Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo đồ án học phần công nghệ chế biến thực phẩm Công nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng bao gồm các nội dung chính: Tổng quan về đề tài, các loại nguyên liệu sản xuất, công nghệ sản xuất sưã tươi thanh trùng. Để hiểu rõ hơn nội dung của tài liệu mời các bạn tham khảo tài liệu.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 1 LỜI MỞ ĐẦU Sau khi chính thức ra nhập tổ chức thương mại thế giới WTO (2006), Nước ta đang đứng trước nhiều cơ hội và thử thách để trở thành một nước có nền kinh tế phát triển. Các ngành cơng nghiệp trong đó có cơng nghiệp thực phẩm được đầu tư mạnh mẽ nhằm thúc đẩy kinh tế đất nước và chăm lo cho đời sống của người dân. Sữa là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, dễ hấp thu. Theo nhiều nghiên cứu thì protein trong sữa có thể đạt độ tiêu hóa tới 96 98%, Lipit sữa cũng chứa khá nhiều nhóm acid béo khác nhau và một hàm lượng lớn các vitamin có lợi cho sức khỏe. Ngồi ra, trong sữa có đầy đủ các ngun tố khống, nhất là canxi và photphos giúp hình thành xương và não bộ của trẻ em. Thường xun uống sữa tươi hàng ngày giúp tăng cương sinh lực, cải thiện sức khỏe, đẹp da, chống lão hóa, chống lỗng xương…Do đó, Sữa là loại thực phẩm khơng thể thiếu trong thực đơn hàng ngày của mỗi gia đình. Tuy vậy, ở Việt Nam hiện mới chỉ có 10% dân số tiêu thụ 78% các sản phẩm từ sữa (chủ yếu là trẻ em Hà Nội và TPHCM) với mức tiêu thụ bình qn là 9 kg/người/năm. Đây là một con số q ít ỏi so với một số nước trong khu vực và trên thế giới như Thái Lan (25kg), Pháp (130kg), Úc (320kg). Còn theo Tổ chức lương thực thế giới FAO, nhu cầu về các sản phẩm sữa đang tăng nhanh ở các nước đang phát triển (65,7kg/người/ năm 2009 và dự tính 67,2 kg/người/ năm 2010), song đã bão hồ ở các nước phát triển (248kg/người/năm 2009 và dự tính 247,6kg/người/ năm 2010). Việt Nam hiện là nước đứng thứ 3 về sản lượng sữa trong khu vực (311 nghìn tấn năm 2009) nhưng là nước có tỷ lệ tăng trưởng cao nhất (trung bình 24,7% mỗi năm trong giai đoạn 1997 2009). Do đó, triển vọng của ngành sữa, đặc biệt là đối với sản phẩm sữa tươi của Việt Nam là rất lớn và sẽ tăng cao trong thời gian tới GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 2 Ngành cơng nghiệp sữa Việt Nam đang phát triển một cách rõ rệt. Nếu trước những năm 90 chỉ có 1 2 nhà sản xuất, phân phối sữa mà chủ yếu là sữa đặc và sữa bột( nhập ngoại) thì đến nay thị trường sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và có thể chế biến thành 500 loại sản phẩm khác nhau. Trong đó, có 5 ngành sản xuất chính là sữa tươi thanh trùng, sữa tươi tiệt trùng, sữa chua uống, sữa chua ăn và sữa đặc. Sữa tươi thanh trùng là sản phẩm được chế biến từ 100% sữa tươi, khơng bổ sung thêm các thành phần khác vào trong sữa, nhiệt độ gia nhiêt thấp trong thời gian ngắn. Do đó, sữa tươi thanh trùng lưu giữ được tối đa các thành phần dinh dưỡng có trong sữa. Dòng sản phẩm này đang được người tiêu dùng khá ưa chuộng. Sữa thanh trùng là sản phẩm giàu dinh dưỡng, dễ hấp thu và thích hợp với mọi lứa tuổi. Tuy nhiên, do nhiệt độ thanh trùng thấp trong thời gian ngắn nên vấn đề an tồn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sữa thanh trùng đang được đặc biệt quan tâm Do đó nên em chọn đề tài đồ án cơng nghệ chế biến là : “ Cơng nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng”. Với đồ án này, cần làm rõ đầu tiên là về ngun liệu, u cầu ngun liệu chính, phụ, tiếp đến là các quy trình trong sản xuất sữa tươi thanh trùng, các thơng số cơng nghệ cần quan tâm, các thiết bị chính, cần tính cân bằng vật chất cho dây chuyền và cuối cùng là các u cầu, chỉ tiêu sản phẩm. Với đồ án này cho chúng ta tìm hiểu rõ thêm và cụ thể về một dây chuyền sản xuất sữa tươi thanh trùng, biết về các các quy trình, thơng số kỹ thuật, thiết bị…trong một nhà máy sản xuất sữa tươi thanh trùng Trong q trình làm đề tài dù có nhiều cố gắng những kiến thức chun mơn còn chưa sâu lên khó tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy cơ góp ý để em hồn thiện đồ án một cách tốt hơn GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 3 Em xin chân thành cảm ơn ! GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 4 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Về thái độ, ý thức của sinh viên: Về đạo đức, tác phong: Về năng lực chuyên môn: Kết luận: …………Ngày:…., tháng:…., năm:… Giảng viên hướng dẫn GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 5 DANH MỤC CÁC BẢNG: GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 6 ST T Kí hiệu Tên bảng Trang Bảng 1.4.1 Tình hình tiêu thụ sữa một số nước trên thế giới (kg/ người) năm 2000 13 Bảng 1.4.2 Dự báo sản lượng sữa của Việt Nam 2010 2020 15 Bảng 2.1.2 Một số chỉ tiêu vật lí quan trọng của sữa bò tươi 17 Bảng 2.1.3.2 Thành phần chất béo có trong sữa bò 19 Bảng 2.1.3.6 Thành phần các vitamin trong sữa 24 Bảng 2.1.3.8 Thành phần các ngun tố khống trong sữa 26 Bảng 3.3.1 Tổn thất trong q trình sản xuất 35 Bảng 3.3.2 Khối lượng ngun liệu từng cơng đoạn 39 GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 7 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 8 ST T 10 11 12 13 Kí hiệu Hình 1.3.3. Hình 1.3.3. Hình 1.3.3. Hình 1.3.3. Hình 1.4.2 Hình 3.5.1.1 Hình 3.5.1.2 Hình 3.5.2 Hình 3.5.2.1. a Hình 1.5.2.1. b Hình 3.5.3.1. a Hình 3.5.3.1. b Hình 3.5.3.2 Tên bảng Trang Sữa tươi thanh trùng TH true MILK 11 Sữa tươi thanh trùng VINAMILK 11 Sữa tươi thanh trùng Ba Vì 11 Sữa tươi thanh trùng Mộc Châu 12 Biểu đồ tình hình sản lượng chăn ni bò sữa và sản lượng sữa sau năm 1990 16 Cấu tạo thiết bị ly tâm 43 Ngun lý hoạt động của thiết bị ly tâm tách béo 44 Thiết bị bài khí Thiết bị đồng hóa áp lực cao 44 Các bộ phận chính trong thiết bị đồng hóa 2 cấp 45 Cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm 46 Cấu tạo các tấm 47 Sơ đồ hoạt động của thiết bị thanh trùng dạng 47 GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 9 MỤC LỤC GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 10 q3=0.2%m6 = 0.00287.77= 0.18 (kg) Khối lượng sữa sau q trình đồng hóa (kg): m7 = m6 q3 = 87.770.18 = 87.59 (kg) 3.3.1.4 Tổn thất trên đường ống từ thiết bị đồng hóa đến thiết bị thanh trùng: d4=0.1%m7 = 0.00187059= 0.09 (kg) Khối lượng sữa vào thiết bị thanh trùng: m8 = m7d4 = 87.600.09 = 87.51 (kg) Tổn thất trong q trình thanh trùng: q4=0.2%m8 = 0.00287.51= 0.18 (kg) Khối lượng sữa sau q trình thanh trùng: m9 = m8q4 = 87.510.18 = 87.33 (kg) 3.3.1.5 Tổn thất trên đường ống từ thiết bị thanh trùng đến thiết bị đóng hộp: d5=0.1%m9 = 0.00187.33= 0.09 (kg) Khối lượng sữa vào thiết bị đóng hộp: m10 = m9d5 = 87.330.09 = 87.24 (kg) Tổn thất trong q trình đóng hộp: q5=0.5%m10 = 0.00587.24= 0.44 (kg) Khối lượng sữa sau q trình đóng hộp: m11 = m10q5 = 87.240.44 = 86.80 (kg) 3.3.2 Tính theo năng suất của nhà máy GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 44 Nhà máy có năng suất 20 tấn sữa ngun liệu/ca, dựa vào kết quả tính tốn trên ta có: Tính theo năng suất (kg/ca) Nhập liệu Tính cho 100 kg sữa ngun liệu (kg) 100 Chuẩn hóa 99.9 19980 Bài khí 88.65 17730 Đồng hóa 87.77 17554 Thanh trùng 87.50 17500 Đóng hộp 87.24 17448 Sản phẩm 86.81 17362 Q trình 20000 Bảng 3.3.2 Khối lượng ngun liệu từng cơng đoạn 3.4 Lựa chọn thiết bị Tỉ trọng của sữa (ở 15.5oC) được tính theo cơng thức : Trong đó: F (fat): hàm lượng chất béo trong sữa (% khối lượng) SNF (solid non fat): hàm lượng các chất khơ khơng béo trong sữa (% khối lượng) W (water): hàm lượng nước trong sữa (% khối lượng) Chọn: F = 3,9 % SNF = 9.1% W = 87% Do đó: = 1.032 (g/cm3) GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 45 3.4.1 Bồn nhập liệu Khối lượng sữa nhập liệu trong một ca: 20000 kg Thể tích sữa nhập liệu trong một ca: Vnl = = 19379.8 (lít) Chọn thiết bị có thể tích: Vtb= Vnl + 20%Vnl = 19379.8 + 0.219379.8 = 23255.76 (lít) Chọn bồn chứa có thể tích sử dụng: 25000 lít 3.4.2 Q trình chuẩn hóa Khối lượng ngun liệu cần chuẩn hóa: 19980 kg Thể tích sữa cần chuẩn hóa trong một ca: Vch = = 19360.5 (lít) Năng suất của thiết bị là: Nch= 2765.79 (l/h) Năng suất thiết bị thực tế cần chọn là: Nch= 2765.79 + 0.22765.79 = 3318.95 (l/h) Chọn thiết bị ly tâm tiêu chuẩn hóa tự động có năng suất 5000 l/h 3.4.3 Q trình bài khí Khối lượng ngun liệu vào thiết bị bào khí là: 17730 kg Thể tích sữa cần bài khí trong một ca là: Vbk = = 17180.23 (lít) Năng suất của thiết bị là: Nch= 2454.3 (l/h) GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 46 Năng suất thiết bị thực tế cần chọn là: Nch= 2454.3 + 0.22454.3 = 2945.16 (l/h) Chọn máy thiết bị bài khí có năng suất 3000 l/h 3.4.4 Q trình đồng hóa Khối lượng sữa vào q trình đồng hóa: 17009.7 kg Thể tích ngun liệu được đồng hóa: Vdh = = 17009.7 (lít) Năng suất của thiết bị là: Nch= 2429.96 (l/h) Năng suất thiết bị thực tế cần chọn là: Nch= 2429.96+ 0.22429.96= 2915.95 (l/h) Chọn thiết bị đồng hóa 2 cấp có năng suất 3000 l/h 3.4.5 Q trình thanh trùng Khối lượng ngun liệu cần thanh trùng trong một ca là: 17500 kg Thể tích ngun liệu: Vtt = = 16957.4 (lít) Năng suất của thiết bị là: Nch= 2422.49 (l/h) Năng suất thiết bị thực tế cần chọn là: Nch= 2422.49 + 0.22422.49 = 2907 (l/h) Chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm có năng suất 3000 l/h 3.4.6 Q trình đóng gói GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 47 Khối lượng sữa cần đóng gói trong một mẻ: 17448 kg Thể tích sữa cần đóng gói trong một mẻ: Vbg = = 16907 (lít) Năng suất của thiết bị là: Nch= 2415.3 (l/h) Năng suất thiết bị thực tế cần chọn là: Nch= 2415.3+ 0.22415.3= 2898.36 (l/h) Chọn thiết bị đóng gói vơ trùng TeTra Park có năng suất 3000 l/h Thể tích mỗi hộp: 250 ml Năng suất thiết bị: 12000 hộp/h 3.5 Cấu tạo và ngun lý hoạt động của thiết bị sản xuất chính 3.5.1 Thiết bị ly tâm 3.5.1.1 Cấu tạo Thiết bị ly tâm tách béo gồm các bộ phận chính sau: Distributo: trục làm việc Disc stack: các đĩa xếp chồng lên nhau Sludge port: cửa tháo cặn Outlet heavy phase: đầu ra pha nặng Outlet light phase: đầu ra pha lỏng nhẹ Operating liquid: chất hỗ trợ vận hành GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 48 3.5.1.2 Nguyên lý hoạt động Sữa nguyên liệu được nạp vào máy ly tâm theo cửa ở trên thiết bị, tiếp theo sữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào các khoảng khơng gian hẹp giữa các đĩa ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa được phân chia thành hai phần: phần cream có khối lượng riêng thấp sẽ chuyển động về phía trục của thùng quay; phần sữa gầy có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay. Sau cùng, cả hai dòng sản phẩm sẽ theo những kênh riêng để thốt ra ngồi Trước khi đưa vào thiết bị tách béo, sữa tươi thường được gia nhiệt lên đến o 55÷65 GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 49 C 3.5.2 Thiết bị bài khí Ngun lý hoạt động Hình 3.5.2 Thiết bị bài khí Sữa được nâng nhiệt trước khi vào thiết bị bài khí. Sau đó, tạo áp suất chân khơng trong thiết bị bài khí sao cho nhiệt độ sữa giảm đi 7 – 8 oC. Khi đó, các GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 50 chất khí phân tán, hòa tan và một phần hơi nước cùng các hợp chất dễ bay hơi thốt ra khỏi thiết bị Hỗn hợp thốt ra đi vào thiết bị ngưng tụ để ngưng tụ nước và một số cấu tử. Khi chuyển sang thể lỏng, chúng chảy xuống đáy thiết bị. Còn hỗn hợp khí khơng ngưng tụ sẽ được bơm chân khơng thải ra ngồi Việc sử dụng kết hợp hai yếu tố nhiệt độ và áp suất chân khơng sẽ giúp cho q trình bài khí diễn ra nhanh và đạt hiệu quả cao 3.5.3 Thiết bị đồng hóa 3.5.2.1 Cấu tạo 1 Motor chính 6 Hộp piston 2 Bộ truyền động 7 Bơm 3 Đồng hồ đo áp 8 Van 4 Trục quay 9 Bộ phận đồng hóa 5 Piston 10 Hệ thống tạo áp thủy lực GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 51 GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 52 1 Bộ phận sinh lực thuộc hệ thống tạo đối áp 2 Vòng đập 3 Bộ phận tạo khe hẹp 4 Hệ thống thủy lực đối áp 5 Khe hẹp 3.5.2.2.Ngun 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) thơng 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 q trình làm việc Mẫu ngun liệu sẽ được đưa vào thiết bị đồng hố 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 hố sẽ cân bằng với áp suất dầu tác động lên piston thuỷ lực GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 53 Vòng đập (2) được gắn với bộ phận tạo khe hẹp (3) sao cho mặt trong của vòng đập vng góc với lối thốt 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. Q trình đồng hố chỉ xảy ra trong vòng 15 giây 3.5.4 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm 3.5.3.1 Cấu tạo GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 54 GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 55 Hình 3.5.3.1. b Cấu tạo các tấm 3.5.3.2.Ngun lý hoạt động Hình 3.5.3.2 Sơ đồ hoạt động của thiết bị thanh trùng dạng tấm Dòng sữa tươi ngun liệu được nâng nhiệt sơ bộ lên 40 – 450C nhờ trao đổi nhiệt với dòng sũa đã thanh trùng, tại ngăn gia nhiệt sơ bộ 1 tại ngăn thứ 2, sau đó sữa được gia nhiệt sơ bộ 2 lên 65 – 680C nhờ trao đổi nhiệt với dòng đã GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 56 thanh trùng. Sau đó sữa được nâng nhiệt độ lên nhiệt độ thanh trùng 750C trong 15 giây nhờ trao đổi nhiệt với dòng tác nhân gia nhiệt. Sau đó sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dòng sữa ngun liệu và cuối cùng sữa được đưa đến nhiệt độ làm lạnh xuống 4 – 60C nhờ tác nhân nước lạnh 20C và được đưa vào bồn chứa thanh trùng, chuẩn bị cho cơng đoạn tiếp theo GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 57 Tài liệu tham khảo [1] Bài giảng công nghệ chế biến sữa, đại học Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM, lưu hành nội bộ, Tp.HCM 2014 [2] http://www.dairyvietnam.com/ [3]http://www.dairyvietnam.com/vn/Dinhhuongphattriennganhsuaviet nam/TinhhinhphatriechannuoibosuVienam20012009vaduba2010 2020.html [4] Vi sinh vật hố và vệ sinh an tồn thực phẩm, Lương Đức Phẩm, nhà xuất bản Nơng nghiệp Hà Nội, (2000) [5] Hóa học thực phẩm, Lê Ngọc Tú, Bùi Đức Hội, nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, (2001) [6] Giáo trình cơng nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, Lâm Xuân Thanh, NXB Khoa học và kỹ thuật ,(2006) GVHD: Lê Thị Hồng Ánh 58 ... hãng nội địa và có thể chế biến thành 500 loại sản phẩm khác nhau. Trong đó, có 5 ngành sản xuất chính là sữa tươi thanh trùng, sữa tươi tiệt trùng, sữa chua uống, sữa chua ăn và sữa đặc. Sữa tươi thanh trùng là sản phẩm được chế biến từ 100% sữa tươi, khơng bổ ... Trang Sữa tươi thanh trùng TH true MILK 11 Sữa tươi thanh trùng VINAMILK 11 Sữa tươi thanh trùng Ba Vì 11 Sữa tươi thanh trùng Mộc Châu 12 Biểu đồ tình hình sản lượng chăn ni bò sữa và sản lượng sữa sau năm 1990... sinh thực phẩm và chất lượng sữa thanh trùng đang được đặc biệt quan tâm Do đó nên em chọn đề tài đồ án cơng nghệ chế biến là : “ Cơng nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng . Với đồ án này, cần làm rõ đầu tiên là về