LỜI MỞ ĐẦU Sữa chất lỏng sinh lý tiết từ tuyến vú động vật nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non Trong sữa có đầy đủ chất dinh dưỡng protein, glucid, lipit, chất khoáng, vitamin cần thiết với nhu cầu phần ăn hàng ngày người Từ xưa, người biết sử dụng sữa từ động vật nuôi để chế biến thành nhiều loại thực phẩm quý giá có giá trị dinh dưỡng cao chứa đầy đủ chất với tỷ lệ thích hợp phục vụ cho nhu cầu người Các sản phẩm từ sữa đa dạng phong phú như: sữa tiệt trùng, sữa bột, sữa cô đặc, phô mai, sữa chua, kem, Tiêu biểu, phô mai nguồn cung cấp chất đạm, canxi, phốt cao, bổ dưỡng tốt cho xương, giúp chống lại ung thư đường ruột hiệu số ung thư khác hệ tiêu hóa Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa giới tập trung sản xuất sữa dựa ba nguồn nguyên liệu sữa bò, sữa dê sữa cừu Đặc biệt nước ta có khí hậu nhiệt đới ẩm, ngành chăn nuôi bò phát triển sữa bò nguồn cung cấp nguyên liệu cho công nghiệp chế biến sữa Ở nước ta nay, nhu cầu tiêu thụ sữa sản phẩm từ sữa ngày tăng cao Song song với yêu cầu đa dạng hóa nâng cao chất lượng sản phẩm để phục vụ nhu cầu người tiêu dùng Đối với dòng sản phẩm phô mai, sản phẩm mẻ có tiềm lớn nước ta Tuy vậy, phần lớn sản phẩm phô mai thị trường nước phải chủ yếu nhập từ nước Trong xu hội nhập đất nước nay, hội để phát triển việc đối đầu với thách thức lớn ngành chế biến sữa nói chung đặc biệt ngành sản xuất phô mai nói riêng Do đó, việc đưa giải pháp tích cực để tạo sản phẩm tốt phục vụ cho nhu cầu người tiêu dùng đóng góp vào kinh tế cuả đất nước cần thiết Vì vậy, đồng ý giáo viên hướng dẫn, chọn đề tài “thiết kế nhà máy sản xuất phô mai tươi suất 12,98 sản phẩm/ca” PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nguyên liệu sữa bột gầy 1.1.1 Sữa bột gầy [1], [2] 1.1.1.1 Định nghĩa nguyên liệu sữa bột gầy Sữa bột gầy loại sữa lấy từ sữa tươi ly tâm tách béo qua trình cô đặc sấy phun, sữa gầy có hàm lượng chất béo không 1-1,5% sữa tươi điều chỉnh độ béo, sau đem tách nước chế biến thành sữa bột Sữa bột gầy chứa không 5% hàm lượng ẩm Sữa gầy thường dùng làm nguyên liệu cho sản phẩm sữa, bột,… dành cho trẻ nhỏ tách chất béo sữa, loại thức ăn khó tiêu trẻ em 1.1.1.2 Tính chất vật lý sữa bột gầy Từ sữa bột pha hoàn nguyên dạng lỏng: 150g sữa bột lít nước nhiệt độ 55 – 650C Sữa bột có khả hút ẩm cao Vì cần đóng bao giấy thiếc, PE thật kín Sữa bột cần bảo quản kho khô ráo, kín đảm bảo yêu cầu chất lượng sản phẩm Ở nhiệt độ 1000C độ ẩm không khí kho 70 - 75% giữ tháng Muốn giữ sữa bột dài ta hạ nhiệt độ kho lạnh xuống -4 đến -50C Sữa bột rớt bao bì hút ẩm dễ bị mốc Khi mốc xâm nhập phát triển bột sữa làm cho sữa xuất nhiều chấm màu khác nhau, nặng thành lớp lông mượt mốc,… sữa ẩm dễ bị chua, ôi, bị thối 1.1.1.3 Cấu trúc hoá lý thành phần hoá học sữa bột gầy a) Cấu trúc hoá lý Bảng 1.1 Các tiêu cảm quan sữa bột gầy [5] STT Tên tiêu Yêu cầu Màu sắc Màu tự nhiên, từ màu trắng sữa đến màu kem nhạt Mùi, vị Mùi thơm, dịu, mùi vị lạ Trạng thái Dạng bột, đồng nhất, không bị vón cục, tạp chất Bảng 1.2 Các tiêu lý - hóa sữa bột gầy[5] STT Tên tiêu Mức Độ ẩm, %, không lớn 5,0 Hàm lượng chất béo, %, không lớn 1,5 Hàm lượng protein, tính theo hàm lượng chất khô chất béo, %, không nhỏ 33 Độ axit chuẩn độ, tính theo axit lactic, không lớn 18 Bảng 1.3 Các tiêu vi sinh sữa bột gầy [5] STT Tên tiêu Mức tối đa Tổng số vi sinh vật hiếu khí g sản phẩm 104 Số Coliforms g sản phẩm 10 Số Salmonella 25 g sản phẩm Số E.Coli g sản phẩm Số Staphylococcus aureus g sản phẩm Tổng số bào tử nấm men, nấm mốc g sản phẩm 10 b) Thành phần hoá học sữa bột gầy  Nước Hàm lượng nước sữa bột gầy tính theo % khối lượng không lớn 5,0  Chất khô  Chất khô sữa bao gồm toàn thành phần lại sữa trừ nước  Chất khô sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, loại vitamin, acid, enzyme,  Chất béo: Chất béo sữa coi thành phần quan trọng mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh lượng cao có chứa vitamin hoà tan (A, D, E) Ðối với sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái sản phẩm Chất béo sữa gồm loại: chất béo đơn giản chất béo phức tạp - Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35 ÷ 45g/l gồm axit béo no không no như: axit oleic, axit palmitic, axit stearic - Chất béo phức tạp: thường chứa P, N, S phân tử Các chất béo phức tạp có tên gọi chung phosphoaminolipit đại diện lexitin xephalin Cấu trúc: chất béo có sữa tồn dạng huyền phù hạt nhỏ hình cầu ô van có đường kính ÷ 10µm Các tiểu cầu bao bọc màng protein, màng protein chia thành hai phần protein hoà tan không hoà tan tỷ lệ hai thành phần khác loại sữa Sự phân bố glyxerit lòng tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần trung tâm tiểu cầu chứa glyxerit có nhiệt độ nóng chảy thấp, giàu axit oleic trạng thái lỏng điều kiện nhiệt độ bình thường Trong phần ngoại vi nơi tiếp xúc với màng chứa glyxerit với số iod thấp nên có nhiệt độ nóng chảy cao đông đặc nhiệt độ môi trường Do màng có tính chất bảo vệ chất béo khỏi biến đổi Sự biến chất màng làm tăng cường hoạt động trực tiếp số loài vi sinh vật tăng lên số axit làm thay đổi tính chất vật lý cách sâu sắc gây việc tiến lại gần kết dính tiểu cầu với dẫn đến trình tách chất béo làm tính đồng sữa  Protein: Protein sữa chất đạm hoàn thiện chứa hầu hết acid amin đặc biệt acid amin không thay Các acid amin chủ yếu có mặt sữa tính theo % chất khô sau: [2, tr10] Alanin : 3% Prolin Valin : 7,2% Cystin cystein : 0,34% Methionin : 2,8% Lơxin : 9,2% Serin : 6,3% Treonin : 4,9% Izolơxin : 6,1% Tryptophan : 1,7% Arginin : 4,1% Histidin : 3,1% Lysin : 8,2% Acid aspartic :7,1% Acid glutamic : : 11,3% 22,4% Phenylamin : 5% Tyrosin Thành phần cấu trúc protein sữa đa dạng bao gồm: [2, tr 10] Casein toàn phần chứa : 78 – 85% Lactoglobulin : – 12% Lactalbumin: – 5% :6,3% Imunoglobulin: 1,9 – 3,3% Và số thành phần khác Trong thành phần trên, casein coi thành phần quan trọng sữa Về mặt cấu trúc, casein hạt cầu có đường kính thay đổi từ 20 ÷ 300nm phương pháp ly tâm người ta tập hợp tất hạt thể lắng keo có màu trắng kết tủa casein dạng hạt mixen lớn nhờ trình axit hoá sữa đến pH đẳng điện (pH=4,6) Ðiều quan tâm công nghệ chế biến sữa thành phần casein không đồng thành phần casein, casein có α, β, k, γ casein α - casein chiếm 50% casein toàn phần, β - casein chiếm 30% casein toàn phần, k – casein chiếm 8-15% casein toàn phần, γ - casein chiếm 4-10% casein toàn phần Khi nhiệt độ vượt 75-80 0C có biến tính canxi phosphocaseinat phần muối canxi hoà tan chuyển thành canxi triphosphat không hoà tan ảnh hưởng đến cân mixen phosphocasein muối khoáng hoà tan  Đường: Ðường sữa chủ yếu đường lactoza hàm lượng đường có khoảng 50g/l sữa tồn hai dạng α -lactoza β- lactoza Khi có thay đổi nhiệt độ có chuyển hoá từ dạng sang dạng ngược lại Độ lactoza saccaroza 30 lần, độ hoà tan nước Ðộ hoà tan nước lactoza thể bảng sau: Bảng 1.4 Độ hòa tan nước lactoza (g/100g H2O) [2 , tr10] Nhiệt độ α-lactoza β-lactoza 45,1 25 8,6 45,1 39 12,6 45,1 100 70 94,7 Ở nhiệt độ nhỏ 1000C không làm thay đổi đường lactoza Nhưng lớn 1000C đường lactoza nhạy với nhiệt độ xảy biến đổi xuất melanoit tạo thành acid amin tác dụng với lactoza Trên 1500C người ta nhận thấy màu vàng 1700C có màu nâu đậm hình thành trình caramen hoá Đường lactoza lên men tác dụng vi sinh vật tạo thành sản phẩm khác có lợi Một biến đổi thường gặp quan trọng tạo thành acid lactic tác dụng vi khuẩn lactic, sở trình sản xuất sản phẩm sữa lên men: C12H22011.H20 CH3-CHOH-COOH Mặt khác tạo thành khí H khí CO2 có liên quan đến phồng lên tạo lỗ hổng cho loại phô mai: 2CH3-CHOH-COOH CH3-(CH2)2-COOH + CO2 + H2  Các muối khoáng: Do sữa có mặt có cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+ anion axit phosphorit, limonic, clohydryt nên sữa có nhiều loại muối khác Nhưng chủ yếu muối clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat Trong tất muối muối canxi có ý nghĩa lớn người đặc biệt trẻ em Hai nguyên tố Ca P sữa có tỉ lệ hài hoà Ca/P = 1/1,3 dạng thể dễ hấp thụ Sự cân hai dạng muối Canxi (Ca 2+ muối hoà tan phân ly Ca dạng phức thể keo) điều kiện đặc biệt cho ổn định sữa Sự tăng lên Ca2+ làm tăng khả bất ổn định sữa đun nóng tác dụng men dịch vị Vì để hạn chế tượng trình chế biến sữa cô đặc chế biến sản phẩm sữa tiệt trùng nhiệt độ cao người ta thường bổ sung loại muối phức phosphat xitrat cho phép giữ ổn định sữa Trong sữa có Mg (12 mg %), K (113 – 171 mg%), Na (30 – 77 mg%) Tỷ lệ K/Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ sữa mẹ Muối kali natri có tác dụng giữ trạng thái cân muối sữa, giữ áp suất thẩm thấu trạng thái bình thường Các muối acid phosphoric hợp chất đệm điển hình có tác dụng giữ cân hệ muối hệ keo sữa Các muối acid limonic đặc biệt có ý nghĩa tạo thành chất thơm sản phẩm sữa lên men, loại bơ Trong thành phần chủng vi sinh vật dùng để sản xuất sản phẩm có vi khuẩn tạo mùi thơm Các vi khuẩn này, trình hoạt động đòi hỏi có mặt acid limonic để tạo thành diaxetyl, axetoin, acid bay Nhiệt độ cao làm thay đổi thành phần muối sữa Các muối hòa tan acid phosphoric acid limonic chuyển thành không hòa tan  Axit hữu cơ: Trong sữa chứa nhiều acid hữu : acid citric, lactic, axetic Trong đó, acid citric acid quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sản phẩm bơ nhờ vào trình sau: Acid lactic diaxetyl axetoin 2,3 butylen glycol  Các chất xúc tác sinh học: Vitamin: - Sữa coi thực phẩm cân đối số lượng vitamin với hàm lượng không lớn Hàm lượng vitamin sữa chia thành nhóm theo khả hoà tan chúng nước hay chất béo Nhóm vitamin hoà tan chất béo: vitamin A, D, E, chủ yếu nằm thành phần mỡ sữa Nhóm vitamin hoà tan nước: B, C, PP Các Enzyme: - Các enzyme tồn sữa có ý nghĩa lớn công nghệ chế biến sữa sản phẩm sữa bảo quản sữa, enzyme sữa chia làm hai nhóm Nhóm enzyme thuỷ phân: - Gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza Trong đó, vai trò enzyme lipaza có tính định đến trình chế biến bảo quản sữa Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acid béo glyxerin có pH = 9,4 Nhóm enzyme oxy hoá: - Gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza Các enzyme có vai trò quan trọng trình làm biến tính sữa  Các vi sinh vật sữa Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc - Nấm men Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn từ - 9µm Phần đông loại chuyển đường thành rượu sinh sản theo kiểu nảy chồi - Nấm mốc Chủ yếu Muco Rhizopus Các loại nấm mốc gây nên biến động xấu đến trình sản xuất sản phẩm phô mai dạng nhão Ngoài có loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide Monilia Tất loài nấm mốc hô hấp mạnh phát triển bề mặt môi trường nuôi cấy Chúng phát triển thích hợp môi trường acid sữa tạo acid lactic - Vi khuẩn Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước không vượt vài micromet Các vi khuẩn sữa: Coccus, Bacterium, Clostridium, Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin quan trọng vi khuẩn lactic với đặc tính chủ yếu sau + Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện + Không sản sinh enzyme catalaza chúng không phân hủy nước oxy già + Không sản sinh hợp chất nitrat + Ít không tiết enzyme proteaza sữa phô mai, vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng việc phá hủy thành phần casein + Lên men loại đường điều kiện khác Các loại vi khuẩn điển hình công nghệ chế biến sữa là: + Streptococcus Thermophillus coi tác nhân hình thành axit trình chín phô mai + Nhóm vi khuẩn lactic vi khuẩn sữa chung bao gồm Streptococcus cremoris Streptococcus lactic, tác nhân đông tụ tự nhiên vài loài chúng sản sinh kháng sinh Clostridium tác nhân phồng lên phô mai + Loài Leuconostoc oenos loài lên men không điển hình, lên men loại đường tạo acid lactic axetoin từ diaxetyl hợp chất tạo nên hương thơm tự nhiên bơ  Vi sinh vật gây bệnh: Tồn sữa trình nhiễm từ người động vật, đặc trưng samonella typhi, samonella paratyphi, shigella dysenterial… Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường : 60 0C giữ nhiệt độ vài phút làm cho phần lớn hệ vi sinh vật bị tiêu diệt Ngoại trừ, số loài vi khuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn trực khuẩn) tồn Một số loài vi sinh vật có khả sinh bào tử, bào tử chúng bị tiêu diệt cách chắn nhiệt độ cao 1000C nhiều 1.1.2 Cream [2] 1.1.2.1 Định nghĩa Là sữa tươi nguyên qua ly tâm tách nước sữa (huyết thanh-whey) ta thu loại sữa đặc sệt Nước sữa thải có số chất dinh dưỡng hòa tan nước protein, axit amin, vitamin, chất khoáng Loại nước dùng làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật tốt Cream sữa nguyên liệu sản xuất bơ, chế biến nhiều sản phẩm khác có hương vị sữa có giá trị dinh dưỡng cao 1.1.2.2 Phân loại cream Đối với trường hợp cream có hàm lượng chất béo khác nhau, người ta phân loại chúng theo độ chua Bảng 1.5 Phân loại cream theo độ chua [2, tr178] Hàm lượng chất béo cream, % Độ chua cream, 0T (không quá) Loại I Loại II 20-25 16 20 26-31 15 19 32-37 14 17 38-43 13 16 1.1.2.3 Một số tiêu SMP cream Bảng 1.6 Các tiêu cream [4, tr178] STT Chỉ tiêu Cream Loại I Loại II Mùi vị Thơm mát, hoàn toàn Có thể mùi vị lạ (thức vị lạ ăn…) Trạng thái Đồng nhất, Đồng nhất, cục bơ vón cục vón bơ Độ chua, 0T (3237% chất béo) Độ bền với nhiệt độ Protein không đông Có thể có lởn vởn tụ dạng hạt lớn protein bị đông tụ Vi sinh vật tổng số, vốn Trên 3h Dưới 3h 14 17 thời gian màu Nhiệt độ < 10 < 10 1.2 Tổng quan phô mai 1.2.1 Giới thiệu phô mai [1, tr268; 2, tr147] Phô mai dạng thức ăn giàu dinh dưỡng chế biến từ sữa phương pháp để bảo quản sữa Phô mai sản phẩm đặc hay bán lỏng dạng tươi hay chín làm từ việc đông tụ sữa rennet hay chất gây đông tụ khác làm nước Phô mai có đến hàng nghìn loại khác nhau, tùy theo đặc điểm mùi vị, hình dáng, hàm lượng chất béo Phô mai loại thực phẩm có nguồn gốc từ sữa, dùng rộng rãi ăn Tây phương Người Việt hay gọi phô mai (hay mát) Phô mai (tiếng Anh – cheese, tiếng Pháp – fromage) sản phẩm lên men hay không lên men (tức loại phô mai chịu tác động trình lên men lactic) chủ yếu từ thành phần casein sữa tạo thành dạng gel nước Phô mai giữ lại hoàn toàn lượng chất béo ban đầu gọi phô mai béo Ngoài 10 Vậy thể tích sữa chuyển vào bồn ủ hoàn nguyên 1giờ là: 21273,722 = 2836,496 (lít/h) (mỗi ca làm việc 7,5 giờ) 7, Thời gian ủ hoàn nguyên nên ta chọn thùng ủ hoàn nguyên với thời gian lưu Thể tích thùng chứa với hệ số chứa đầy 0,85 Thể tích thùng là: V = 2,836 = 3,336 (m3) 0,85 Từ công thức (1) ta có đường kính: D = 3,336 =1,374 (m) 1,285 Chọn D = 1,4 m HT = 1,3 × D = 1,3 × 1,4 = 1,82 (m) h = 0,3 × D = 0,3 × 1,4 = 0,42 (m) H = HT + 2h + = 1,82 + × 0,42 = 2,66 (m) Chọn thùng chứa kích thước: D × H = 1400 x 2660 mm 4.2.8 Thiết bị định lượng sữa sau ủ hoàn nguyên Tổng lượng sữa sau ủ hoàn nguyên cần định lượng là: 21167,354 (lít/ca) [theo 3.6.1.] (Mỗi ca làm việc 7,5 giờ) Thể tích lượng sữa cần định lượng giờ, với ca làm việc 7,5 giờ: V= 21167,354 = 2822,314 (lít/h) 7, Chọn cân loại LDT/AFM 30 hãng LIDUTA [11] + Năng suất thiết bị: 200 lít/phút = 12000 lít/h + Kích thước L x W x H = 1000 x 1000 x 2500 (mm) 47 Hình 4.5 Cân định lượng sữa [11] Ta có: Số lượng cân cần dùng: n = 2822,314 = 0,235­(c¸i) 12000 Vậy chọn cân dùng để định lượng sữa với kích thước: L x W x H = 1000 x 1000 x 2500 (mm) 4.2.9 Thùng chuẩn hóa sản phẩm Lượng nguyên liệu vào thùng chuẩn hóa: 30895,204 (lít/ca) (bảng 3.6.1) Năng suất: 30895,204 = 4119,36 (lít/h) = 4,119 (m3/h) 7, Chọn thùng có hệ số chứa đầy 0,85 thời gian lưu Suy thể tích thùng: V = 4,119 = 4,846 (m3) 0,85 Từ công thức (1) ta có đường kính: D = Chọn D = 1,6 (m) HT = 1,3×D = 1,3×1,6 = 2,08 (m) h = 0,3×D = 0,3×1,6 = 0,48(m) H = HT+2h = 2,08 + × 0,48 = 3,04 (m) 48 4,846 =1,557 (m) 1,285 Vậy thùng chứa sữa sau chuẩn hóa, kích thước D × H = 1600 x 3040 (mm) 4.2.10 Thiết bị hâm cream Lượng cream cần dùng để hiệu chỉnh chất khô: 9,207 (tấn/ca) (bảng 3.6.3) Tỷ trọng cream: Với F = 41%, SNF = 0, W = 100% - 41% = 59% 100 = 0,97 Suy d = 41 (kg/l) + 59 0,93 Chọn thiết bị hâm cream nồi hai vỏ giống thiết bị mục (4.2.3) Chọn thùng với hệ số chứa đầy 0,85 thời gian hâm mẻ 30 phút Lượng cream đổi thể tích = Vậy thể tích thùng là: Từ (1) suy D = 9,207 × 1000 = 632,78 (lít/30 phút) 0,97 × 7,5 × 632,78 = 744,451 (lít) = 0,744 (m3) 0,85 0,744 = 0,83 (m) 1,285 Chọn: D = 0,85 m HT = 1,3 × D = 1,3 × 0,85 = 1,105 (m) h = 0,3 × D = 0,3 × 1,4 = 0,255 (m) H = HT + 2h + = 1,105 + × 0,255 = 1,615 (m) Vậy chọn thiết bị hâm cream có kích thước : D × H = 850 × 1615 mm 4.2.11 Thùng chứa cream sau hâm Lượng cream cần dùng để hiệu chỉnh chất khô: 9,207 (tấn/ca) (bảng 3.6.3) Tỷ trọng cream: Với F = 41%, SNF = 0, W = 100% - 41% = 59% 100 = 0,97 Suy d = 41 (kg/l) + 59 0,93 Năng suất công đoạn: 9,207 = 1,266 (m3/h) 7,5× 0,97 Chọn thùng có hệ số chứa đầy 0,85 với thời gian lưu 49 Suy thể tích thùng: V = 1,343 = 1,489 (m3/h) 0,85 Từ công thức (1) ta có đường kính: D = 1,489 = 1,050 (m) 1,285 Chọn D = 1,1 (m) HT = 1,3×D = 1,3 × 1,1 = 1,43 (m) h = 0,3×D = 0,3 × 1,1 = 0,33 (m) H = HT + 2h = 2,09 (m) Vậy chọn thùng chứa cream sau hâm, kích thước D × H = 1100 x 2090 mm 4.2.12 Thiết bị gia nhiệt Chọn thiết bị dạng Tetra Plex [10] + Năng suất: 5000 (lít/h) + Nhiệt độ xử lý nhiệt : 750C + Hơi sử dụng: 56 (kg/h) + Nhiệt độ sữa ra: 4÷60C + Số truyền nhiệt: 28 +Vận tốc chuyển động sữa: 0,44 (m/s) + Điện tiêu thụ: 10,7 kW + Kích thước thiết bị: L × W × H = 1980 × 1200 × 1145 mm + Khối lượng thiết bị: 940 kg Thể tích sữa cần gia nhiệt: 22719,358 (lít/ca) [bảng 3.6.1] Tính số thiết bị cần dùng n = 22719,358 = 0,606 (cái) 5000 × 7, Chọn thiết bị có kích thước: L × W × H = 1980 × 1200 × 1145 mm (một thiết bị dự trữ) 4.2.13 Thiết bị đồng hóa lần Lượng sữa trước lúc đồng hoá: 32740,374 (lít/ca) = 4,365 (lít/h) (bảng 3.6.1) Chọn thiết bị giống mục (4.2.4) với suất 5000 lít/h Chọn thiết bị đồng hóa có kích thước: L × W × H = 1435 × 1280 × 1390 mm 50 4.2.14 Thiết bị trùng làm nguội Lượng sữa vào tiệt trùng, làm nguội: 30679,246 (lít/ca) = 4090,566 (lít/h) (bảng 3.6.1) Chọn cụm thiết bị tiệt trùng, làm nguội Tetra Therm Aseptic Plex 13 hãng Tetra Pak (Thụy Điển) sản xuất [12] Loại sử dụng trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống + Năng suất: thay đổi từ 2000 – 7000 lít/h + Nhiệt độ tiệt trùng: 139 – 1400C + Nhiệt độ nước làm nguội 200C, áp suất bar + Thời gian tiệt trùng: 4s + Lượng vào: 30 kg/h, tối đa 110 kg/h + Áp suất vào: bar + Kích thước thiết bị: 9000x4900x4000 mm + Công suất tiêu thụ: 23 – 60 kW 4090,566 = 0, 656 Số thiết bị: n = 7000 Vậy số lượng thiết bị cho dây chuyền: Kích thước thiết bị: 9000x4900x4000 mm Hình 4.6 Thiết bị trùng làm nguội [12] 4.2.15 Thiết bị lên men Tổng lượng sữa môi trường hoạt hoá giống: 30525,850 (lít/ca) = 4070,113 (lít/h) Chọn thiết bị lên men kiểu đứng có cánh khuấy : + Thể tích làm việc: 5000 (lít) + Đường kính thiết bị: 1300( mm) + Đường kính ngoài: 1427 (mm) + Chiều dày lớp cách nhiệt: 32 (mm) 51 + Chiều cao thiết bị: 2650 (mm) Suy số thiết bị lên men 1h: n = 4070,113 = 0,814 5000 Suy 1giờ cần thiết bị để lên men Vì thời gian lên men mẻ nên để dây chuyền làm việc liên tục ta chọn thiết bị lên men Vậy chọn thiết bị lên men, kích thước D × H = 1427 x 2650 mm Hình 4.6 Thiết bị lên men 4.2.16 Thùng hoạt hoá giống Tổng lượng môi trường men giống cần hoạt hoá: 0,618 (tấn/ca) Năng suất công đoạn: 0,618 = 0,083 (m3/h) 7,5 × 0,993 (0,993: tỷ trọng sữa sau hiệu chỉnh chất khô) Chọn thiết bị, hệ số chứa đầy 0,85, thời gian hoạt hoá giờ: 52 Suy thể tích thiết bị: V = 0,083 = 0,098 0,85 Từ công thức (1) ta có đường kính: D = 0,098 = 0,424 (m) 1,285 Chọn D = 0,4 (m) HT =1,3 x 0,4 = 0,52 (m) h = 0,3 x 0,4 = 0,12 (m) H = 0,76 (m) Vậy chọn thùng hoạt hoá, kích thước D × H = 400 x 760 (mm) 4.2.17 Bồn chờ trước vào thiết bị đông tụ tách huyết Lượng sữa vào thiết bị đông tụ tách huyết thanh: 30993,082 (lít/ca) = 4132,41 (lít/h) Chọn bồn chờ rót loại Tetra Alsafe SV [13] + Năng suất 7000 (lít/h) + Chiều cao 4400 mm + Đường kính 2100 mm + Áp suất làm việc 3,5 bar + Được làm thép không gỉ Số thiết bị n = 4132,41 = 0,590 7000 Vậy chọn bồn chờ trước vào thiết bị đông tụ tách huyết thanh, kích thước: D × H = 2100 x 4400 (mm) Hình 4.7 Tetra Alsafe SV [13] 53 4.2.18 Thiết bị đông tụ tách huyết Lượng sữa trước đông tụ: 30993,082 (lít/ca) = 4132,41 (lít/h) (bảng 3.6.1) Chọn thiết bị Tetra Tebel OST® 5.1 CH [14] + Dung tích 5500 lít + Số dao cắt: + Kích thước dao cắt: 200 x 100 (mm) + Tốc độ cắt : 10 (vòng/phút) + Kích thước L x W x H: 3600 x 2200 x 2500 mm Giả sử thời gian làm việc thiết bị đông tụ tách huyết mẻ 8h Suy số thiết bị dùng để đông tụ tách huyết lượng sữa mẻ: n= 4132,41x8 = 6,010 5500 Vậy chọn thiết bị, kích thước L x W x H: 3600 x 2200 x 2500 mm Hình 4.8 Thiết bị đông tụ tách huyết [14] Cấu tạo thiết bị: Dụng cụ khuấy dao cắt Ống lọc huyết Motor Lớp áo nhiệt Nắp thiết bị Đầu CIP 4.2.19 Thùng chứa huyết sau tách Lượng huyết tách ra: 54 100 − 0, × 30854,504 − 13069,042 = 17696,535 (lít/ca) = 2,360 (m3/h) 100 Chọn thùng có hệ số chứa đầy 0,85 với thời gian lưu Thể tích thiết bị : V = 2,360 = 2,776 (m3) 0,85 Từ công thức (1) ta có đường kính: D = 2,776 =1,293 (m) 1,285 Chọn D = 1,3 (m) HT = 1,3 × D = 1,3 × 1,3 = 1,69 (m) h = 0,3× D = 0,3 × 1,3 = 0,39 (m) H = 2,47 (m) Vậy chọn thùng chứa huyết thanh, kích thước D × H = 1300 x 2470 mm 4.2.20 Rót hộp phô mai Chọn thiết bị Tetra Pak® A1 for Tetra Classic® Aseptic [15] • Năng suất: 10500 (hộp/h) Số hộp phô mai cần dùng n = Số thiết bị : 65357 = 8714,266 (hộp/h) 7,5 8714,266 = 0,83 10500 Vậy chọn máy rót kích thước: 3000x1800x4100 mm Hình 4.9 Máy rót hộp [15] 55 4.2.21 Máy đóng thùng Chọn máy SB 37 - line 11 hãng Cermex sản xuất [16] Năng suất: 4500 hộp/h Có kích thước: 1200x550x1200 mm Số lượng: máy 4.2.22 Băng tải vận chuyển phô mai thành phẩm Chọn loại băng tải có đặc tính sau: Năng suất: 4500 hộp/h Chiều rộng băng: 100 mm Công suất mô tơ: 3÷ Kw Chiều cao gờ: 100 mm Chọn băng tải 4.3 Chọn bơm dùng sản xuất - Dựa vào suất dây chuyền, tính chất sản phẩm khả làm việc thiết bị ta chọn bơm ly tâm cho nguyên liệu chất lỏng Chọn bơm ly tâm LKH-40 + Năng suất: ÷ 10 m3 + Áp suất đẩy: bar + Số vòng quay: 1,750 vòng/phút + Kích thước: 456×240×284 mm + Công suất động cơ: 5,88 Kw Dùng bơm bơm sữa qua công đoạn dây chuyền sản xuất Số lượng: Chọn 22 bơm - Bơm dùng cho vận chuyển dịch đường chất ổn định, bơ Chọn bơm loại LKH với đặc tính kỹ thuật sau: + Năng suất: 300 m3/h + Áp lực bơm: 16 bar + Kích thước: 228×120×140 mm + Số vòng quay: 3000 vòng/phút + Khối lượng: 110 kg + Công suất động cơ:7,36 kW + Số lượng: bơm 56 Bảng 4.2 Tổng kết thiết bị STT Tên thiết bị Cân định lượng Thùng hoàn nguyên Nồi chứa nước nóng cho hoàn nguyên Thiết bị đồng hóa lần Tetra Alex Số lượng Kích thước 1200×1200×100 L×W×H 1400×3960 D×H 1400×2660 D ×H 1435×1280×1390 L×W×H 1400×2660 D ×H 1500×820×1420 L×W×H 1400×2660 D×H 1000×1000×2500 L×W×H Thùng chứa sữa sau đồng hóa lần Thiết bị trùng làm lạnh dạng Tetra Plex Thùng ủ hoàn nguyên Thiết bị định lượng sữa sau hoàn nguyên LDT/AFM 30 Thùng chuẩn hóa sữa 1600×3040 D× H 10 Thiết bị hâm cream WMO – 60 850×1615 D×H 11 Thùng chứa cream sau hâm 1100×2090 D× H 12 Thiết bị gia nhiệt 1500×820×1420 D×HT×H 13 Thiết bị đồng hóa lần 1435×1280×1390 L×W×H 14 Thiết bị trùng làm lạnh 9000×4900×4000 L×W×H 15 Thiết bị lên men 1427×2650 D×H 16 Thùng hoạt hóa giống 400×760 D× H 17 Bồn chờ rót 2100×4400 D×H 18 Thiết bị đông tụ tách huyết 3600×2200×2500 D×H 57 19 Thùng chứa huyết sau tách 20 1300×2470 D×H Thiết bị rót hộp 3000×1800×4100 L×W×H 21 Thiết bị đóng thùng 1200×550×1200 L×W×H 22 Bơm LKH 228×120×140 L×W×H 23 Bơm LKH-40 456×240×284 L×W×H 22 58 KẾT LUẬN Đề tài sản xuất phô mai tươi từ nguyên liệu sữa bột gầy với suất 12,98 sản phẩm/ca Qua trình tìm hiểu tài liệu hướng dẫn tận tình thầy Nguyễn Văn Toản đề tài hoàn thành Đề tài giúp em hiểu thêm công đoạn dây chuyền sản xuất phô mai tươi, biết thông số kỹ thuật Đã bước đầu định hình cách tính cân vật liệu thiết kế phân xưởng để rút kinh nghiệm cho đồ án tốt nghiệp sau Do thời gian có hạn, kiến thức hạn hẹp nên đồ án em không tránh thiếu sót Mong quý thầy cô bạn góp ý Em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống Tập 1, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 Lâm Xuân Thanh, Giáo trình công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2002 Trần Thế Truyền, Cơ sở thiết kế nhà máy thực phẩm, Đại học bách khoa,1999 Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất- Tập 1, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2005 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7404-2004 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7968:2008 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6471:1998 Tài liệu internet http://www.globalindustrial.com/p/packaging/scales/pallet-truck/pallet-scale48x48-5000-lbs-w-standard-display http://www.tetrapak.com/in/processing/homogenization 10.http://www.tetrapak.com/processing/heat-exchangers/tetra-pak-plate-heatexchanger 11.http://www.liduta.com/?aid=5&i=&cat=52&lang=1 12.http://www.tetrapak.com/processing/uht-treatment/tetra-therm-aseptic-flex 13.http://www.tetrapak.com/processing/buffering/tetra-alsafe 14.http://www.tetrapak.com/processing/curd-making/tetra-tebel-ost-5-1 15.http://www.tetrapak.com/packaging/tetra-pak-a1-for-tca 16.http://www.gebocermex.com/Equipment/Packing MỤC LỤC 1.1.Tổng quan nguyên liệu sữa bột gầy 1.1.1 Sữa bột gầy [1], [2] [...]... 30/4, 1/5, 2/ 9) Các tháng 3, 4, 5, 6, 7, 8 làm việc 3 ca/ ngày Các tháng 1, 2, 9, 10, 11, 12 làm việc 2 ca/ ngày Bảng 3 .2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả năm Phô Ngày 25 mai Ca 50 22 27 24 25 26 26 27 25 26 14 27 29 4 44 81 72 75 78 78 81 50 52 28 54 743 Tháng Tổng số ca sản xuất phô mai tươi: 743 ca/ năm Số ngày làm việc trong năm: 29 4 ngày Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 I Y Y... CHẤT 3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 3.1.1 Bảng nhập nguyên liệu Trong một năm sản xuất, nguyên liệu chính là sữa bột gầy được nhập về nhà máy theo biểu đồ sau: Bảng 3.1 Bảng nhập nguyên liệu Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sữa bột gầy x x x x x x x x x x x x + X: Nhà máy có nhập nguyên liệu 3.1 .2 Biểu đồ sản xuất Nhà máy hoạt động với 1 dây chuyền sản xuất chính: Dây chuyền sản xuất phô mai tươi, ... hoàn nguyên 0,5 6 Định lượng 0 ,2 Lượng dịch sữa trước khi định lượng: G1 G1 = G × 2 Lượng dịch sữa trước khi cho vào công đoạn ủ hoàn nguyên: G2 G2 = G1 × 3 100 100 ­=­ 22 ,081 × = 22 ,1 92 (tấn/ca) 100 − 0,5 100 − 0,5 100 100 = 22 ,1 92 × = 22 ,304 (tấn/ca) 100 − 0,5 100 − 0,5 Lượng dịch sữa trước khi cho vào công đoạn thanh trùng và làm lạnh: G3 G3 = G2 × 100 100 = 22 ,304 × = 22 ,416 (tấn/ca) 100 − 0,5 100... sản phẩm Giá trị FDB (%) > 60 1 Phomai có hàm lượng béo rất cao 2 Phomai có hàm lượng béo cao 45 – 60 3 Phomai có hàm lượng béo trung bình 25 – 45 4 Phomai có hàm lượng béo thấp 10 – 25 5 Phomai gầy < 10 1 .2. 3 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phô mai [1], [2] Sản xuất phô mai gồm 4 giai đoạn chính, trong đó các vi sinh vật đóng vai 12 trò rất quan trọng trong quá trình chế biến Giai đoạn làm đông... lactic thì phô mai thành phẩm không có lỗ hổng Trong khi đó Streptococus paracitrovorus lại có khả năng tạo khí nhiều nhất  Ngoài CO2, NH3, H2 trong thành phần chất khí còn có O2 và N2 Có thể khí O2 và N2 đã lọt vào phô mai trong quá trình đổ hạt phô mai vào khuôn O 2 ảnh hưởng xấu tới chất lượng phô mai vì nó sẽ oxy hóa chất béo, tuy nhiên, O 2 được vi khuẩn sử dụng nên mất đi rất nhanh 28 PHẦN 3:... một số loại phô mai được sản xuất theo các công nghệ đặc biệt khác như phô mai nấu chảy được sản xuất từ một số loại phô mai khác  Dựa vào hàm lượng chất béo có trong phô mai (FDB): FDB= l­ îng ­chÊt­bÐo­cã­trong­ph« mai (g)­x­100% Tæng­khèi­l­ îng­ph« mai (g)­-­L­ îng­chÊt­bÐo­cã­trong­s¶n­phÈm­(g) Bảng 1.7 Phân loại phomai theo giá trị FDB STT Loại sản phẩm Giá trị FDB (%) > 60 1 Phomai có hàm lượng... chuyền sản xuất phô mai tươi, năng suất 12, 98 tấn sản phẩm/ ca Trong một năm, nhà máy sản xuất 12 tháng, tháng 11 thu mua nguyên liệu ít, do đây thường là tháng mưa, làm việc hai tuần đầu (được nghỉ 2 ngày chủ nhật) hai tuần sau dùng để đại tu phân xưởng, sản phẩm có thể tiêu dùng quanh năm Các ngày chủ nhật và lễ tết trong năm nhà máy nghỉ sản xuất Trong các tháng nghỉ chủ nhật và các ngày lễ (tết dương... thành phẩm nên trước khi đưa vào sử dụng sản xuất cần phải qua khâu kiểm tra, đánh giá và phải đạt các tiêu chuẩn của nhà cung ứng và của nhà máy về các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh - Yêu cầu của sữa nguyên liệu dùng để sản xuất phô mai Sữa dùng để sản xuất phô mai không những phải là sữa tốt, đạt các tiêu chuẩn hóa lý, sinh học như để sản xuất các sản phẩm sữa lên men khác mà còn có yêu cầu... (tấn/ca) 3 .2. 2 Tính cân bằng vật chất Tổng lượng sữa N8 = 21 ,463 (tấn/ca): Lượng sữa dùng để sản xuất phô mai Nmt = 0,618 (tấn/ca): Lượng môi trường hoạt hóa giống dùng cho dây chuyền sản xuất phô mai → G = N8 + Nmt = 21 ,463 + 0,618 = 22 ,081 (tấn/ca) Bảng 3.4 Tiêu hao khối lượng qua từng công đoạn 1 STT Tên công đoạn Tiêu hao (%) 1 Cân định lượng 0,5 2 Hoàn nguyên 0,5 3 Đồng hóa lần 1 0 ,2 4 Thanh trùng... cellulose 2. 2 Các quá trình sinh hóa cơ bản xảy ra trong sản xuất phô mai Trong sản xuất phô mai có thể chia thành 2 giai đoạn, hai giai đoạn này liên quan chặt chẽ với nhau Quá trình chín sinh học phụ thuộc không chỉ vào điều kiện, quá trình ngâm chín mà còn phụ thuộc vào chính điều kiện kết tủa casein bằng renin, xử lý hạt phô mai, nhiệt độ đun lần 2, …Có thể nói rằng quá trình chín của phô mai bắt