TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ Khoa Cơ Khí- Công Nghệ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế nhà máy sản xuất sữa chua suất 14000 sản phẩm/năm Sinh viên thực hiện: Trần Thị Hiếu Thảo Lớp: Công nghệ sau thu hoạch 46 Thời gian thực tập: 28/1/2016- 1/5/2016 Địa điểm thực tập: Công ty CPTP Kỹ Nghệ Á Châu Giáo viên hướng dẫn: Th.S Đoàn Thị Thanh Thảo Bộ môn: Công nghệ thực phẩm NĂM 2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ TỐT NGHIỆP Họ tên : Trần Thị Hiếu Thảo Lớp : Công nghệ sau thu hoạch 46 Ngành : Công nghệ sau thu hoạch TÊN ĐỀ TÀI “THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA CHUA NĂNG SUẤT 14000 TẤN SẢN PHẨM/NĂM” CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU - Năng suất nhà máy: 14000 sản phẩm/năm - Mặt hàng: Sữa chua lên men 3.NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN Phần I: Luận chứng kinh tế - kỹ thuật Phần II: Giới thiệu nguyên liệu Phần III: Chọn thuyết minh dây chuyền công nghệ Phần IV: Tính cân vật chất Phần V: Tính toán lựa chọn thiết bị Phần VI: Tính tổ chức xây dựng Phần VII: Tính toán điện – – nước lượng Phần VIII: Tính kinh tế Phần IX: An toàn lao động vệ sinh xí nghiệp Kết luận BẢN VẼ - 01 vẽ tổng mặt nhà máy Khổ A0 - 01 sơ đồ dây chuyền công nghệ Khổ A0 - 01 mặt phân xưởng sản xuất Khổ A0 - 01/02 mặt cắt phân xưởng sản xuất Khổ A0 NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 25/12/2015 NGÀY HOÀN THÀNH: 1/5/2016 Giáo viên hướng dẫn Th.S Đoàn Thị Thanh Thảo PHẦN I LUẬN CHỨNG VỀ KINH TẾ- KỸ THUẬT 1.1 Sự cần thiết việc xây dựng nhà máy sản xuất sữa chua Tình hình kinh tế nước ta với su mở cửa, giao thương, hợp tác ăn với nước Vì vậy, tốc độ tăng trưởng kinh tế ngày tăng, đời sống nhân dân tăng đáng kể, người dân họ có hiểu biết giá trị dinh dưỡng sữa, họ có nhu cầu không ăn no, ngon mà phải đủ chất Để nâng cao chất lượng sống ngày cần đến sữa không trẻ nhỏ, người già mà cho tất người có nhu cầu.Với mức tiêu thụ đó, khả cung cấp chưa đủ, phải nhập ngoại sữa với giá thành cao.Vậy không xây dựng thêm nhà máy chế biến sữa để tạo nhiều chủng loại sản phẩm sữa có giá trị dinh dưỡng cao.Các sản phẩm chất lượng không thua mà giá thành lại phù hợp với túi tiền đa số người dân nước ta Hiện với số kỹ sư thực phẩm trường ngày nhiều, nhà máy chế biến sữa hạn chế Việc xây dựng nhà máy chế biến sữa cần thiết để phục vụ nhu cầu ngày cao nước, đồng thời giải công ăn việc làm cho người lao động, giảm tình trạng thất nghiệp tệ nạn xã hội Mà việc tiêu thụ sữa lại thuận lợi Nguồn nguyên liệu: dù có nguồn sữa tươi hạn chế, việc nhập sữa bột thuận lợi: dễ nhập chế thị trường, phương tiện giao thông thuận tiện Việc bảo quản sữa bột đơn giản kéo dài 2- năm sử dụng thuận tiện, chất lượng ổn định Nhà máy sữa xây dựng đảm bảo yêu cầu sau: Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu, thị trường tiêu thụ sản phẩm Giao thông vận tải thuận lợi Việc cung cấp điện nhiên liệu dễ dàng Cấp thoát nước thuận lợi Nguồn nhân lực dồi 1.2 Vị trí đặt nhà máy Từ nguyên tắc trên, sau trình nghiên cứu chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa chua Khu Công Nghiệp Phú Bài- Thị xã Hương Thủy- tỉnh Thừa Thiên Huế.Đây khu công nghiệp xây dựng có quy mô lớn miền trung, tập trung nhiều nhà máy công nghiệp, nhiều sở hạ tầng tốt.Các hệ thống dịch vụ cấp điện cấp nước lớn dần có quy mô lớn.Địa bàn xây dựng khu đô thị tỉnh, sách phát triển kinh tế huyện tỉnh tập trung ưu đãi Nhà máy xây dựng hưởng điều kiện thuận lợi như: giao thông vận tải, cấp thoát nước, lượng nguồn nhân lực Hình 1:Khu công nghiệp Phú Bài - Vị trí địa lý: nằm cách trung tâm thành phố Huế khoảng 15 km; cạnh sân bay quốc tế Phú Bài; nằm dọc theo tuyến Quốc lộ 1A đường sắt Bắc-Nam; cách cảng biển Chân Mây 40km phía Nam, cảng biển Thuận An 15km phía Bắc - Diện tích: 818,76 ha, chia làm giai đoạn Trong giai đoạn với hệ thống kết cấu hạ tầng kỹ thuật đồng bộ, đạt tỷ lệ lấp đầy 96,6% Giai đoạn thời kỳ triển khai xây dựng hạ tầng.KCN Phú Bài có Nhà máy xử lý nước thải, công suất 4.000 m3/ngày - đêm; có địa điểm làm thủ tục hải quan phục vụ nhu cầu xuất, nhập chỗ - Lĩnh vực kêu gọi đầu tư: Xây dựng kinh doanh hạ tầng KCN, nhà máy sản xuất chế biến công nghiệp thuộc lĩnh vực: chế biến nông, lâm thủy sản, công nghiệp chế tạo máy, điện tử, tin học, sợi, dệt may, công nghiệp hỗ trợ sản xuất loại thiết bị, phụ tùng phục vụ ngành nghề nêu 1.3 Giao thông vận tải Giao thông vận tải nhà máy thuận lợi, thuộc loại bậc miền trung.Nhà máy nằm gần đường quốc lộ 1A nhiều hệ thống đường rộng khác Đây điều kiện dễ vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm, máy móc thiết bị,… 1.4 Nguồn cung cấp điện- hơi- nước Nhà máy chế biến sữa chua cầ lượng nước lớn nước cung cấp từ nhà máy nước khu công nghiệp Nước thải nhà máy sau xử lý thải Nhà máy sử dụng mạng lưới điện với mạng lưới điện khu công nghiệp với điện áp 220/380V.Để đề phòng điện, nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng 1.5 Nguồn nguyên liệu Nguyên liệu nhập tháng năm từ nước 1.6 Nguồn nhân lực Thị xã Hương Thủy địa điểm đông dân cư nằm giáp với thành phố Huế, nơi tập trung nhiều trường đại học, cao đẳng trung cấp chuyên nghiệp.Đây nguồn nhân lực dồi cho nhà máy Ngoài nhà máy thu hút thêm cán lành nghề có nhiều kinh nghiệm 1.7 Sự hợp tác hóa Nhà máy hợp tác với nhà máy khác nằm khu công nghiệp công ty nhựa, công ty bao bì, nhà máy khí nén, nhà máy xử lý nước, nhà máy bia,… Để chung phát triển sở hạ tầng, điện, nước nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư PHẦN II: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1 Tìm hiểu sữa bột gầy Sữa bột gầy chế biến từ sữa tươi qua trình ly tâm tách mỡ sấy Với công nghệ chế biến sữa bột tiên tiến nay, sữa bột sau hoàn nguyên chất lượng không thua chi sữa tươi ban đầu, đồng thời sử dụng nguyên liệu sữa bột gầy sản xuất tiện lợi hơn, dễ vận chuyển, bảo quản thời gian dài mà chất lượng không giảm sút so với sử dụng nguyên liệu sữa tươi Sữa bột gầy nhập ngoại phải có chất lượng tốt, đảm bảo tiêu cảm quan, hóa lý, vi sinh, hàm lượng kim loại nặng Bảng 2.1.Chỉ tiêu cảm quan sữa bột gầy Chỉ tiêu Màu sắc Mùi Vị Trạng thái Yêu cầu Trắng sữa đến kem nhạt, không xỉn màu, màu lạ Mùi thơm đặc trưng sữa bột không béo Vị lạ, vị đặc trưng sữa bột không béo Bột, đồng nhất, không lẫn tạp chất Bảng 2.2 Chỉ tiêu hóa lý sữa bột gầy Chỉ tiêu Độ ẩm tối đa Độ béo tối đa Trực khuẩn gây bệnh đường ruột sữa Men nấm mốc tính 1g sản phẩm Protein Hàm lượng chất khô lớn Chất tro Độ phân tán nhỏ Lượng đồng (Cu) tối đa Lượng sắt (Fe) tối đa Bảng 2.3.Chỉ tiêu vi sinh Chỉ tiêu Tổng số vi khuẩn hiếu khí Coliform Yêu cầu ≤ 50000 kl/g ≤10 kl/g Yêu cầu 4.0% 1.0% 0,1g 10 - 50 khuẩn lạc 36 - 39% 98% 7,4 – 8,4% 90% 1mg/kg 5mg/kg E coli Salmonella Không có Không có Bảng 2.4.Hàm lượng kim loại nặng Chỉ tiêu Hàm lượng As Hàm lượng Pb Hàm lượng Cd Hàm lượng Hg Yêu cầu(ppm) ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 1,0 ≤ 0,05 Hàm lượng protein: 36 ÷ 39 %, độ béo tối đa sữa 1%, độ ẩm tối đa sữa 4% Tổng số vi khuẩn hiếu khí ≤ 50000 kI/g, vi khuẩn E.Coli Salmonella 2.2.Những nguyên liệu khác sản xuất sữa chua 2.2.1 Đường RE Quá trình sản xuất sữa chua, đường bổ sung vào sản phẩm công đoạn phối trộn dạng siro 70% nhằm tăng độ ngọt, tạo độ sánh, tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm Bảng 2.5 tiêu chất lượng đường RE Chỉ tiêu Trạng thái bên Mức quy định Tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục Mùi vị Tinh thể đường dung dịch đường nước cất có vị ngọt, mùi lạ, vị lạ Màu sắc Tinh thể đường có màu trắng óng ánh Khi pha nước cất, dung dịch đường suốt Độ Pol, tính oZ , không 99,9 nhỏ Hàm lượng đường khử, tính 0,03 % khối lượng, không lớn Tro độ dẫn, tính % khối 0,03 lượng, không lớn Độ ẩm, tính % khối 0,05 lượng, không lớn Độ màu, tính độ 10 ICUMSA, không lớn 2.2.2 Chất ổn định Trong công nghệ sản xuất sữa chua, chất ổn định đưa vào nhằm mục đích: + Làm giảm sức căng bề mặt pha hệ nhũ tương + Tạo trạng thái bền cho sữa, chống tượng kết lắng, tách béo, tách lớp + Hình thành nên màng bảo vệ bao bọc xung quanh hạt pha phân tán làm cho chúng không kết hợp với để không tạo nên hạt phân tán có kích thước lớn + Làm tăng độ mịn cho sản phẩm Nhà máy sử dụng carageenan làm chấtổn định.Carageenan polysaccharide tự nhiên chiết tách từ rong biển, có cấu trúc bao gồm hai đơn vị β-D-galactose sunphat 3,6-anhydro-α-galactose xen kẽ liên kết α 1-3 β 1-4 Carageenan có màu vàng, nâu nhạt hay màu trắng, dạng bột thô, bột mịn, gần mùi, không tan ethanol, tan nước 80oC tạo dung dịch dạng sệt Tính chất quan trọng đặc trưng carageenan khả phản ứng với protein Do carageenan tích điện âm liên kết với protein (với ion Ca2+, K+ có mặt sữa) tạo gel nhiệt độ thấp Chính mà carageenan sử dụng rộng rãi công nghiệp sữa, làm cho sản phẩm có độ ổn định cao Yêu cầu chất phụ gia sử dụng: + Không mang giá trị dinh dưỡng + Chế phẩm phải hoàn toàn tuân theo quy định tính đồng độ tinh khiết theo tiêu chuẩn hội đồng chung châu Âu, Mỹ, tổ chức lương thực giới FAO + Trước sử dụng cần kiểm tra tuân theo quy định nước 2.2.3 Nước Vai trò nước sản xuất sữa chua: nguyên liệu sản xuất sữa chua, góp phần làm hòa tan chất thực trình phối trộn dễ dàng tạo pH ổn định Chỉ tiêu KCS: dựa tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống theo Quyết định trưởng Bộ Y tế số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002 Chỉ tiêu chất lượng nước dùng sản xuất sữa chua: Chỉ tiêu Màu sắc Mùi vị Trạng thái Bảng 2.6 Chỉ tiêu cảm quan nước Yêu cầu Trong suốt, không màu Không mùi vị Dạng lỏng, không tạp chất Bảng 2.7 Chỉ tiêu hóa lý nước Chỉ tiêu pH Độ cứng Hàm lượng Clo Acid sunfuric Hàm lượng Asen Hàm lượng Chì Hàm lượng Flo Hàm lượng Kẽm Hàm lượng Sắt Hàm lượng Cu Yêu cầu 7,5- 100 mg/l 30 mg/l 80 mg/l 0,05 mg/l 0,1 mg/l mg/l mg/l 0,1 mg/l 0,5 mg/l Bảng 2.8.Chỉ tiêu vi sinh nước Chỉ tiêu Tổng số vi khuẩn hiếu khí Vi khuẩn e.coli Các vi khuẩn gây bệnh đường ruột Yêu cầu 20 tế bào/ml Không có Không có 2.2.4 Bơ Bơ bổ sung công đoạn hoàn nguyên sữa bột, làm tăng giá trị dinh dưỡng, tạo độ sánh cho sản phẩm, ổn định hệ nhũ tương Bơ chứa nhiều vitamin A, D, K, E Trong vitamin A carotene làm cho bơ có màu vàng Bơ nóng chảy 40- 45 0C, dễ bị oxy hóa tiếp xúc với không khí làm ảnh hưởng đến thành phẩm Bảng 2.9 Thành phần bơ Thành phần Chất béo Nước Hàm lượng 80- 82% 16- 18% Muối P Vitamin A Vitamin D 0-2% 0,7% 2500/100 g 55/100 g Bảng 2.10 Chỉ tiêu cảm quan bơ Chỉ tiêu Màu sắc Mùi Vị Trạng thái Yêu cầu Vàng kem đến vàng kem đậm Thơm đặc trưng bơ, mùi vị lạ Vị béo vị lạ Dạng sệt nhiệt độ thường không lẫn tạp chất Bảng 2.11 Chỉ tiêu hóa lý bơ Chỉ tiêu Độ ẩm Hàm lượng chất béo Axit béo tự Chỉ số peroxide Nhiệt độ nóng chảy Yêu cầu ≤ 0,1% ≤ 98,5% ≤ 0,4% ≤ 0,6 mg/kg béo 28÷320C Bảng 2.12 Chỉ tiêu vi sinh bơ Chỉ tiêu Tổng số vi khuẩn hiếu khí Coliform E coli Salmonella Tổng số bào tử nấm men, nấm mốc 2.2.5 Yêu cầu ≤ 1000 kl/g ≤ 10 kl/g ≤ kl/g Không có Không có Men khô Men khô đưa vào sản xuất công đoạn lên men dịch sữa sau đữa hoạt hóa Nó lên men đường lactose tạo axit lactic làm cho sữa chua đông tụ, đồng thời tạo chất thơm đặc trưng cho sản phẩm Men khô sử dụng loài vi khuẩn lactic Lactobacillus bulgaricus (trực khuẩn) Streptococcus thermophillus (liên cầu khuẩn) Bảng 2.13 Nhiệt độ pH tối ưu cho sinh trưởng loài vi khuẩn lactic Loài vi sinh vật 10 Topt, (oC) pHopt n= V1 20,927 = = 1,856 V 0,9.1,33 9,42.0,9.1,33