Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế nhà máy phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 1 1. TỔNG QUAN 1.1. LI ÍCH CỦA SỮA Việt Nam, nhiều năm qua Đảng và Nhà nước đã đặc biệt quan tâm tới yếu tố con người trong chiến lược phát triển xã hội, coi con người vừa là chủ thể sáng tạo, vừa là mục tiêu phấn đấu cao nhất. Để xây dựng nguồn nhân lực đáp ứng được các yêu cầu của sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì việc nâng cao sức khỏe, trong đó yếu tố nền tảng là cải thiện dinh dưỡng, là cần thiết và cấp bách. Nghò quyết 37/CP ngày 20/6/1996 của Chính phủ về đònh hướng chiến lược công tác chăm sóc và bảo vệ sức khỏe nhân dân đã nêu ra các chỉ tiêu cơ bản về sức khỏe của nhân dân ta đến năm 2020 “Tỷ lệ trẻ em dưới 5 tuổi bò suy dinh dưỡng giảm còn 15% vào năm 2020 và chiều cao trung bình của thanh niên Việt Nam đạt 1,65m vào năm 2020”. Theo số liệu mới nhất của Bộ Y tế công bố tại Hội nghò đánh giá thực hiện chiến lược Quốc gia Dinh dưỡng và đònh hướng kế hoạch đến năm 2010 tại Hà Nội vào ngày 9/3/2007, tỉ lệ trẻ em suy dinh dưỡng ở Việt Nam hiện nay là 25,2%. Theo chiến lược Dinh dưỡng Quốc gia, Việt Nam phấn đấu đến năm 2010 sẽ giảm tỉ lệ suy dinh dưỡng ở trẻ xuống dưới 20% và những nghiên cứu của Viện Dinh dưỡng trong nhiều năm qua đã chứng minh, chiều cao của người Việt Nam đang được cải thiện. Trong giai đoạn 1938 – 1985, chiều cao trung bình của người Việt Nam hầu như không thay đổi ( nam cao 1,6m , nữ cao 1,5m), tuy nhiên hiện nay tầm vóc của người Việt Nam đã khá hơn, chiều cao trung bình của người trưởng thành nam hiện nay là 163,7cm. Theo chương trình nâng cao tầm vóc và thể trạng người Việt Nam, kết thúc giai đoạn I (đến năm 2010), chiều cao thân thể trung bình của nam thanh niên 18 tuổi sẽ đạt từ 165 – 166cm, nữ đạt 154 – 155cm. Mặc dù các số liệu cho thấy chiều cao của người Việt Nam đã được cải thiện hơn trước nhưng so với các nước trong khu vực thì thanh niên Việt Nam được xếp vào hàng “nhỏ con”. Theo tài liệu của TS.BS Trần Thò Minh Hạnh: “Năm 1938, chiều cao người Nhật thấp hơn Việt Nam khoảng 2cm (1m58/1m60). Sau chiến tranh thế giới thứ hai, Chính phủ Nhật đưa ra chương trình bữa ăn học đường nhằm cải thiện chiều cao ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 2 cho trẻ em Nhật. Từ đó, tầm vóc trẻ em Nhật Bản đã phát triển một cách đáng kể trong vòng 30 năm (sau chiến tranh thế giới thứ hai tăng trên dưới 10cm). Trong khi đó, trẻ em Việt Nam chỉ tăng khoảng 3 – 4cm trong vòng 25 năm sau chiến tranh ở Việt Nam. Tính đến năm 2000, chiều cao người Nhật Bản trong độ tuổi 20 – 40 cao hơn người Việt Nam khoảng 10cm, cụ thể là 1,71m so với 1,63m (nam) và 1,58m so với 1,53m (nữ)”. Chiều cao của mỗi người ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố di truyền, nhưng một chế độ ăn và vận động hợp lí cũng cải thiện đáng kể chiều cao. Vitamin và khoáng chất có vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển chiều cao. Canci có nhiều trong sữa, cua, ốc, tôm, tép, đậu nành và các loại rau, trong đó, sữa là quan trọng nhất. Canci trong sữa dễ hấp thu do có vitamin D và phospho với tỉ lệ hợp lí. Ngoài ra, sữa còn cung cấp các vitamin, khoáng chất và nguồn đạm có giá trò sinh học cao, chứa nhiều acid amin thiết yếu cho cơ thể. Theo các tài liệu y học thì những người ở độ tuổi 30 – 40 trở lên, đặc biệt là phụ nữ sau tuổi mãn kinh hoặc nam giới ít vận động, ăn uống không hợp lí, nghiện rượu, thuốc lá… có khả năng giảm mật độ xương (loãng xương) rất lớn hậu quả là xương dễ bò gãy dù chỉ bò va chạm nhẹ và rất khó liền. Nguy cơ loãng xương cao ở phụ nữ là 40% (trong đó 1/3 là số người sau tuổi mãn kinh) còn ở nam là 13%. Để phòng ngừa bệnh loãng xương cần phải cung cấp đầy đủ đạm, vitamin D, canci cho cơ thể. Nhưng canci thuộc loại khó đồng hóa, nếu muốn hấp thu cao thì phải phụ thuộc vào tỉ lệ tương quan giữa các khoáng chất khác, như magie tăng thì lượng canci ra nước tiểu cũng tăng vì thế lượng magie thích hợp trong khẩu phần là 1/2 – 1/3 lượng canci hoặc nếu phospho tăng thì lượng canci bài xuất ra nước tiểu tăng, vậy tỉ lệ Ca/P bằng 1 – 1,5 là thích hợp. Trong thực tế rất ít loại thực phẩm nào đạt được yêu cầu này, ngoại trừ sữa. Sữa có hàm lượng Ca cao, tương quan thích hợp với Mg và P nên dễ đồng hóa hấp thu. Vậy, đối với trẻ em và thanh thiếu niên, sữa là nguồn cung cấp khoáng chất cho cơ thể để phát triển chiều cao, đối với người lớn tuổi, sữa là một nguồn thực phẩm góp phần trong việc giảm nguy cơ loãng xương. ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 3 1.2. NHU CẦU THỊ TRƯỜNG Theo quy hoạch phát triển ngành công nghiệp Sữa Việt Nam vừa được Bộ Công nghiệp phê duyệt, tổng vốn đầu tư cho phát triển ngành sữa đến năm 2010 là gần 2200 tỉ đồng. Ngành sẽ xây dựng các nhà máy chế biến sữa gắn liền với các nguồn tập trung chăn nuôi bò sữa để có thể tự túc được 40% nhu cầu sữa vắt từ đàn bò trong nước vào năm 2010. Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp Sữa Việt Nam đến năm 2010 và đònh hướng đến năm 2020 đề ra mục tiêu từng bước xây dựng và phát triển ngành sữa đồng bộ từ sản xuất nguyên liệu đến chế biến sản phẩm cuối cùng, đáp ứng nhu cầu trong nước đạt mức bình quân 10kg/người/năm vào năm 2010 và 20kg/người/năm vào năm 2020. Ngành phấn đấu tăng sản lượng sữa toàn ngành trung bình 5 – 6%/năm giai đoạn 2006 – 2010, đồng thời xuất khẩu ra thò trường nước ngoài. Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, dân số Việt Nam tính đến năm 2005 là 83.119.900 người. Như vậy để đáp ứng nhu cầu 10kg sữa/người/năm vào năm 2010 thì ngành sữa Việt Nam phải cung cấp 831.199 tấn sữa/năm. Tuy nhiên hiện nay sản lượng sữa chỉ đáp ứng được khoảng 20% nhu cầu trong nước, điều này đồng nghóa với việc mỗi năm Việt Nam phải nhập một lượng lớn các sản phẩm từ sữa của nước ngoài. Dân số nước ta ngày càng tăng, song song đó là đời sống người dân ngày một nâng cao, nhu cầu sử dụng sữa và các sản phẩm từ sữa ngày càng tăng, trở thành một nhu cầu thiết yếu của cuộc sống. Bởi vậy, đây là một trăn trở lớn của ngành sữa Việt Nam và cũng là một hướng đi cho các doanh nghiệp. 1.3. VỊ TRÍ ĐẶT NHÀ MÁY Chọn đòa điểm đặt nhà máy là một khâu rất quan trọng trong thiết kế, ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của nhà máy sau này. Khi chọn đòa điểm đặt nhà máy cần phải quan tâm đến một số yếu tố như: - Thuận lợi về giao thông. - Nguồn cung cấp nguyên liệu. - Nằm trong vùng quy hoạch của trung ương và đòa phương. ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 4 - Cơ sở hạ tầng tại nơi đó. - Lực lượng lao động. - Nguồn cung cấp điện, nước, hệ thống thông tin liên lạc… - Có đủ diện tích dự trữ để mở rộng nhà máy sau này. - Khí hậu, thời tiết thuận lợi. - Giá thuê đất… Dựa vào các yếu tố trên, chọn vò trí đặt nhà máy tại Khu công nghiệp Long Thành, xã An Phước, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai. Những thuận lợi khi đặt nhà máy tại đây: Diện tích khu công nghiệp: 510 ha, diện tích dùng cho thuê 352 ha, diện tích đã cho thuê 117,19 ha, đạt 33,29%. Vò trí: nằm cách quốc lộ 51 khoảng 3 km về hướng Nam Kết cấu hạ tầng: - Giao thông nội bộ và mương thoát nước hoàn chỉnh. - Cấp điện: trạm biến áp 63 MVA, điện lưới quốc gia. - Cấp nước: 15000m 3 /ngày. - Công trình xử lý nước thải: 5000m 3 /ngày. Giá cho thuê đất lô: 0,05 USD/m 2 /năm. Dòch vụ hạ tầng: 30 USD/m 2 /48 năm. Đòa hình: Đồng Nai có đòa hình tương đối bằng phẳng, 92% có độ dốc < 15%, trong đó 82,09% có độ dốc < 8%. Có ba loại đòa hình chính: - Đòa hình đồng bằng (có độ cao trung bình từ 5 – 10m). - Đòa hình vùng đồi (có độ cao trung bình khoảng 45m). - Đòa hình vùng núi thấp (chiếm 2% diện tích đất tự nhiên, có độ cao trung bình khoảng 300m) ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 5 Khí hậu: Đồng Nai có khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có hai mùa tương phản nhau (mùa khô và mùa mưa). Nhiệt độ quanh năm 25 – 26 o C, thích hợp cho trồng trọt và chăn nuôi. Đòa hình và khí hậu có khả năng phát triển các trang trại chăn nuôi bò sữa, chủ động nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy. Nguồn nguyên liệu: khả năng cung cấp nguyên liệu trong tỉnh và các tỉnh thành lân cận như thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Bà Ròa – Vũng Tàu … Bảng 1. Sản lượng sữa bò phân theo đòa phương năm 2005 Lực lượng lao động: lao động xã hội đang làm việc 1.124.678 người trong tổng dân số của tỉnh là 2.218.900 người (theo số liệu của Cục Thống kê Đồng Nai năm 2005). Hệ thống giao thông rất thuận lợi với các quốc lộ 1, 51, 20 có nhiều tuyến đường liên tỉnh, tuyến đường sắt Bắc-Nam và hệ thống các cảng ở Đồng Nai cùng với cảng ở TP. Hồ Chí Minh, Bà Ròa-Vũng Tàu và sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất… đáp ứng tốt nhu cầu lưu thông hàng hóa. Hệ thống cảng tại Đồng Nai gồm có: - Cảng Long Bình trên sông Đồng Nai. - Cảng Gò Dầu A trên sông Thò Vải. - Cảng Gò Dầu B trên sông Thò Vải. Tỉnh thành Sản lượng (tấn) Cả nước 197679 Thành phố Hồ Chí Minh 130054 Đồng Nai 2488 Bình Dương 8532 Bình Phước 2160 Bà Ròa - Vũng Tàu 1243 ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 6 Hệ thống thông tin liên lạc: được đầu tư mở rộng và hiện đại hóa. - Dòch vụ thông tin di động, dòch vụ tin nhắn đa dạng và phủ khắp. - Internet, VN.Mail, VNN, truyền số liệu tốc độ cao ISDN … với hệ thống truyền dẫn cáp sợi quang đảm bảo chất lượng, nhanh chóng, chính xác. - Dòch vụ chuyển phát nhanh EMS, chuyển phát nhanh tận nơi: DHL Fedex, Airborne, PCN, UPS, Vinacargo… Hình 1. Tỉnh Đồng Nai ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 7 2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 2.1. NGUYÊN LIỆU CHÍNH: sữa bò tươi 2.1.1. Giới thiệu về sữa bò Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non. 2.1.1.1. Một số tính chất vật lí của sữa bò Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng - caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy (sữa đã được tách béo – skimmilk) thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt. Sữa bò có mùi rất đặc trưng và vò ngọt nhẹ. Bảng 2. Một số chỉ tiêu vật lí quan trọng của sữa bò tươi Đại lượng Đơn vò đo Giá trò pH – 6,5 – 6,7 Độ chua o D 15 – 18 Tỉ trọng g/cm 3 1,028 – 1,036 Điểm đông đặc o C (-0,54) – (-0,59) Thế oxy hóa khử V 0,1 – 0,2 Sức căng bề mặt ở 20 o C dynes/cm 50 Độ dẫn điện 1/ohm.cm 0,004 – 0,005 Nhiệt dung riêng cal/g. o C 0,933 – 0,954 ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 8 2.1.1.2. Thành phần hóa học của sữa bò Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các chất béo. Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nito phi protein, vitamin, hormone, các chất màu và khí. Bảng 3. Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người (% khối lượng) Động vật Protein tổng Casein Chất béo Carbonhydrate Khoáng Bò 3,4 2,8 3,9 4,8 0,8 Dê 3,6 2,7 4,1 4,7 0,8 Cừu 5,8 4,9 7,9 4,5 0,8 Ngựa 2,2 1,3 1,7 6,2 0,5 Người 1,2 0,5 3,8 7,0 0,2 Hàm lượng các chất trong sữa có thể thay đổi ở một khoảng tương đối rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lí của từng con vật, điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn gia súc, chế độ cho ăn, thời tiết…). Bảng 4. Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trò trung bình (% khối lượng) Nước 85,5 – 89,5 87 Tổng các chất khô 10,5 – 14,5 12,9 - Lactose 3,6 – 5,5 4,8 - Protein 2,9 – 5,0 3,4 - Chất béo 2,5 – 6,0 3,9 - Khoáng 0,6 – 0,9 0,8 ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 9 Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8 – 10g/l. Các muối trong sữa ở dạng hòa tan hoặc dung dòch keo (kết hợp với casein). Trong các nguyên tố khoáng có trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là canci, phospho và magie. Các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo… cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người. Bảng 5. Thành phần một số nguyên tố khoáng trong sữa Nguyên tố Hàm lượng (mg/l) Nguyên tố Hàm lượng (mg/l) Kali 1500 Kẽm 4 Canci 1200 Nhôm 0,5 Natri 500 Sắt 0,4 Magie 120 Đồng 0,12 Phospho 3000 Iot 0,06 Clo 1000 Asen 0,04 Vitamin trong sữa bao gồm cả hai nhóm tan trong nước (vitamin nhóm B, C) và tan trong chất béo ( A, D, E). Nếu xử lí nhiệt thời gian ngắn và không có không khí xâm nhập vào thì nhiệt độ nhỏ hơn hay bằng 100 o C không làm giảm đáng kể lượng các vitamin, trừ vitamin C – rất nhạy cảm với nhiệt. Khi thanh trùng đúng chế độ thì lượng vitamin C giảm đi 17%. Nhiệt độ cao hơn 100 o C làm phá hủy một phần hoặc hầu hết các loại vitamin. Khi để lọt không khí, có tác dụng của ánh sáng, bao bì hoặc thiết bò bẩn đều làm giảm lượng vitamin các loại. Vitamin C bò phá hủy hoàn toàn trong điều kiện trên. ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN SVTH Trần Thò Ngọc Mai 10 Bảng 6. Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng (mg/l) Vitamin Hàm lượng ( g/l) A 0,2 – 2,0 mg/l B 1 0,44 B 12 4,3 D 0,375–0,500 g/l B 2 1,75 C 20 E 0,75 – 1,00 mg/l B 3 0,94 Biotine 30 K 80 g/l B 5 3,46 Acid folic 2,8 B 6 0,5 2.1.2. Hệ vi sinh vật trong sữa bò 2.1.2.1. Nguồn gốc hệ vi sinh vật trong sữa Hệ vi sinh vật trong sữa rất đa dạng, có nhiều nguồn gốc khác nhau như từ một sốù nguồn sau đây: - Bầu vú động vật cho sữa. - Người và thiết bò vắt sữa. - Thiết bò chứa sữa. - Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa 2.1.2.2. Hệ vi sinh vật trong sữa Hệ vi sinh vật và số lượng của chúng trong sữa luôn luôn thay đổi và phụ thuộc vào mức độ nhiễm vi sinh vật trong quá trình vắt sữa. Các vi sinh vật có thể được chia làm hai nhóm chính: procaryote và eucaryote. . chiều cao của người Việt Nam đang được cải thiện. Trong giai đoạn 1938 – 1985, chiều cao trung bình của người Việt Nam hầu như không thay đổi ( nam cao 1,6m. chiều cao người Nhật Bản trong độ tuổi 20 – 40 cao hơn người Việt Nam khoảng 10cm, cụ thể là 1,71m so với 1,63m (nam) và 1,58m so với 1,53m (nữ)”. Chiều cao
