BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Tiểu luận
THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY THỰC PHẨM
Đề tài: Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy sữa tươi tiệt trùng
GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
DANH SÁCH NHÓM: Lê Phan Phương Anh_2005100034
Nguyễn Thị Hằng_2005100230
Võ Nguyễn Minh Hoang_2008100076
Võ Thị Ánh Hường_2008100178
1
Thành phố Hồ Chí Minh_tháng 6/2013
Lời nói đầu
Sữa là nguồn dinh dưỡng hoàn hảo, nó chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng Pr, L,
G, các vitamin và khoáng chất, canxi cần thiết cho cơ thể người, và chúng ở dạng cân đối
và dễ hấp thụ bởi cơ thể, có thể nói sữa là một thực phẩm tốt hơn bất kỳ thực phẩm nào:
Protêin trong sữa có khoảng 20 loại amino axit khác nhau trong đó có 8 loại amino axit
cần thiết cho người lớn và 9 amino axit không thay thế cho trẻ con, các loại amino axit
này cơ thể không tự tổng hợp được mà phải lấy từ thức ăn hàng ngày để cơ thể phát triển
và bảo vệ da tócVì 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 khoáng chất có lợi cho sức khỏe.
Hiện nay mức thu nhập bình quân ở nước ta đã tăng lên đáng kể, số người giầu ngày
càng nhiều ở cả thành thị và nông thôn. Trình độ nhận thức của người dân ngày càng cao,
họ đã có những hiểu biết và đề cao gía trị dinh dưỡng của sữa đặc biệt cho trẻ nhỏ và
người già.vì vậy nhu cầu là rất lớn mà khẩ năng cung cấp còn hạn chế
Từ những điều trên cho thấy việc xây dựng thêm nhà máy sữa để chế biến sữa tươi
không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn hướng tới thị trường nước ngoài.
Do vậy, chúng em chọn đề tài “Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy chế
biến sữa tươi tiệt trùng” để tìm hiểu thêm về quy trình cũng như thiết bị sản xuất sữa tươi
tiệt trùng. Bên cạnh đó, chúng em có thể tìm ra hướng thiết kế mới nhằm giúp cho việc
sản xuất sữa đạt hiệu quả cao hơn.
Trong quá trình thực hiện tiểu luận, nhóm chúng em không trách khỏi thiếu sót, mong
2
thầy góp ý kiến để bài tiểu luận của nhóm được hoàn thiện hơn. Chân thành cảm ơn thầy
Mục lục
Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................ 4
Phần 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .................................................................. 8
I. ...........................................................................................................Sơ đồ
quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT .......................................... 9
II. ..........................................................................................................Thuyế
t minh quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT ............................... 10
Phần 3: TÍNH SẢN XUẤT .................................................................................. 22
Phần 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ .................................................................. 31
Phần 5: TÍNH ĐIỆN- HƠI- NƯỚC- LẠNH ........................................................ 42
Phần 6: BẢN VẼ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG ................................................ 64
3
Kết luận ................................................................................................................ 69
Phần 1
GIỚI THIỆU CHUNG
4
I. Sữa tươi
Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh
dưỡng, được chứng minh có chứa hầu hết các
dưỡng chất cần thiết cho sức khỏe. Có thể nói
rất ít loại thực phẩm nào mà toàn diện về các
chất như sữa. Trong sữa có đầy đủ các chất
cần thiết cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể
và cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất cao.
Trong sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng như
chất béo, đường lactoza, các vitamin, chất khoáng, các enzym,...Ngoài ra trong sữa còn
có đầy đủ các axit amin không thay thế.Những thành phần trong sữa giúp con người tăng
cường miễn dịch và hồi phục sức khỏe. Thực tế cho thấy, nơi nào sử dụng nhiều sữa thì
tình trạng sức khỏe nơi đó được cải thiện rất tốt.
Thành phần hóa học của sữa bò tươi gồm có:
Nước
Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan trọng, là dung môi
5
hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinhhóa.Hàm lượng
nước trong sữa chiếm khoảng 87%/lit sữa. Phần lớn lượngnước ở trong sữa có thể thoát
ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốc hơi nướcở sữa tươi để chế biến thành sữa đặc,
sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và dễ bảo quản hơn sữa tươi.
Lipit
Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượngchất béo
của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Có loại sữa ít béo,khoảng 3g trong 100ml
sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g trong 100mlsữa. Đối với sữa bò hàm lượng
béo khoảng 3.9%.Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ. Kích thước
củanhững hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài giống, tùy từng con vật,thời
gian khác nhau trong thời kỳ tiết sữa … Các hạt chất béo kích thước lớn thìdễ tách ra
khỏi sữa hơn là những hạt chất béo có kích thước nhỏ. Khi để sữa yênlặng một thời gian,
các hạt chất béo của sữa sẽ nổi lên trên mặt thành một lớpváng mỏng gọi là váng
sữa.Trong thành phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, trongđó 2/3 là
acid béo no và còn lại là acid béo chưa no. Trong số những acid béotrong sữa có khá
nhiều acid béo dễ hòa tan trong nước (ví dụ acid caproic). Chấtbéo của sữa cũng dễ xảy
ra những quá trình phân hủy làm thay đổi thành phần vàtính chất như quá trình thủy
phân, quá trình oxy hóa,… làm giảm dần chất lượngcủa sữa và nhiều khi làm hỏng
sữa.Ngoài chất béo thuộc nhóm lipit của sữa còn có photphatit và một số chấtkhác nhưng
hàm lượng không nhiều, photphatit có khoảng 0.5-0.7g trong một lítsữa, trong đó chủ yếu
là lexitin.
Protein
Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất cửa sữa là protein.Hàm lượngprotein của các
loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giớihạn 3.0-4.6%.Riêng đối
với sữa bò hàm lượng protein khoảng 3.3-3.5%.Các protein của sữa là những protein
hoàn thiện. Trong thành phần proteincủa sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, trong đó
có đầy đủ các acid aminkhông thay thế được như: valin, lơxin, izolơxin, metionin,
treonin, phenylalanin,triptophan và lyzin.Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu : Casein
6
chiếm khoảng 80%, lactalbuminchiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ
lượng protein có trong sữavà còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng
kể.
Glucide
Gluxit có ở trong sữa chủ yếu là lactose. Hàm lượng lactose trong sữa khoảng4.5-5.1%
tùy theo từng loại sữa. Đối với sữa bò hàm lượng này khoảng 4.9%Lactose ở trong sữa
dưới dạng hòa tan.Lactose khó bị thủy phân hơn các loại đường khác.Lactose bị thủy
phân sẽcho một phân tử glucose và một phân tử galactose.
C12H22O11->C6H12O6 + C6H12O6
Lactose Glucose Galactose
Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen.Vì vậy khi khử trùng sữa, mộtphần
lactose bị caramen hóa nên màu của sữa sau khi đã khử trùng thường sẫmhơn lúc chưa
khử trùng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amincủa protein sữa
(casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sẫm.
II. Công nghệ tiệt trùng UHT
Sữa tươi tiệt trùng là sữa được xử lí ở nhiệt độ cao, đảm bảo tiêu diệt hết các loại vi
sinh vật và enzyme kể cả loại chịu nhiệt. Thời hạn bảo quản cho phép là từ 3 tháng đến 6
tháng. Một quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng cũng phân thành 2 nhánh chính bao gồm
quy trình khác nhau: quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng trong bao bì (bao bì thủy
tinh hay nhựa) và quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng ngoài bao bì UHT (bao bì
giấy vô trùng). Tại Việt Nam thì quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng ngoài bao bì chiếm
ưu thế hơn cả và những loại sữa tươi tiệt trùng Vinamilk, sữa TH true milk đều được sản
xuất theo quy trình này.
Công nghệ chế biến tiệt trùng UHT là gia nhiệt sản phẩm ở 136-140oC trong thời gian
ngắn (4 - 6 giây), sau đó làm nguội nhanh ở 25oC. Chính nhờ quy trình xử lý nhiệt độ cao
và làm lạnh cực nhanh này đã giúp tiêu diệt hết vi khuẩn có hại, các loại nấm men, nấm
mốc..., đồng thời giữ lại tối đa các chất dinh dưỡng và mùi vị tự nhiên của sản phẩm
nguyên liệu.
Sữa thành phẩm sau đó được đóng gói trong bao bì giấy tiệt trùng 6 lớp trong môi
7
trường hoàn toàn tiệt trùng. Nhờ vậy giúp ngăn 100% ánh sáng và vi khuẩn có hại từ
không khí xâm nhập vào - vốn là nguyên nhân chính khiến thực phẩm nhanh hư hỏng,
biến chất. Nhờ tiêu diệt hết vi khuẩn có trong sản phẩm ở khâu xử lý nhiệt và ngăn vi
khuẩn có hại từ môi trường xâm nhập vào qua quy trình đóng gói hoàn hảo, các sản phẩm
tiệt trùng an toàn tuyệt đối và có hạn sử dụng tới 6 tháng mà không cần dùng chất bảo
quản và trữ lạnh.
Trong bối cảnh quan ngại về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, các mặt hàng được
chế biến theo công nghệ tiệt trùng UHT trong đó có sữa được xem là lựa chọn thông
minh, an toàn cho người tiêu dùng.
Công nghệ tiệt trùng UHT được đánh giá là phát minh quan trọng nhất trong ngành
chế biến thực phẩm của thế kỷ 20. Mỗi năm, hàng trăm tỷ lít sữa tiệt trùng UHT được
bán ra trên toàn thế giới, giúp hàng tỷ người tiếp cận với nguồn dinh dưỡng này.
Phần 2
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
8
9
III. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT
10
IV. Thuyết minh quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT
1. Sữa tươi nguyên liệu:
Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm sữa nói chung phải là sữa có chất lượng cao.
Chỉ tiêu cảm quan
- Trạng thái:lỏng, đồng nhất, không bị tách bơ, không có tạp chất.
- Màu sắc: màu trắng ngà.
- Mùi: đặc trưng, không có mùi lạ (chất kháng sinh, chất tẩy rửa, thức ăn…)
- Vị: tự nhiên, hơi ngọt.
11
Chỉ tiêu hóa lý
STT Các thông số Yêu cầu
Hàm lượng chất béo 3- 4 % 1
Hàm lượng chất khô 11,8- 12,8% 2
pH 6,6 3
Tỷ trọng 1,027 – 1,032 4
Độ axit 16-18oT 5
Độ nhớt 1,8 cP 6
Chỉ tiêu vi sinh
STT Các chỉ tiêu Yêu cầu
Tổng số tạp khuẩn <62.103 vsv/ml 1
Nấm mốc Không được có 2
Vi khuẩn gây bệnh Không được có 3
2. Các nguyên liệu khác:
Nước là nguồn nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất sữa, giúp quá trình
phối trộn dễ dàng hơn. Ngoài ra, nước còn quyết định trạng thái sản phẩm; tạo ph ổn
định; làm sạch; tẩy rửa; vệ sinh và nước còn là tác nhân làm lạnh.
Tiêu chuẩn về nước sản xuất (QCVN 02:2009/BYT)
Cảm quan: - Ammonia 0,5 mg/l
- Màu sắc: Không màu - Mangan 0,005 mg/l
- Mùi vị: Không - Nitrat 30 mg/l
Chỉ tiêu VSV: - Nitrit 0,02 mg/l
- Tổng số vi khuẩn hiếu khí 1000 cfu/ml - Sunfat 100 mg/l
- Coliform 0/100 ml - Axit cacbonic ăn mòn: không có
Chỉ tiêu hoá lý: - Tổng lượng sắt hoà tan 500 mg/l
12
- pH: 7 - 8,5 - Hàm lượng kim loại nặng:
- Độ cứng: 70 mg/l Ca 20 mg/l
- Hàm lượng Clo dư 0,3 mg/l Cd 0,003 mg/l
- Hàm lượng sắt tổng số 0,1 mg/l Pb 0,01 mg/l
Hg 0,001 mg/l
Đường RE
RE là chữ viết tắt của Refined Extra. Đường RE là đường tinh luyện thượng
hạng.Đường RE có vai trò giúp tạo độ ngọt và cung cấp năng lượng cho sữa.Trong sản
xuất sữa tươi tiệt trùng, đường RE cần đạt các chỉ tiêu sau đây:
Bảng 3.4. Tiêu chuẩn đường RE (TCVN 7968:2008)
STT Các thông số Tiêu chuẩn
Tinh thể đồng đều không vón cục Trạng thái màu trắng 1 Chỉ tiêu cảm quan Vị Vị ngọt đặc trưng, không có vị lạ
Mùi Không có mùi lạ
Hàm lượng Saccharose 99,9%
Hàm lượng tro 0,03%
Độ màu 30 ICUMSA 2 Chỉ tiêu hóa lí Hàm lượng ẩm 0,05%
Tạp chất 2 ppm
Đường khử < 0,02%
Nấm men, nấm mốc 10/10 g 3 Chỉ tiêu vi sinh Clostridium perfringens 0/g
4 Chỉ tiêu kim loại Chì – Pb 5 ppm
13
50 kg/bao 5 Quy cách đóng gói Bao bì gồm 2 lớp: PP và PE
Còn ít nhất 18 tháng tại thời điểm 6 Date nhập
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.Chất ổn định được sử dụng phải hoà tan ngay và hoàn toàn trong
dung dịch sữa. Trong suốt quá trình chế biến độ nhớt không được tăng lên nhằm tránh
gây ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị.
Bảng 3.5. Tiêu chuẩn chất ổn định, phị gia (TCVN 6471-98).
STT Các thông số Yêu cầu
1 Cảm quan Trạng thái Dạng bột mịn, tơi, không vón cục
Màu sắc Màu trắng nhạt.
2 Chỉ tiêu vi sinh Tổng số VSV Max 5000 cfu/g
Nấm men Max 500 cfu/g
Nấm mốc Max 500 cfu/g
Enterobacteiaceae 0/ 0,01 g
Staphylococcus 0/ 0,01 g
E.coli 0/0,1 g
Salmonella 0/25 g
≤ 3,0 3 Chỉ tiêu kim loại As
nặng (mg/kg) Pb ≤ 5,0
Hg ≤ 1,0
Cd ≤ 1,0
4 Quy cách đóng gói 25 kg/bao,
Bao bì có nhiều lớp với lớp PE ở ngoài
14
5 Thời hạn sử dụng - Còn ít nhất 2/3 hạn sử dụng,
3. Kiểm tra - thu nhận
Mục đích: đảm bảo chất lượng cho nguồn sữa nguyên liệu
Phương pháp: 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.
Thiết bị: thiết bị tiếp nhận sữa của hãng Tetra Pak
- Nguyên lý hoạt động: Hệ thống được điều khiển tự động nhờ bộ điều khiển. Hệ thống
được lắp đặt trên cùng mặt phẳng với nơi các xe bồn đến giao sữa. tạo ra một đầu hút
dương trước bộ khử khí, sữa đi vào bộ khử khí nhờ trọng lực. Không khí được loại trừ
một cách hữu hiệu nhờ chân không và kết quả là việc đo lường được chính xác và
chất lượng sữa được cải thiện. Việc vận hành của bơm chân không. bộ xả khí và lưu
lượng của sữa được điều khiển theo mức trong bộ khử khí. Sau khi nạp. lượng sữa đã
15
đo lường được đọc và ghi vào hệ thống.
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.
Phương pháp:
- 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.
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.
Phương pháp: 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.
Thiết bị:
16
- Cấu tạo:
Thiết bị gồm có thân máy, bên trong là thùng quay, được nối với một motor truyền
động bên ngoài thông qua trục dẫn.Các đĩa quay có đường kính dao động từ 20 ÷102
cm và được xếp chồng lên nhau. Các lỗ trên đĩa ly tâm sẽ tạo nên những kênh dẫn
theo phương thẳng đứng. Khoảng cách giữa hai đĩa ly tâm liên tiếp là 0.5 ÷ 1.3 mm.
- Nguyên tắc hoạt động :
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 độ 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 ngoài,
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%.
6. Gia nhiệt:
Mục đích: Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa,
giảm độ nhớt của khối sữa và tiêu diệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạp trùng.
17
Phương pháp: Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 650C.
Thiết bị:
- Cấu tạo: Bộ phận chính của thiết bị là những
tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rất mỏng
và được làm bằng thép không rỉ. Mỗi tấm
bảng sẽ có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các
đường rãnh trên khắp các bề mặt để tạo sự
chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt. Khi
ghép các bảng mỏng lại với nhau trên bộ
khung của thiết bị sẽ hình thành trên những hệ thống đường vào và ra cho sữa.
7. Đồng hóa
Mục đích:
- Khi đồng hóa, các hạt cầu béo sẽ được xé nhỏ và phân bố đều trong pha liên tục, 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.
- Tăng hệ số truyền nhiệt của sữa, từ đó giúp quá trình tiệt trùng sữa được tốt hơn.
Phương pháp: sử dụng phương pháp đồng hóa bằng áp lực cao. Hệ phân tán sẽ được
một bơm cao áp đưa vào một khe hẹp có tiết diện giảm dần. Kích thước khe hẹp dao
động từ 15-30 . Tốc độ chuyển động của hạt phân tán khi đến khe hẹp sẽ lên tới 50
– 200 m/s. Sau khi đi qua khe hẹp, các hạt phân tán bị giảm kích thước và phân bố đều
trong pha liên tục.
18
Thiết bị:
- Cấu tạo:
- Nguyên lý hoạt động:
Gồm hai bộ phận chính bơm cao áp và hệ thống tạo đối áp
Bơm cao áp được vận hành bởi động cơ điện (1) thông qua một trục quay (4) và bộ
truyền động (2) để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh
tiến của piston.Các piston (5) chuyển động trong xilanh ở áp suất cao.Bên trong thiết bị
còn có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục đích làm mát cho piston trong suốt quá trình
làm việc.
Mẫu nguyên liệu sẽ được đưa vào thiết bị đồng hoá bởi một bơm piston. Bơm sẽ tăng
áp lực cho hệ nhũ tương từ 3bar lên đến 100 ÷ 250 bar hoặc cao hơn tại đầu vào của khe
hẹp (5). người ta sẽ tạo ra một đối áp lên hệ nhũ tương bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách
khe hẹp trong thiết bị giữa bộ phận sinh lực (1) và bộ phận tạo khe hẹp (3). Đối áp này
được duy trì bởi một bơm thuỷ lực sử dụng dầu. Khi đó áp suất đồng hoá sẽ cân bằng với
áp suất dầu tác động lên piston thuỷ lực.
Vòng đập (2) được gắn với bộ phận tạo khe hẹp (3) sao cho mặt trong của vòng đập
vuông góc với lối thoát ra của hệ nhũ tương khi rời khe hẹp. Như vậy, một số hạt của pha
phân tán sẽ tiếp tục va vào vòng đập (2) bị vỡ ra và giảm kích thước. Quá trình đồng hoá
chỉ xảy ra trong vòng 15 giây.
8. Thanh trùng
19
Mục đích: Tiêu diệt vi sinh chịu nhiệt kém kéo dài thời gian bảo quản cho sữa.
Phương pháp: Sữa từ thiết bi đồng hóa bơm sang thiết bị gia nhiệt. Ở đây, sữa được
chảy qua các tấm gia nhiệt lên 75 0C. Khi sữa đạt lên 75 0C rồi được chuyển qua các
ống lưu nhiệt 15- 20 s. Sau đó sữa lại quay về các thiết bị gia nhiệt. Lúc này, sữa ra sẽ
tiếp xúc với sữa vào và truyền nhiệt cho sữa vào để giảm nhiệt độ xuống.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 75 0C trong 15s.
9. Phối trộn(đường, chất ổn định, 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.
Phương pháp:
- Bơm 25% sữa làm sữa nền rồi gia nhiệt lên 65 – 70 0C rồi chovào bồn almix.
- Trộn chất ổn định và chất nhũ hóa vào tuần hoàn trong vòng 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.
- Quá trình được thực hiện trong bồn trộn có cánh khuấy với số vòng quay 250- 300
vòng/ phút.
10. Lọc sữa
Mục đích: Lọc những đường và những chất chưa tan trong quá trình phối trộn.
Phương pháp:
11. Đồng hóa lần 2
Tương tự đồng hóa lần 1 nhưng ở nhiệt độ 70 – 75 0C.
12. Tiệt trùng UHT
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.
20
Phương pháp:
- Thiết bị chính ở công đoạn này là thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng có nhiều ngăn. Quá
trính được thực hiện qua 4 công 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- 90 0C. Tiếp theo dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với hơi từ lò hơi để nâng lên
nhiệt độ tiệt trùng là 136- 140 0C 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 2 0C 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.
- Toàn bộ quá trình tiệt trùng và làm nguội được điều khiển bằng chương trình đã lập
trình sẵn.
13. Lưu trữ vô trùng
Mục đích: chứa dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót.
Phương pháp: Dịch sữa sau khi qua hệ tiệt trùng và làm nguội thì sẽ vào bồn chờ rót
vô trùng. Dịch sữa đươc khuấy trộn trước khi chiết rót.
Thiết bị
- Cấu tạo: Bồn là một thiết bị kín có cánh khuấy.Toàn bộ hoạt động của bồn dược điều
khiển bằng môt máy tính đã lập trình sẵn.
14. 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 hoàn toàn
vô trùng. Sau đó được dán ống hút. in date và xếp hộp carton.
21
Phương pháp
- 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 không 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 không, có vuông cạnh không. QA
thường xuyên kiểm tra quá trình đóng hộp quá trình lấy mẫu đầu quá trình rót, cuối quá
trình rót và 20 phút/ lần...
- Đóng block và đóng thùng: 4 hộp/block, 10 block/thùng, 100 thùng/pallet.
15. 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.
22
Có pH = 6,4 – 6,8; % khô = 15,8 0,1; % béo = 3,2
Phần 3
TÍNH SẢN XUẤT
23
I. Kế hoạch sản xuất
- Năng suất nhà máy là 150 tấn sữa tiệt trùng/ngày.
- Nhà máy sản xuất:
3 ca/ ngày; 1 ca = 8 giờ (thực tế chỉ làm 7h, 1h cho công nhân nghỉ).
Thực tế, một ngày nhà máy sản xuất 21 giờ.
Một tháng nghỉ 4 ngày chủ nhật.
Tháng 7, nhà máy nghỉ 15 ngày để bảo dưỡng máy móc; nghỉ 2 ngày chủ nhật
của 2 tuần cuối tháng.
Nhà máy nghỉ Tết Nguyên đán 4 ngày (vào tháng 2 dương lịch).
Bảng thể hiện kế hoạch sản xuất của nhà máy trong 1 năm
Số ngày sản xuất Số ca sản xuất Năng suất trong Tháng trong tháng trong tháng tháng (tấn)
27 1 81 4050
20 2 60 3000
27 3 81 4050
26 4 78 3900
27 5 81 4050
26 6 78 3900
14 7 42 2100
27 8 81 4050
26 9 78 3900
27 10 81 4050
26 11 78 3900
27 12 81 4050
Cả năm 300 900 45000
24
II. Tính cân bằng vật chất
1. Số liệu ban đầu
Hàm lượng trong sữa Thành phần
9,5% Chất khô của sữa
3,2 % Chất béo
4 % Đường saccharose
0,7% Chất ổn định
Khối lượng riêng của sữa (có đường), 1,04 kg/l
KH:
Khối lượng riêng của sữa (không đường) 1,03 kg/l
KH:
2. Tính cân bằng vật chất của dây chuyền sản xuất sữa trong một ngày
Lượng sữa tươi tiệt trùng được sản xuất trong một ngày là 150 tấn = 150000 kg
Đổi sang thể tích
Để tính cân bằng vật chất trong từng công đoạn của quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng
UHT, ta áp dụng công thức:
Trong đó: - làlượng sữa trước khi vào mỗi công đoạn.
- là lượng sữa sau mỗi công đoạn.
- là lượng sữa tiêu hao ở mỗi công đoạn.
Lượng sữa sau một công đoạn bằng với lượng sữa vào công đoạn tiếp theo trong quy
trình. Để tìm được lượng nguyên liệu ban đầu, ta tính cân bằng vật chất từ công đoạn
cuối đến công đoạn đầu như sau:
2.1. Lượng sữa trước khi chiết rót
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn chiết rót là 1%.Lượng sữa sau khi chiết rót
chính là lượng sữa thành phẩm để đạt năng suất 150 tấn/ngày.
25
Ta có: G r (chiết rót) = V sữa thành phẩm =
G v(chiết rót)=
2.2. Lượng sữa trước khi tiệt trùng
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn tiệt trùng là 0,2%.Lượng sữa sau khi tiệt trùng
bằng lượng sữa trước khi chiết rót.
Ta có: G r (tiệt trùng) = G v (chiết rót) =
G v (tiệt trùng)=
2.3. Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 2
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn đồng hóa là 0,1%.Lượng sữa sau khi đồng hóa
bằng lượng sữa trước khi tiệt trùng.
Ta có: G r (đồng hóa) = G v (tiệt trùng) =
G v (đồng hóa)=
2.4. Lượng sữa trước khi lọc
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn lọc là 0,1%. Lượng sữa sau khi lọc bằng lượng
sữa trước khi đồng hóa
Ta có: G r (lọc) = G v (đồng hóa) =
G v (lọc)=
2.5. Lượng dịch sữa trước khi phối trộn
Lượng sữa sau khi phối trộn (chưa tính hao hụt) bằng lượng sữa trước khi lọc
Ta có: G r (phối trộn) = G v (lọc) =
Để tính số lượng các thành phần khác bổ sung vào sữa trong công đoạn phối trộn, ta
chuyển lượng sữa sau khi phối trộn sang đơn vị khối lượng
= = 152122,89 (kg) mr (phối trộn) = Gr (phối trộn)
Tính lượng đường saccharose cần thêm vào sữa trong công đoạn phối trộn
- Hàm lượng đường saccharose trong sữa là 4% và đường saccharose có độ tinh khiết
26
là 99,7%. Ta có lượng đường cần cho công đoạn phối trộn (chưa tính hao hụt)
(kg) mđường
- Lượng đường hao hụt trong công đoạn phối trộn là 0,5%. Ta có lượng đường cần
thêm vào thực tế là:
mđường (thực tế)=
Tính lượng chất ổn định thêm vào (hao hụt không đáng kể)
Hàm lượng chất ổn định trong sữa là 0,7%:
(kg)
Tính khối lượng dịch sữa trước khi phối trộn là:
(kg)
Đổi sang thể tích:
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn phối trộn là 0,1%. Vậy lượng dịch sữa trước khi
phối trộn thực tế là:
G v (phối trộn) =
2.6. Lượng sữa trước khi lưu trữ, gia nhiệt
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn này là 0,1%. Lượng sữa sau khi lưu trữ và gia
nhiệt bằng lượng sữa trước khi phối trộn
Ta có: G r (lưu trữ, gia nhiệt) = G v (phối trộn) =
G v (lưu trữ, gia nhiệt) =
2.7. Lượng sữa trước khi thanh trùng
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn thanh trùng là 0,1%. Lượng sữa sau khi thanh
trùng bằng lượng sữa trước khi lưu trữ và gia nhiệt
27
Ta có: G r (thanh trùng) = G v (lưu trữ, gia nhiệt) =
G v (thanh trùng) =
2.8. Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 1
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn thanh trùng là 0,1%. Lượng sữa sau khi đồng
hóa lần 1 bằng lượng sữa trước khi thanh trùng
Ta có: G r (đồng hóa lần 1) = G v (thanh trùng) =
G v (đồng hóa lần 1) =
2.9. Lượng sữa trước khi bài khí, gia nhiệt
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn bài khí, gia nhiệt là 0,2%. Lượng sữa sau khi
bài khí, gia nhiệt bằng lượng sữa trước khi đồng hóa lần 1
Ta có: G r (bài khí, gia nhiệt) = G v (đồng hóa lần 1) =
v
(bài
khí,
gia
nhiệt)
G
=
2.10. Lượng sữa trước khi ly tâm tách béo và chuẩn hóa hàm lượng béo
Ta có hàm lượng chất béo trong sữa gầy là 0,05%, còn trong cream là 40%. Đối với
sữa bò hàm lượng béo khoảng 3.9%. Sữa gầy và sữa chưa tách béo được hòa trộn với
nhau thành sữa có hàm lượng chất béo là 3,2%.
Lượng sữa sau khi ly tâm tách béo và chuẩn hóa hàm lượng béo bằng lượng sữa trước
khi bài khí và gia nhiệt, bao gồm sữa gầy và sữa chưa tách béo
- Ta có : G r (ly tâm, chuẩn hóa) = G v (bài khí, gia nhiệt) =
- Đổi sang khối lượng :
(kg)
Tính lượng sữa trước khi ly tâm tách béo
- Ta gọi : M : lượng sữa trước khi ly tâm tách béo (gồm cả lượng sữa cần ly tâm và
lượng sữa không cần ly tâm tách béo) (kg)
X: lượng sữa tươi cần phải ly tâm tách béo(kg).
28
Y: lượng sữa tươi không ly tâm tách béo (kg).
Z: lượng sữa gầy thu được sau khi ly tâm tách béo (kg).
T: lượng cream thu được sau khi tách béo (kg).
3,9%
Y(3,9% béo)
M (3,9% béo) - Sơ đồ ly tâm tách béo:
X(3,9% béo)
T (40% béo) Z (0,05%)
- Phương trình cân bằng vật chất :
X+ Y = T + Z + Y = M
Z + Y =
- Theo công thức đường chéo Peason:
Với lượng sữa tươi cần ly tâm tách béo (là hỗn hợp của sữa gầy và cream)
(Z) 0,05 36,1
3,9
(T) 40 3,85
Với lượng sữa tươi cần chuẩn hóa hàm lượng chất béo (là hỗn hợp của sữa gầy
và sữa tươi chưa tách béo)
(Y) 3,9 3,15
3,2
(Z) 0,05 0,7
29
Giải hệ phương trình sau:
Z - 9,38T = 0 Z = 26514,13
- 4,5 Z + Y = 0 T = 2826,67
Z + Y = Z + Y = Y = 119313,6
- Lượng sữa tươi không ly tâm tách béo là: Y = 119313,6 (kg).
- Lượng cream thu được sau khi ly tâm là: T =2826,67 (kg).
- Lượng sữa gầy thu được sau khi ly tâm là: Z = 26514,13 (kg)
- Lượng sữa cần ly tâm
X = T + Z = 2826,67 + 26514,13 = 29340,8 (kg)
- Đổi sang thể tích là: X (l)
- Lượng sữa tươi trước khi ly tâm và chuẩn hóa chất béo 3,2% là:
M = T + Z + Y = 2826,67 + 26514,13 + 119313,6 = 148654,4(kg).
- Đổi sang thể tích là:
- Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn ly tâm và chuẩn hóa chất béo là 0,1%. Vậy
lượng sữa trước khi ly tâm tách béo và chuẩn hóa (đã tính hao hụt 0,1%) là:
(ly
tâm,
chuẩn
hóa)
Gv
=
2.11. Lượng sữa trước khi làm lạnh
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn làm lạnh là 0,1%. Lượng sữa sau khi làm lạnh
bằng lượng sữa trước khi ly tâm tách béo và chuẩn hóa hàm lượng chất béo.
Ta có: G r (làm lạnh) = G v (ly tâm, chuẩn hóa) =
G v (làm lạnh) =
2.12. Lượng sữa trước khi lọc tách khí
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn lọc tách khí là 0,2%.Lượng sữa sau khilọc tách
30
khí bằng lượng sữa trước khi làm lạnh.
Ta có: G r (lọc tách khí) = G v (làm lạnh) =
G v (lọc tách khí) =
3. Tính số lượng hộp sữa và số lượng thùng carton cần dùng trong công đoạn bao gói
3.1. Tính số hộp sữa cần dùng trong một ngày
- Dung tích một hộp sữa là 180 ml
- Lượng sữa sản xuất trong một ngày: = 144230770 ml
- Vậy số hộp cần dùng (hộp)
- Trong quá trình chiết rót, lượng hộp sữa hao hụt là 1%.
Vậy số hộp thực tế cần dùng hộp
3.2. Tính số thùng carton cần dùng trong một ngày
- Một thùng có 48 hộp sữa
- Một ngày sản xuất ra hộp sữa
- Vậy số thùng carton cần dùng (thùng).
Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng
Tiêu hao Nguyên vật liệu và bán thành STT Lượng/ngày l/h phẩm qua các công đoạn (%)
1 Lọc, tách khí 144903,55(l) 6900,17 0,2
2 Làm lạnh 144613,74 (l) 6886,37 0,1
Ly tâm và chuẩn hóa 144469,13 (l) 6879,48 3 0,1
4 Gia nhiệt, bài khí 141580,32 (l) 6741,92 0,1
5 Đồng hóa lần 1 141297,16 (l) 6728,44 0,1
6 Thanh trùng 141155,86 (l) 6721,71 0,1
31
7 Lưu trữ, gia nhiệt 141014,7 (l) 6714,99 0,1
Lượng sữa trước phối trộn 140873,69 (l) 6708,27 0
8 Lượng đường (thực tế) 6133,9 (kg) 0,5
Phụ gia 1064,86 (kg) 0
6965,33 Lọc, trữ đệm 9 0,2 146272,01 (l)
6958,37 Đồng hóa lần 2 10 0,1 146125,74 (l)
6951,41 Tiệt trùng UHT 11 0,1 145979,61 (l)
6937,51 Chiết rót 12 1 145687,65 (l)
Phần 4
32
TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
1. Bồn chứa sữa nguyên liệu
- Bồn tạm chứa có dạng hình trụ đứng
- Công suất thiết bị: 5 KW/h.
- Tính kích thước thùng:
Gọi D là đường kính của thân hình trụ.
Hlà chiều cao của thân hình trụ.
Chọn: H = 1,3D.
Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên.
Vtb =Vtrụ =
Thì Vtb =
Vtb = 0,325. .D3 (m3).
Chọn bồn có thể tích 10.000 (l)= 10 m3
33
Vậy Vtb = 10 (m3) D = 2,14 (m)
Ta tính được kích thước của bồn:
H= 1,3xD = 2,78(m)
- Lượng dịch sữa cần chứa sau làm lạnh là: 6879,48 l/h.
- Chọn hệ số chứa đầy là 0,85.
Vì đây là thiết bị hoạt động gián đoạn nên chọn 2 bồn để đảm bảo sản xuất và vệ sinh.
2. Thiết bị tiếp nhận sữa tươi:
- Chọn cụm thiết bị thu nhận sữa có mã hiệu M42 – 2193 của Tetra Pak.
- Cụm thiết bị bao gồm có bồn khử khí, bơm, bộ lọc, đồng hồ đo lưu lượng.
- Các thông số kỹ thuật như sau:
Năng suất 1 bơm : 8.000 lít/h.
Công suất thiết bị: 7,5 KW/h.
Sai số đồng hồ đo : ± 0.1%.
Các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm bằng
Nhiệt độ làm việc tối đa : 100oC
- Công dụng: để tiếp nhận, đo lường lượng sữa được giao từ các xe bồn.
- Lượng sữa từ xe bồn là 6900,17(l/h).
- Vậy số thiết bị là: .
- Vậy chọn 1 cụm thiết bị tiếp nhận sữa.
3. Thiết bị làm lạnh sau tiếp nhận:
- Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu tấm bản MS 10 của Tetra Pak:
- Thông số kỹ thuật:
Năng suất: 8.000 lít.
Công suất 7 KW/h.
Chiều dày tấm: 0,5 mm
Kích thước: 1 928 520 1 420 mm
34
Nhiệt độ làm việc: 0 – 130 oC
Áp suất làm việc tối đa: 6 bar
- Công dụng: làm lạnh sữa nguyên liệu đầu vào từ 12oC xuống 4oC.
- Kích thước 200x500x900 (mm).
- Số lượng thiết bị là .
- Vậy số lượng thiết bị là 1 cái.
4. Bồn tạm trữ
- Bồn tạm chứa có dạng hình trụ đứng
- Công suất thiết bị: 5 KW/h.
- Tính kích thước thùng:
Gọi D là đường kính của thân hình trụ.
Hlà chiều cao của thân hình trụ.
Chọn: H = 1,3D.
Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên.
Vtb =Vtrụ =
Thì Vtb =
Vtb = 0,325. .D3 (m3).
Chọn bồn có thể tích 10.000 (l)= 10 m3
Vậy Vtb = 10 (m3) D = 2,14 (m)
Ta tính được kích thước của bồn:
H= 1,3xD = 2,78(m)
- Lượng dịch sữa cần chứa sau làm lạnh là: 6879,48 l/h.
- Chọn hệ số chứa đầy là 0,85.
- Vì đây là thiết bị hoạt động gián đoạn nên chọn 2 bồn để đảm bảo sản xuất và vệ sinh.
5. Thiết bị ly tâm:
35
- Chọn thiết bị ly tâm làm sạch Tetra Centri D407 SGP của hãng Tetra Pak Thụy Điển
- Thông số kỹ thuật:
Năng suất: 8.000 lít/h
Kích thước của thiết bị là 1200x800x1500 mm
Motor: 11 kW/h, ḍng điện xoay chiều 3 pha – 60 Hz, 400 V .
- Công dụng: giúp tách chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu.
Lượng sữa trước khi vào ly tâm là: 28486,21(l/ngày) = 1356,49 (l/h)
- Số thiết bị cần là:
- Vậy chọn 1 thiết bị.
6. Thùng tiêu chuẩn hóa hàm lượng béo
- Bồn tạm chứa có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, vỏ thùng được làm bằng
thép không gỉ, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo,
phía trên thùng là động cơ được gắn với cánh khuấy nằm ở sát đáy.
- Công suất thiết bị: 5 KW/h.
- Tính kích thước thùng:
Gọi D là đường kính của thân hình trụ.
Ht là chiều cao của thân hình trụ.
h là chiều cao của thân hình chỏm cầu.
Chọn: Ht = 1,3D.
h = 0,3D.
Chiều cao toàn thiết bị là H0:
Vậy Ho = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D
Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên.
Vnón là thể tích thân hình hình nón.
+ Vtb =Vtrụ + 2x Vnón =
+ Thì Vtb =
36
Vtb = 0,375. .D3 (m3).
D
Chọn bồn có thể tích 10.000 (l)= 10 m3
H
D
Ht
Từ công thức (1) ta có:
D = 2,04 (m)
Ta tính được kích thước của bồn:
h
Ht = 1,3xD = 2,65 (m).
h = 0,3xD = 0,61(m).
H = 1,9xD = 3,88(m).
- Lượng sữa cần tiêu chuẩn hóa 6741,92 l/h
- Chọn hệ số chứa đầy là 0,85.
- Vì đây là thiết bị hoạt động gián đoạn nên chọn 2 bồn để đảm bảo sản xuất và vệ sinh.
7. Thiết bị gia nhiệt
- Chọn thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản MS 10 của Tetra Pak
- Nhiệt độ gia nhiệt :65oC
- Công dụng: gia nhiệt cho sữa tươi dùng trong chế biến bằng hơi nước.
- Lượng sữa đi qua thiết bị là: 6741,92 (l/h).
Số thiết bị cần là:
- Vậy chọn 1 thiết bị.
8. Thiết bị bài khí:
- Chọn thiết bị bài khí bằng Dearator
- Thông số kỹ thuật:
Năng suất 8.000 (l/h).
Công suất 5,5 KW/h.
Lượng sữa cần bài khí là: 6741,92 (l/h).
- Số lượng thiết bị cần là:
37
- Vậy chọn 1 thiết bị.
9. Thiết bị đồng hóa
- Sử dụng thiết bị đồng hóa mã hiệu: APV – Đan Mạch.
- Thông số kỹ thuật:
Công suất 10.000 lít/h
Áp lực làm việc 25 ÷ 39 bar.
Công suất động cơ: 4,5 kw.
Nhiệt độ làm việc: 35 ÷ 900C.
Số vòng quay 980 v/ph
Điện áp : 220/380 v
Kích thước:1.560 x 1.210 x 1.480 mm
Áp suất đồng hóa : 200 bar, 2 giai đoạn.
- Lượng sữa cần đồng hóa: 6728,44
- Số thiết bị cần là:
- Chọn 1 thiết bị đồng hóa
10. Thiết bị thanh trùng:
- Sử dụng hệ thống thanh trùng kiểu tấm bản của hãng: APV – Đan Mạch, kí hiệu N35
– RKS.
- Thông số kỹ thuật:
Công suất: 10.000 lít/h
Nhiệt độ làm việc: 0 ÷ 1300C.
Áp suất làm việc: 2,5 kh/cm2.
Bề mặt trao đổi nhiệt 196 m2
Số tấm trao đổi nhiệt: 488.
Số ngăn : 3.
Lượng nước tiêu tốn 5 m3/h.
Kích thước: 3.700 x 1.100 x 1.505 mm
Điều khiển nhiệt độ thanh trùng tự động
Tự động đổi chiều dòng chảy khi nhiệt độ không đạt.
38
Bồn cân bằng với phao nổi và nắp đậy. Thể tích của bồn cân bằng là 100 lít.
Bơm ly tâm nạp nguyên liệu.
Bộ điều khiể lưu lượng bằng cơ khí.
Có hệ thống làm vệ sinh tại chỗ.
- Lượng dịch cần thanh trùng: 6721,71 (l/h)
- Số thiết bị cần dùng:
- Vậy chọn 1 thiết bị
11. Bồn chứa sau thanh trùng
- Sử dụng thiết bị tương tự thùng tiêu chuẩn hóa.
- Công suất thiết bị: 5 KW/h
- Ta có: Vtb = 0,375. .D3 (m3).
D
Chọn bồn có thể tích 10.000 (l)= 10 m3
H
D
Ht
Từ công thức (1) ta có:
D = 2,04 (m)
Ta tính được kích thước của bồn:
h
Ht = 1,3xD = 2,65 (m).
h = 0,3xD = 0,61(m).
H = 1,9xD = 3,88(m).
- Lượng sữa cần tiêu chuẩn hóa 6741,92 l/h
- Chọn hệ số chứa đầy là 0,85.
- Số thiết bị cần dùng
- Vì đây là thiết bị hoạt động gián đoạn nên chọn 2 bồn để đảm bảo sản xuất và vệ sinh.
12. Thiết bị gia nhiệt trước khi trộn:
- Chọn thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản MS 10 của Tetra Pak
- Nhiệt độ gia nhiệt: 65 – 70 0C
- Lượng sữa trước khi gia nhiệt: 6714,99(l/h).
- Số lượng thiết bị: .
39
- Vậy chọn 1 thiết bị.
13. Thiết bị phối trộn có cánh khuấy:
- Chọn bộ phối trộn Tetra Almix 10 của Tetra Pak
- Thông số kỹ thuật:
Công suất: 8 000 lít/giờ
Kích thước: 180 x 900 x 1400 mm
Các cơ phận tiếp xúc với sản phẩm được làm bằng thép không gỉ
Nguồn điện cung cấp: 11,5 kW/h, điện 3 pha 380V, 50 Hz.
- Công dụng: Sử dụng bơm tuần hoàn để trộn các nguyên liệu như đường. chất ổn định.
hương với sữa tươi nguyên liệu.
- Lượng sữa trước công đoạn trộn là: 6708,27(l/h).
- Số thiết bị phối trộn là:
- Vậy chọn 1 thiết bị.
14. Thiết bị lọc
- Chọn thiết bị lọc khung bản
- Thông số kỹ thuật:
Năng suất 8.000 (l/mẻ).
Kích thước 1600x800x1000 (mm).
- Lượng sữa cần lọc là:6965,33(l/h)
- Số lượng thiết bị là
- Vậy chọn 1 thiết bị.
15. Thiết bị đồng hóa lần 2:
- Tương tự thiết bị đồng hóa lần 1
- Lượng sữa trong công đoạn là: 6958,37 (l/h).
- Số lượng thiết bị là:
- Chọn 1 thiết bị đồng hóa.
16. Hệ thống UHT:
40
- Chọn hệ thống tiệt trùng Tetra Therm Aseptic Flex của Tetra Pak
- Là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm, là hệ thống UHT được sử dụng cho các thực
phẩm dạng lỏng trong điều kiện vô trùng để sản phẩm có thể được lưu trữ và phân
phối trong điều kiện nhiệt độ môi trường.
- Thông số kỹ thuật:
Công suất: 8.000 l/h.
Công suất thiết bị: 16 KW/h.
Nhiệt độ tiệt trùng UHT: 140 4 oC
Thời gian lưu nhiệt sữa: 4 giây.
Kích thước: 7.000 3.000 2.000 mm.
- Lượng sữa cần tiệt trùng là 6951,41(l/mẻ).
- Số thiết bị là
- Vậy chọn 1 thiết bị.
17. Bồn chứa sau tiệt trùng UHT:
- Sử dụng thiết bị tương tự thùng tiêu chuẩn hóa.
- Công suất thiết bị: 5 KW/h
- Ta có: Vtb = 0,375. .D3 (m3).
D
Chọn bồn có thể tích 10.000 (l)= 10 m3
H
D
Ht
Từ công thức (1) ta có:
D = 2,04 (m)
Ta tính được kích thước của bồn:
h
Ht = 1,3xD = 2,65 (m).
h = 0,3xD = 0,61(m).
H = 1,9xD = 3,88(m).
- Lượng sữa cần tiêu chuẩn hóa 6951,41 l/h
- Chọn hệ số chứa đầy là 0,85.
41
- Vì đây là thiết bị hoạt động gián đoạn nên chọn 2 bồn để đảm bảo sản xuất và vệ sinh.
18. Máy rót
- Chọn thiết bị chiết rót hiệu TetraPak A3 Speed
- Thông số kỹ thuật:
Năng suất 24000 (hộp/ h).
Công suất thiết bị: 11 KW/h.
- Số hộp thành phẩm trong một ngày là hộp.
- Số hộp thành phẩm trong một giờ là hộp
- Số thiết bị là:
- Vậy chọn 2 máy rót để đảm bảo công suất.
Máy và các thiết bị trong sản xuất
STT Tên thiết bị Năng suất/h Số lượng
1 Tiếp nhận sữa tươi 8.000 (l) 1
2 Thiết bị làm lạnh sau tiếp nhận. 8.000 (l) 1
3 Bồn tạm chứa 10.000 (l) 2
4 Thiết bị ly tâm 8.000 (l) 1
5 Thùng tiêu chuẩn hóa hàm lượng chất béo 10.000 (l) 2
6 Thiết bị gia nhiệt 8.000 (l) 1
7 Thiết bị bài khí 8.000 (l) 1
8 Thiết bị đồng hóa lần 1 10.000 (l) 1
42
9 Hệ thống máy thanh trùng 10.000 (l) 1
10 Bồn chứa sữa sau thanh trùng 10.000 (l) 2
11 Hệ thống gia nhiệt trước khi phối trộn 8.000 (l) 1
12 Thiết bị phối trộn 8.000 (l) 1
13 Thiết bị lọc 8.000 (l) 1
14 Thiết bị đồng hóa lần 2 10.000 (l) 1
15 Hệ thống UHT 8.000 (l) 1
16 Bồn chứa sau UHT 10.000 (l) 2
2 17 Máy chiết rót A3 Speed 24.000 hộp
Phần 5:
TÍNH ĐIỆN- HƠI- NƯỚC- LẠNH
43
5.1. TÍNH ĐIỆN:
Điện dùng trong nhà máy bao gồm:
+ Điện chiếu sáng.
+ Điện dùng cho động lực.
Yêu cầu điện dùng cho chiếu sáng:
- Ánh sáng phải phân bố đều. không có bóng tối và không làm loá mắt.
- Đảm bảo chất lượng của độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với công trình
- Đảm bảo chất lượng quang thông. màu sắc ánh sáng và độ sáng tối thiểu.
Yêu cầu điện dùng cho động lực:
Công suất của các động cơ tại các phân xưởng phải phù hợp với yêu cầu của thiết
44
bị trong dây chuyền. Nếu ta chọn hệ số dự trữ công suất quá nhỏ thì dễ gây quá tải khi
làm việc. Ngược lại nếu chọn quá lớn thì sẽ tiêu thụ nhiều công suất đồng thời làm giảm
hệ số công suất cos do chạy non tải.
5.1.1.Điện dùng cho chiếu sáng:
Ta có công thức tính như sau:
Ptc = Ptd = Ptc. Sp (W).
Trong đó: + Ptd: Tổng công suất các đèn . W.
+ Ptc: Công suất chiếu sáng tiêu chuẩn trên một đơn vị diện tích. W/m2
+ Sp: Diện tích của phòng m2.
Nếu gọi Po: là công suất tiêu chuẩn của đèn. W
Ta có số bóng đèn khi chưa làm tròn:
Sau khi tính được số bóng đèn và làm tròn ta có được số bóng đèn dùng thực tế nc
Tính công suất sử dụng thực tế theo công thức:
Tính toán trong bảng sau:
45
Pcs = nc x Po
Bảng 5.1: Bảng tính công suất của các công trình.
Ptd Po nc Pcs STT Tên công trình Độ rọi (Lux) Pt W/m2 (W) (W) (cái) (W) Diện tích. Sp (m2)
1 Phân xưởng sản xuất chính 2500 50 11,3 28250 200 141 28200
2 12 10 3,6 43,2 40 2 80 Phòng thường trực- bảo vệ (2 cái)
3 Nhà xe 2 bánh 160 3,6 576 40 14 560 10
4 Nhà vệ sinh,giặt là,phát áo quần 48 192 40 5 200 4 20
5 Nhà hành chính (2 tầng) 640 40 16 640 4 30 160
6 Nhà ăn 4 20 160 640 40 16 640
7 Kho thành phẩm 7 40 4080 28560 200 143 28600
8 Kho nguyên vật liệu 7 40 6000 42000 200 210 42000
9 Trạm biến áp 3,6 86,4 40 10 24 2 80
10 Khu xử lí nước thải 6 20 40 240 100 2 200
11 Phân xưởng cơ điện 6 20 54 324 40 8 320
12 Kho chứa nhiên liệu 3,6 172,8 40 10 48 4 160
13 Nhà nồi hơi 7 40 54 378 100 4 400
14 Nhà phát diện dự phòng 7 27 36 252 100 3 300
15 Khu lạnh trung tâm 7 20 36 252 100 3 300
10 60 2 200 16 Khu cung cấp và xử lí nước 3,6 216 100
20 9 900 17 Chiếu sáng các khu vực khác 6 0 100
46
10 48 4 160 18 Gara ô tô 3,6 172,8 40
19 Gara chứa xe bồn, xe chở hàng 105 3,6 378 40 10 9 360
20 Kho hóa chất 24 3,6 86,4 40 10 2 80
104380 Tổng
Công suất chiếu sáng thực tế là: 104,38W = 104,38KW.
Tính phụ tải chiếu sáng:
P’cs = K1x Pcs (KW).
Trong đó: K1: hệ số đồng bộ giữa các đèn có giá trị từ 0,91, lấy K1 =1
Pcs: tổng công suất chiếu sáng
(KW) P’cs =
5.1.2. Tính công suất động lực:
Bảng 5.2: Thống kê điện tiêu thụ cho động lực.
STT Tên thiết bị Số lượng Công suất tiêu thụ KW Tổng công suất
1 Tiếp nhận sữa tươi 1 7,5 7,5
2 Thiết bị làm lạnh từ xe bồn vào. 1 7,5 7,5
3 Bồn tạm chứa 2 5 10
4 Bồn cân bằng cho máy ly tâm 1 2,2 2,2
5 Thiết bi trao đổi nhiệt dạng tấm 1 7 7
6 Thiết bị ly tâm 1 11 11
7 Bồn chứa sau ly tâm 1 3,9 3,9
47
8 Hệ thống máy thanh trùng 1 16 16
9 Thiết bị tách khí 1 5,5 5,5
10 Bồn chứa sữa sau thanh trùng 2 5 10
11 Hệ thống gia nhiệt trước khi phối trộn 1 10,5 10,5
12 Thiết bị phối trộn 1 11,5 11,5
13 Bồn chứa cream 1 3,9 3,9
14 Bồn trộn 2 5 10
15 Hệ thống làm lạnh sau trộn 12,5 12,5 1
16 Bồn chứa sau phối trộn 1 5 5
17 Thiết bị lọc khi bơm sang UHT 1 6,6 6,6
18 Hệ thống UHT 1 16 16
19 Bồn chứa sau UHT 1 7,5 7,5
20 Máy chiết A3 speed 2 11 22
21 1 29 29 Hệ thống máy bao gói (máy bắn ống hút, đóng màng co, đóng thùng, indate)
22 Bơm HPT 6 1 6
23 Bơm ly tâm 8 2 16
Tổng 237,1
Tổng công suất điện cho động lực: Pđl = 237,1 (KW).
Phụ tải điện năng cho động lực:
48
P’đl = Pđl x Kđl (KW).
Với Kđl: Hệ số động lực phụ thuộc vào mức độ mang tải của các thiết bị và sự làm
việc không đồng đều của các thiết bị, thường Kđl = 0,50,6, chọn Kđl = 0,6
P’đl = 237,1x0,6 = 142,26 (KW)
Vậy công suất nhà máy nhận được từ bộ phận thứ cấp của trạm biếm áp hay máy phát
điện là: Ptt = P’cs + P’đl = 104,38+142,26 = 246,64 (KW),
5.1.3. Tính điện năng tiêu thụ hằng năm:
Tính điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng
ACS = PCS.T.K (KW.h).
Trong đó: PCS = Pđèn = 104,38 KW
K: hệ số đồng bộ giữa các đèn từ 0,9 1 ; lấy K =1.
T: hệ số sử dụng tối đa (h). T = K1. K2. K3.
K1: Thời gian thắp sáng trong một ngày: K1 = 24 h.
K2: Số ngày làm việc bình thường trong tháng. K2 = 30 ngày.
K3: Số tháng làm việc trong một năm. K3 = 11,3 tháng.
T = 24x11,3x30=8136(h)
Thay số ta có: ACS = 104,38 x 8136x 1 = 849.235,68 (KW.h).
Điện năng tiêu thụ cho động lực:
Adl = Pdl.T.K (KW.h).
Trong đó: K: hệ số động lực cần dùng, chọn K = 0,6.
T: thời gian hoạt động trong năm T = 24x11,3x30=8136(h).
49
Adl = 0,6x8136x237,1 = 1.157.427,36 (KW.h).
Điện năng tiêu thụ cho toàn nhà máy trong năm:
A = A’ .(ACS + Adl) (KW.h).
A’: Điện năng tổn hao trên đường dây. lấy A’ = 3 % (ACS +Adl).
A = 1,03. (849.235,68 + 1.157.427,36)=2.066.862,931(KW.h).
Chọn máy biến áp
Hệ số cos đối với phần chiếu sáng có thể lấy bằng 1.
Tính công suất phản kháng
Qtt2 = Ptt. tg 1 (KVA).
Với các thiết bị động lực hệ số cos = 0,6 tg = 1,33
Vậy Qtt2 =246,64x1,33 = 328,031 (KVA).
Tính dung lượng bù:
nâng hệ số cos 1 = 0,6 lên cos2 = 0,9 0,96.
Qb = Ptt. (tg1 - tg2) (KVA),
Với cos2 = 0,92 ta có tg2 = 0,426.
Qb = 246,64. (1,33 – 0,426) = 222,962(KVA).
Xác định số tụ điện:
Số lượng tụ điện cần dùng:
.
Vậy chọn n = 22tụ.
50
Sau khi chọn tụ ta thử lại và tính được cos thực tế theo công thức sau:
Costt =
Costt =
Chọn máy biến áp
(KVA). Pchọn=
Chọn máy biến áp 3 pha cách ly 300 KVA.
Loại máy biến áp: Máy biến áp 3 pha; Xuất xứ: Việt Nam .
Hãng sản xuất: FAVITEC .
Công suất (KVA): 300 .
Công nghệ: Lõi tôn xếp .
Tần số: 50Hz .
Trọng lượng(Kg): 2000.
5.2. TÍNH HƠIVÀ NHIÊN LIỆU:
5.2.1. Tính chi phí hơi:
Chi phí hơi sử dụng cho các thiết bị:
Trong các nhà máy thực phẩm, để cấp nhiệt cho các thiết bị người ta thường sử dụng tác
nhân là hơi nước bão hoà. Thường được dùng với mục đích gia nhiệt như: tiệt trùng sữa,
thanh trùng sữa, nâng nhiệt sữa, chạy rửa thiết bị… Ngoài ra hơi nước còn được dùng để
phục vụ cho sinh hoạt, vô trùng cho các thiết bị trước và sau mỗi ca sản xuất.
51
Sử dụng hơi nước trong sản xuất có một số ưu điểm sau:
- Hơi nóng truyền nhiệt đều, không xảy ra hiện tượng truyền nhiệt cục bộ, dễ điều
chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh áp hơi.
- Thuận tiện cho việc vận hành các thiết bị, không cồng kềnh, phức tạp, chiếm một
phần diện tích nhỏ trong phân xưởng.
- Không gây độc hại, đảm bảo vệ sinh cho sản xuất, nên được dùng cho sản xuất
thực phẩm.
- Không ăn mòn thiết bị, có thể vận chuyển đi xa bằng ống.
- Đảm bảo vệ sinh cho sản xuất.
Để chọn được nồi hơi và biết được nhu cầu về nhiên liệu, ta cần tính được lượng
hơi cần sử dụng trong một ca sản xuất, với tất cả các thiết bị cùng hoạt động.
5.2.1.1. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt ly tâm:
Q1= GsCs (t2 – t1) kcal
Trong đó:
Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt.
t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt 450C
t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt 100C
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 12,5%.
Cs = Cn (1- B) + CckB (kcal/kg.oC.)
Trong đó:
Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC.
52
Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg,oC.
B: hàm lượng chất khô, %.
.
Gs = 6805,08 (l/mẻ) = 6805,08 1,04 = 7077,28 (kg/mẻ).
,
.
5.2.1.2. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt trước bài khí:
Q2 = GsCs (t2 – t1) kcal.
Trong đó:
Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt.
t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt
t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt.
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 12,5%.
Cs = Cn (1- B) + CckB kcal/kg.oC.
Trong đó:
Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC.
Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg.oC.
B: hàm lượng chất khô, %
.
53
(kg/mẻ). Gs = 6675,68 (l/mẻ)=6675,68
,
.
5.2.1.3. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt trước đồng hóa lần 1:
Q3= GsCs (t2 – t1) kcal.
Trong đó:
Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt.
t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt.
t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt.
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 12,5%.
Cs = Cn (1- B) + CckB kcal/kg.oC.
Trong đó:
Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC.
Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg.oC.
B: hàm lượng chất khô, %.
.
(kg/mẻ). Gs = 6662,33 (l/mẻ) = 6662,33
, .
Tính lượng nhiệt cho hoàn nguyên ta có nhiệt độ của sữa trong quá trình đồng hóa
là:
54
.
5.2.1.4. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình thanh trùng:
Q4 = GsCs (t2 – t1) kcal
Trong đó:
Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt.
t2: nhiệt độ sữa sau khi thanh trùng
t1: nhiệt độ sữa trước khi thanh trùng
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 12,5%.
Cs = Cn (1- B) + CckB kcal/kg.oC.
Trong đó:
Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC.
Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg.oC.
B: hàm lượng chất khô, %.
.
(kg/mẻ). Gs = 6655,77 (l/mẻ) = 6655,77
,
.
5.2.1.5. Lượng nhiệt cần dung cho quá trình gia nhiệt trước trộn:
Q5 = GsCs (t2 – t1) kcal.
Trong đó:
55
Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một ca, kg.
Cs: của dịch sữa có độ khô 12,5%.
t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt 650C
t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt 60C
(kg). Gs = 6642,36 (l/mẻ)= 6642,36
Lượng sữa cần gia nhiệt chỉ chiếm 25% so với lượng sữa cần phối trộn:
6908,05x0,25=1727,01 (kg/mẻ).
.
5.2.1.6. Lượng nhiệt dùng cho đồng hóa lần 2:
Q6 = GsCs (t2 – t1) kcal.
Trong đó:
Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một mẻ kg.
Cs: là tỷ nhiệt của dịch sữa có độ khô 12,5%.
t2: nhiệt độ sữa sau khi đồng hóa 750C
t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt 700C
kg) Gs = 6958,33 (l/mẻ) = 6958,33
.
56
.
5.2.1.7. Lượng nhiệt tiêu tốn trong quá trình tiệt trùng sữa:
Q7 = GsCs (t2 – t1) kcal.
Trong đó:
Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một mẻ, kg.
Cs: là tỷ nhiệt của dịch sữa có độ khô 12,5%.
t2: nhiệt độ sữa sau tiệt trùng 1400C
t1: nhiệt độ sữa trước khi tiệt trùng 900C
kg Gs = 6951,41(l/mẻ) = 6951,41
.
5.2.2. Lượng nhiệt tiết kiệm được:
Q8 = GsCs (ts1 – ts2).
Trong đó: - ts1 là nhiệt độ sữa nóng được làm nguội bằng nước lạnh.
- ts2 là nhiệt độ sữa sau khi làm nguội.
5.2.2.1 Lượng nhiệt tiết kiệm được trong công đoạn thanh trùng:
Lượng sữa trong công đoạn thanh trùng là: 6921.90 (kg/mẻ).
- ts1 là nhiệt độ sữa nóng được làm nguội bằng nước lạnh 550C
- ts2 là nhiệt độ sữa sau khi làm nguội 350C
.
57
.
5.2.2.2. Lượng nhiệt tiết kiệm được trong công đoạn tiệt trùng:
Lượng sữa trong công đoạn tiệt trùng là: 7229,47 (kg/mẻ).
- ts1 là nhiệt độ sữa nóng được làm nguội bằng nước lạnh 950C
- ts2 là nhiệt độ sữa sau khi làm nguội 350C
.
.
Vậy tổng lượng nhiệt cần cấp là:
Q = 246218,57 + 407162,17 + 172181,18 + 103205,53 + 101282,23 + 35965,90 + 359304,66 – (137607,37 + 431165,59) = 856547,28 (kcal)
Vậy lượng hơi cần cấp là:
.
Lượng hơi cán bộ công nhân viên trong 1h là:
Lượng hơi dùng để chạy vệ sinh thiết bị, tiệt trùng bồn chứa chiếm khoảng 20%
tổng lượng hơi:
Tổng lượng hơi tiêu thụ trong toàn nhà máy trong một giờ là:
5.2.3: Nhiên liệu:
Chọn nồi hơi:1 nồi hơi đốt dầu ống lò lệch tâm:
Công suất hơi: 3000 ~ 4000 kg/h.
Áp suất hơi: 10 bar.
58
Nhiệt độ hơi: 183 0C.
Dầu FO sử dụng cho lò hơi:
.
Trong đó:
Q: nhiệt lượng của dầu . Q = 6728,2 kcal/kg .
G: năng suất hơi . G =2222,84 kg/h .
: hiệu suất lò hơi . = 70 % .
ih: hàm nhiệt của hơi ở áp suất làm việc . ih = 657,3 kcal/kg .
in: hàm nhiệt của nước ở áp suất làm việc . in = 152,2 kcal/kg .
Lượng dầu sử dụng trong một năm:
(kg/năm).
Xăng: Sử dụng 600 lít/ngày
Lượng xăng sử dụng trong 1 năm: 206.400 (l/năm).
Dầu DO: Dùng cho máy phát điện,sử dụng 8 (l/ngày).
Lượng dầu DO sử dụng trong 1 năm: 2.752 (lít/năm) .
Dầu nhờn: Dùng bôi trơn các thiết bị 10 (lít/ngày).
Lượng dầu DO sử dụng trong 1 năm: 3.440 (lít/năm).
5.3. Chi phí lạnh dùng cho sản xuất:
5.3.1. Chi phí lạnh cho bảo quản sữa tươi nguyên liệu:
59
. (kg/ca)
Trong đó:
Gs: khối lượng sữa tươi (kg/mẻ)
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.oC)
t1. t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (oC)
- Gs =144230,77 (l/ngày) = 6868,13 (l/mẻ) = 7142,85 (kg/mẻ)
- Cs = 0.994 kcal/kg.oC (với hàm lượng chất khô là 12.5%)
- t1 = 10oC, t2 = 4oC
(kcal/mẻ)
5.3.2. Chi phí lạnh cho quá trình thanh trùng:
Sữa sẽ được làm nguội bằng nước xuống 35 0C rồi mới làm nguội tiếp lạnh.
5.3.2.1. Lượng nước cần cấp để làm nguội sữa là:
. (kg/mẻ)
Trong đó:
Gs: khối lượng sữa tươi (kg/ca)
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.oC)
t1, t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (oC)
- Gs = 7142,85 (kg/mẻ)
- Cs = 0.994 kcal/kg.oC (với hàm lượng chất khô là 12.5%)
- t1 = 75oC, t2 = 35oC
60
(kcal/mẻ).
Lượng nước cần làm nguội là:
Theo định luận bảo toàn ta có:
Suy ra: =28,39997(m3).
5.3.2.2. Chi phí làm lạnh:
. (kg/mẻ)
Trong đó:
Gs: khối lượng sữa tươi (kg/ca).
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.oC).
t1. t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (oC).
- Gs = 7142,85 (kg/mẻ)
- Cs = 0.994 kcal/kg.oC (với hàm lượng chất khô là 12.5%).
- t1 = 35 oC, t2 = 6 oC
(kcal/mẻ).
5.3.3. Chi phí lạnh cho quá trình tiệt trùng:
Sữa sau khi tiệt trùng sẽ được làm nguội bằng nước lạnh xuống 35 0C.
61
. (kg/mẻ).
Trong đó:
Gs: khối lượng sữa tươi (kg/ca).
Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.oC).
t1, t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (oC).
- Gs = 6951,41 (l/mẻ) = 7229,47(kg/mẻ)
- Cs = 0.994 kcal/kg.oC (với hàm lượng chất khô là 12,5%).
- t1 = 90oC, t2 = 35oC.
(kcal/mẻ).
Lượng nước cần làm nguội là:
Theo định luận bảo toàn ta có:
Suy ra:
Nhiệt làm lạnh sau khi UHT
Q9 = Gs Cs (t1 – t2) (kcal/ca).
Gs: lượng dịch cần làm lạnh sau UHT (kg/mẻ).
Cs: nhiệt dung riêng của dịch sữa (kcal/kg.oC).
t1: nhiệt độ của dịch sữa sau UHT.t1=35oC
t2: nhiệt độ của dịch sữa sau làm lạnh. t2 = 28oC
62
- Gs = 7229,47(kg/mẻ)
- Cs = 0,994 kcal/kg.oC (với độ khô 12,5%).
(kg/mẻ).
Vậy tổng lượng nhiệt cần là:
Q = Q1+ Q2 + Q3
(1kcal/h = 1,163 W).
Đổi ra kw ta được: 347,51 (kw).
Chọn máy lạnh có công suất 400 (kw).
5.4. TÍNH NƯỚC:
5.4.1. Nước dùng cho lò hơi: m3/h=62,496(m3/ngày)
5.4.2. Nước dùng cho sinh hoạt.
Nước dùng cho sinh hoạt của cán bộ công nhân viên 35 (l/ngày):
Tính cho 60% nhân lực đông nhất ca: (l/ngày).
Nước dùng rửa xe: 2m2.
Nước tưới cây xanh: 2m2.
Nước cứu hoả (trường hợp dự phòng): 2,5-5 lit/s tính trong 3 giờ.
36000x5x3=54000 lit/h =54 (m3/h).
5.4.3.Nước dùng vệ sinh thiết bị:
Lấy trung bình: 1,5 m3/h.
63
Vậy lượng nước dùng cho thiết bị trong 1 ngày: (m3/h).
Nước dùng cho cả nhà máy:
(m3).
5.4.4.Lượng nước sinh hoạt và vệ sinh cho cả nhà máy trong 1 ngày là:
Chi phí nước kể đến hệ số sử dụng không đều (K = 1,5)
(m3)
5.4.5. Thoát nước: Thoát nước có hai loại.
Loại sạch:
Nước từ những nơi như các giàn ngưng tụ nước làm nguội gián tiếp ở các thiết bị trao
đổi nhiệt. Để tiết kiệm nước có thể tập trung vào các bể chứa để sử dụng vào các nơi không
yêu cầu có độ sạch cao.
Loại không sạch:
Bao gồm nước từ các nơi như: Nước rửa thiết bị.rửa sàn nhà. các loại nước này chứa nhiều
tạp chất hữu cơ nên không sử dụng lại được và là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động vì
vậy loại nước này phải được xử lý trước khi thải ra môi trường.rãnh thoát nước này phải có
nắp đậy. Hệ thống phải bố trí xung quanh phân xưởng chính để thoát nước kịp thời. Đường
64
kính của rảnh thoát là 0,8m.
Phần 6
BẢN VẼ MẶT BẰNG
PHÂN XƯỞNG CHÍNH
65
Phân xưởng có diện tích xây dựng như sau:
- Dài :24m
- Rộng :12m
- Tầng 1 (trệt): cao 4,2 m
- Tần 2: cao 3m
Chú thích:
1. Bồn chứa nguyên liệu
2. Thiết bị tiếp nhận nguyên liệu
3. Thiết bị làm lạnh sau tiếp nhận
4. Bồn tạm trữ
5. Thiết bị ly tâm tách béo
6. Thùng tiêu chuẩn hóa hàm lượng béo
7. Thiết bị gia nhiệt
8. Thiết bị bài khí
9. Thiết bị đồng hóa (lần 1)
10. Thiết bị thanh trùng
11. Bồn chứa sau thanh trùng
12. Thiết bị gia nhiệt trước phối trộn
13. Thiết bị phối trộn
14. Thiết bị lọc khung bản
15. Thiết bị đồng hóa (lần 2)
16. Thiết bị tiệt trùng UHT
17. Bồn chứa sau tiệt trùng UHT
66
18. Thiết bị chiết rót
67
68
69
Kết luận
Sau khi thực hiện bài tiểu luận này, chúng em học hỏi được nhiều kiến thức bổ ích.
Ngoài việc nắm rõ quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng và các thiết bị dùng trong quy
trình, chúng em còn được nâng cao khả năng lập luận và lựa chọn thiết bị phù hợp cho
quy trình. Từ đó, chúng em thiết kế được mặt bằng phân xưởng chính của nhà máy sản
xuất sữa tươi. Những kiến thức này sẽ giúp cho chúng em rất nhiều trong nghề nghiệp
sau này.
Hy vọng rằng, ngành sản xuất sữa tươi tiệt trùng của nước ta sẽ ngày càng phát triển
hơn nữa với nhiều nhà máy công suất lớn, đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu sang
các nước khác trên thế giới.
Tài liệu tham khảo
- Bài giảng Thiết kế công nghệ nhà máy thực phẩm_Nguyễn Hữu Quyền
- Công nghệ chế biến thực phẩm_Lê Văn Việt Mẫn
70
- http://www.tetra pak.com
![Thiết kế mạch khuếch đại âm tần: Báo cáo môn học [Chuẩn SEO]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250805/kimphuong1001/135x160/5991754362988.jpg)
![Báo cáo thí nghiệm Nhiệt động kỹ thuật [Chuẩn nhất]](https://cdn.tailieu.vn/images/document/thumbnail/2025/20250830/danpham231003@gmail.com/135x160/37481756886077.jpg)
