Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế nhà máy chế biến sữa hiên đại năng suất 20 triệu lít/năm gồm 2 dây chuyền sản xuất
LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC MỞ ĐẦU ĐẦU U Sữa sản phẩm cung cấp gần đầy đủ chất dinh dưỡng cho người Vì nguồn thực phẩm quan trọng khơng thể thiếu người Đặc biệt sản phẩm sữa chua giúp ích cho đường ruột.Do với phát triển ngành công nghiệp thực phẩm, cơng nghiệp chế biến sữa nói riêng phát triển Hiện công nghiệp chế biến sữa nước ta non trẻ Nguồn sữa bò tươi nước ta thiếu nhiều nên phải nhập từ nước ngồi ngun liệu sữa bột Vì vậy, việc xây dựng nhà máy sử dụng sữa bột làm nguyên liệu giải pháp tích cực Là sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm-sinh học, chọn đề tài : Thiết kế nhà máy chế biến sữa hiên đại suất 20 triệu lít/năm gồm dây chuyền sản xuất: -Sữa tươi tiệt trùng có đường -Sữa chua đặc hương dâu Năm 2011 SVTH: Lã Trung Ninh LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC PHẦN I LẬP LUẬN KINH TẾ-KĨ THUẬT 1.1 Sự cần thiết việc xây dựng nhà máy sữa: Sữa thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, nhu cầu sử dụng hàng ngày người tương đối lớn,không gia tăng số lượng lẫn chất lượng mà đòi hỏi đầy đủ an toàn vệ sinh thực phẩm Việc xây dựng nhà máy chế biến sữa đáp ứng phần nhu cầu người tiêu dùng nước đồng thời hướng đến xuất khẩu.Khi nhà máy vào hoạt động khơng góp phần giải cơng ăn việc làm mà tăng thu nhập cho người lao động , mang lại nguồn lợi nhuận to lớn cho nhà đầu tư 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 Khu Cơng Nghiệp Hịa khánh-thành phố Đà Nẵng Lý Đà Nẵng thành phố lớn tiêu thụ sữa bậc miền trung cầu nối hai mièn Nam Bắc Hơn ,chính quyền thành phố có sách ưu đãi thiết thực cho nhà đầu tư giá đất điều kiện khác.Nhà máy xây dựng hưởng điều kiện thuận lợi như:giao thông vân tải,cấp thoát nước,năng lượng nguồn nhân lực Năm 2011 SVTH: Lã Trung Ninh LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC 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 cảng Tiên Sa Đây điều kiện để vận chuyển nguyên liệu , nhiên liệu, sản phẩm , máy móc thiết bị , 1.4 Cấp thoát nước Nhà máy chế biến sữa cần lượng nước lớn nước cung cấp từ nhà máy nước khu cơng nghiệp Ngồi nguồn nước lấy từ giếng khoang xử lí đạt yêu cầu nước thủy cục Nước thải nhà máy sau xử lí thải 1.5 Năng lượng 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 1.6 Nguồn nhân lực Thành phố Đà Nẵng thành phố đông dân cư tập trung nhiều trường đại học, cao đẳng trung học chuyên nghiệp Đây nguồn nhân lực dồi cho nhà máy Ngồi nhà máy cịn 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 cơng ty nhựa, cơng ty bao bì, nhà máy khí nén, nhà máy xử lí nước, nhà máy bia, để chung phát triển sở hạ tầng, điện, nước nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư Ngồi nhà máy liên kết với dự án ni bị sữa nơng dân vùng lân cận để hình thành nguồn ngun liệu cho nhà máy sau này, thay dần nguồn nguyên liệu sữa bột nhập ngoại nước Đây điều đáng nên làm tương lai Năm 2011 SVTH: Lã Trung Ninh LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC PHẦN II NGUYÊN LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI Sữa loại thực phẩm giàu chất dinh dưỡng Trong sữa có đầy đủ chất cần thiết cho việc tạo thành tổ chức thể thể có khả hấp thụ sữa cao Trong sữa có đầy đủ chất dinh dưỡng chất béo , đường lactoza , vitamin , chất khống , enzym , Ngồi sữa cịn có đầy đủ axit amin khơng thay Đây axit amin cần thiết cho thể Có thể nói loại thực phẩm mà toàn diện chất sữa Nguyên liệu ban đầu dây chuyền sữa bột gầy, sữa chứa hầu hết phần giống sữa tươi, khác hàm béo, hàm lượng nước, phần nhỏ vitamin.Về mặt hoá lý sữa sau tiêu chuẩn hố gần giống với sữa tươi Thành phần hoá học sữa tươi: 2.1.1 Chất béo: Gồm loại : Đơn giản phức tạp Chất béo đơn giản: Có hàm lượng 35 đến 45g/l sữa tươi gồm axit béo no không no như: axit oleic, palmitic, Stearic Chất béo phức tạp : Chất béo thường chứa phần tử nitơ, photpho , lưu huỳnh Các axit béo phức tạp có tên chung photpho amino axit Đại diện quan trọng axit béo lexitin * Đặc tính hố lý chất béo: - Mật độ quang 150C: 0,91 -0,95 : - Nhiệt độ nóng chảy: 31 - 360C - Nhiệt độ đông đặc : 25 - 300C - Chỉ số iốt : 25 - 45 - Chỉ số xà phòng : 218 - 235 Năm 2011 SVTH: Lã Trung Ninh LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC - Chỉ số axit bay khơng hồ tan : 1,5 - - Chỉ số axit bay hoà tan : 26 - 30 - Chỉ số khúc xạ : 1,453 - 1,462 * Cấu trúc chất béo có sữa: Chất béo sữa có dạng hình thù hạt tiểu cầu hình ovan với đường kính –10 mm tuỳ thuộc vào giống bò sản sinh sữa Cấu trúc hạt hình cầu bao bọc màng Protein màng có phần : Một phần hồ tan nước phần khơng Bề mặt bên màng có liên quan mật thiết với lớp phụ có chất Phospholipit, có thành phần chủ yếu lexitin cephalin Đây chất béo phức tạp có hàm lượng 0,3 - 0,5g/l Ngồi ra, màng tế bào cịn chứa nhiều chất khác với hàm lượng nhỏ chủ yếu Cu, Fe, Enzim Enzim chủ yếu photphataza mang tính kiềm tập trung phần protit enzim reductaza có phần khơng hồ tan Trong q trình bảo quản, xảy phân chia glyxerit lịng tiểu cầu mang đặc tính chung sau: Phần trung tâm hạt tiểu cầu chứa glixetit có điểm nóng chảy thấp, giàu hàm lượng axit oleic trạng thái lỏng điều kiện nhiệt độ mơi trường Trong đó, phần ngoại vi nơi tiếp xúc với màng chứa glyxerit có số iod thấp (5 - 6) lại có điểm nóng chảy cao đơng đặc lại nhiệt độ mơi trường Vì lẽ đó, xu chung hạt chất béo có sữa liên kết lại với để tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn Đó ngun nhân gây nên trạng thái ổn định chất béo có sữa nguyên nhân gây nên phân lớp chất béo thành phần sữa 2.1 Protein Protein sữa chất đạm hoàn thiện nhất, chứa hầu hết loại axit amin đặc biệt axit amin không thay Protein Polypeptit peptit axit amin *Trong cấu trúc thành phần protein sữa đa dạng, bao gồm chất sau: Cazein toàn phần chứa : 26 -29 g/l -lactoglobulin : 26 -29 g/l Năm 2011 SVTH: Lã Trung Ninh LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC -lactalbumin: 2,4 - g/l Imunoglobulin 0,8 -1,5g/l Và số thành phần khác Trong thành phần trên, Cazein coi thành phần quan trọng sữa.Về mặt cấu trúc, cazein hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 - 200 mm phương pháp ly tâm người ta tập hợp tất hạt thể lắng keo có màu trắng kết tủa cazein dạng hạt mixen lớn nhờ q trình axit hố sữa đến pH đẳng điện (pH = 4,6) 2.1.3 Đường lactoza: Là thành phần chủ yếu đường chứa sữa, với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn chủ yếu dạng và Lactoza bị thuỷ phân tạo phần tử đường glucoza phần tử đường galactoza C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Lactoza Glucoza Galactoza Trong sữa đường latoza ln trạng thái hồ tan, khả hoà tan kết tinh lactoza cho ta ứng dụng quan trọng chế biến sữa.Hai đường lactoza tốn cân chất lỏng theo tỷ lệ định cân thay đổi nhiệt độ Đường lactoza hồ tan đường sacharoza nhiệt độ Độ hoà tan đường lactoza tỷ lệ thuận theo nhiệt độ bị thuỷ phân chậm theo nhiệt độ nhiệt độ cao.Sự có mặt đường lactoza góp phần biến màu sữa cơng nghệ trình chế biến nhiệt độ cao Đường lactoza dễ bị lên men tác dụng vi khuẩn để tạo sản phẩm khác Quan trọng tạo thành axit lactic sản xuất sữa lên men C12H22O11 + H2O lactoza 4CH3CHOH - COOH + H2O + CO2 Axit lactic Axit lactic tác dụng số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit propionic hay axit butyric 3CH3CHOH - COOH Năm 2011 CH3(CH2)2COOH + 2CO2 + 2H2 SVTH: Lã Trung Ninh LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC Axit butilic CH3CHOH-COOH CH3-CH2COOH + CO2 + H2O + CH3-COOH Axit propionic Nếu tác động nấm men đặc biệt đường lactoza tạo chất theo phản ứng sau: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Lactoza Glucoza Galactoza 2.1.4 Các loại muối khống Hàm lượng sữa khoảng: -9,1 (g/l) Các muối khoáng sữa chủ yếu gồm : Muối clorua, photphat, xitrat, sunphatnatri, bicacbonnat Các muối khoáng sữa tồn dạng cân bằng: dạng hoà tan dạng keo Tuy nhiên, dạng cân phá vỡ yêu tố công nghệ: pH, nhiệt độ Sự tồn cân muối Ca dạng hoà tan dạng phức thể keo có ý nghĩa lớn định đến ổn định sữa Sự tăng lên hàm lượng Ca làm tăng khả bất ổn định, đặc biệt q trình đun nóng q trình lên men Để tránh tượng thông thường người ta cho thêm vào sữa dạng phức tạp muối photphat xitrat với liều lượng thích hợp 2.1.5 Axit hữu Trong sữa chứa nhiều axit hữu : axit citric, lactic, axetic Trong đó, axit citric axit quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa nhờ vào trình Axit citric diaxetyl axetoin 2,3 butylen glycol 2.1.6 Các chất xúc tác sinh học a Vitamin : Sữa coi thức ăn tiêu biểu số lượng vitamin với hàm lượng không lớn lắm.Hàm lượng vitamin sữa chia thành nhóm theo khả hoà tan chúng nước hay chất béo Năm 2011 SVTH: Lã Trung Ninh LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC Nhóm vitamin hồ tan chất béo: Vitamin A, D, E, chủ yếu nằm thành phần mỡ sữa Nhóm vitamin hồ tan nước : B, C, PP b Các enzim: Các enzim tồn sữa có ý nghĩa lớn cơng nghệ chế biến sữa sản phẩm sữa bảo quản sữa, enzim sữa chia làm hai nhóm Nhóm enzim thuỷ phân : gồm Lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza Trong đó, vai trị enzim Lipaza có tính định đến q trình chế biến bảo quản sữa Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành axit béo glyxerin có pH = 9,4 Nhóm enzim oxy hố : gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza Các enzim có vai trị quan trọng q trình làm biến tính sữa 2.1.7 Vi sinh vật sữa: Gồm : Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc Nấm men : Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn từ 9mm Phần đông loại chuyển đường thành rượu sinh sản theo kiểu nảy chồi Nấm mốc : Chủ yếu Muco va Rhizopus Các loại nấm mốc gây nên biến động sản xuất sản phẩm : Bơ, phomát Ngồi cịn có : penicilium, Aspergillus Vi khuẩn : Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước khơng vượt vài micromet Các vi khuẩn sữa : Cocus, Bacterium quan trọng vi khuẩn lactic Thông thường sữa chúng có đặc điểm : +Hơ hấp hiếu khí hay yếm khí tuỳ tiện +Khơng sản sinh hợp chất nitrat +Lên men loại đường điều kiện khác +Ít hay không tiết enzym proteaza sữa Hai loại vi khuẩn điển hình cơng nghệ chế biến sữa là: Năm 2011 SVTH: Lã Trung Ninh LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC Streptococcus Thermophillus Được coi tác nhân hình thành axit trình chín phomát Streptococcus cremoris Streptococcus lactic : Là tác nhân đông tụ tự nhiên trình phồng lên phomát, tạo hương 2.1.8 Nước Nước thành phần lớn quan trọng sữa tươi, chiếm 90% thành phần sữa Nước sữa gồm nước tự do, nước liên kết, nước kết tinh nước trương Ngồi nước kết tinh tất loại nước khác có giá trị công nghiệp chế biến sữa Năm 2011 SVTH: Lã Trung Ninh 10 LUÂN VĂN TỐT NGHIÊP LỘC HUỲNH PHƯỚC PHẦN III: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 3.1 SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG CÓ ĐƯỜNG VÀ SỮA SữaCHUA bột gầy ĐẶC HƯƠNG DÂU : Cân định lượng Nước 45-500C Hồn ngun Bơ (hâm nóng) Tiêu chuẩn hóa Đồng hóa lần (P=150-180 bar) Nâng nhiệt 800C, phút làm lạnh 2-6 0C Sacharoza 70% Hương sữa suwax Hương bơ Ủ hoàn nguyên 2-60C,4-8 Phối trộn Sữa bột gầy Phối trộn Sữa bột gầy Đồng hóa lần (P=180-200 bar) Đồng hóa lần (P=180-200bar) Tiệt trùng 1370C, giây, bar làm nguội 20-25 0C Nâng nhiệt 800C, phút làm lạnh 2-6 0C Hương sữa Bồn chờ rót Vi khuẩn giống Lên men (42 – 45oC, 3-5 giờ) Hương bơ Hương dâu Rót(Tetrapak) Năm 2011 Thành phẩm sữa tươi Bồn chờ rót(2-50C) SVTH: Lã Trung Ninh Rót (Bencopak) Thành phẩm sữa chua đặc ... phần biến màu sữa cơng nghệ trình chế biến nhiệt độ cao Đường lactoza dễ bị lên men tác dụng vi khuẩn để tạo sản phẩm khác Quan trọng tạo thành axit lactic sản xuất sữa lên men C12H22O11 + H2O... cường hương cho sản phẩm làm cho sữa thành phẩm có mùi thơm tự nhiên sữa bị tươi 3 .2. 2 .2 Đồng hóa lần hai: Giống thuyết minh phần 3 .2. 1.5 ,chỉ khác áp suất đồng hóa P = 180 -20 0 bar Sữa sau đồng... galactoza C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Lactoza Glucoza Galactoza Trong sữa đường latoza ln trạng thái hồ tan, khả hồ tan kết tinh lactoza cho ta ứng dụng quan trọng chế biến sữa. Hai đường
