chỉ số acid, chỉ số peroxyc…Hàm lƣợng dầu
thực vật có thể chiếm từ 6 – 10% khối lƣợng kem thành phẩm. Dầu thực vật cũng đƣợc bảo
quản trong những điều kiện phù hợp.
Các chất ổn định: Các chất ổn định trong sản xuất kem là những hợp chất ƣa nƣớc,
thƣờng có chứa protein hoặc carbonhydrate. Mục đích là để quá trình lạnh đông nguyên
liệu sản xuất kem, các tinh thể đá xuất hiện sẽ có kích thƣớc nhỏ, nên kem đƣợc đồng nhất.
Các chất nhũ hóa: Chất nhũ hóa thƣờng là những hợp chất có tính ƣa nƣớc và ƣa béo.
Trong sữa có chƣa một số chất nhũ hóa, nhƣ lecithine, protein, phosphate…
nhƣng với hàm lƣợng thấp.
Lòng đỏ trứng gà cũng là một chất nhũ hóa thông dụng trong ngành sản xuất
kem, nhƣng giá thành cao.
Các chất tạo hương: Ngƣời ta sẽ dùng các chất có hƣơng khác nhau nhƣ các loại hoa quả
tự nhiên, hạt khô (đậu phộng, hạt điều, nho khô, hạt socola…), mức quả, nƣớc
quả…vanilla, dâu, sầu riêng, socola…
Chất màu: Mục đích của chất màu là làm tăng màu sắc và vẻ hấp dẫn cho kem.Có 2 loại
chất màu chính: chất màu tự nhiên và chất màu tổng hợp.
Các chất khác: Để bảo quản chất lƣợng kem, ngƣời ta bổ sung thêm một số loại acid hữu
cơ nhƣ acid citric, acid tatric… để tạo độ chua cần thiết cho kem và ức chế sự phát triển
của một số loại vi sinh có trong kem thành phẩm.