i
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
1.2. Vùng nguyên liệu:
1.3. Thị trường tiêu thụ:
1.4. Nguồn cung cấp nước
1.5. Nguồn cung cấp điện:
1.6. Nguồn cung cấp hơi nước:
1.7. Nguồn cung cấp nhiên liệu:
1.8. Hệ thống thoát nước:
1.9. Xử lí nước thải:
1.10. Giao thông vận tải:
1.11. Khả năng cung cấp nguồn nhân lực:
3.2. Thuyết minh quy trình: (Quy trình tham khảo tại nhà máy): 17
3.2.1. Sữa tươi nguyên liệu: 17
3.2.2. Các nguyên liệu khác: 18
3.2.3. Kiểm tra - thu nhận: 21
3.2.4. Làm lạnh bảo quản: 21
3.2.5. Ly tâm tách béo và tiêu chuẩn hóa: 21
- Tách một phần chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu 22
3.2.15. Rút và bao gói: 25
3.2.16. Sản phẩm: 26
PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 27
Tiêu hao 36
(%) 36
Tiêu hao 37
(%) 37
6.2.18. Gara ô tô: 62
Chọn kích thước là: 63
6.4. THUYẾT MINH TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY:
NH: Ngân hàng
M: Tổng chí phí sản xuất chung
LN: Lợi nhuận
TDT: Thuế doanh thu
T: Thời gian hoàn vốn
GDP: Tốc độ tăng trưởng
QĐ-BCN: Quy định bộ công nghiệp
UHT: Ultra Hight Temperature
iv
DANH MỤC BẢNG
Trang
MỞ ĐẦU 1
1.2. Vùng nguyên liệu:
1.3. Thị trường tiêu thụ:
1.4. Nguồn cung cấp nước
1.5. Nguồn cung cấp điện:
1.6. Nguồn cung cấp hơi nước:
1.7. Nguồn cung cấp nhiên liệu:
1.8. Hệ thống thoát nước:
1.9. Xử lí nước thải:
1.10. Giao thông vận tải:
1.11. Khả năng cung cấp nguồn nhân lực:
3.2. Thuyết minh quy trình: (Quy trình tham khảo tại nhà máy): 17
3.2.1. Sữa tươi nguyên liệu: 17
3.2.2. Các nguyên liệu khác: 18
Chỉ tiêu vi sinh 21
Tổng số VSV 21
Max 5000 cfu/g 21
Nấm men 21
Max 500 cfu/g 21
7.2.1.7. Lượng nhiệt tiêu tốn trong quá trình tiệt trùng sữa: 75
Nhiệt làm lạnh sau khi UHT 79
8.1.2. Vốn đầu tư cho máy móc, thiết bị: 82
Số lượng 85
Số lượng (l/năm) 85
PHẦN 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 90
9.1 AN TOÀN LAO ĐỘNG
9.1.1. An toàn thiết bị 90
9.1.2. An toàn điện: 90
9.1.3. An toàn về hơi 91
9.1.4. Phòng cháy và chữa cháy 91
9.1.5. Các lĩnh vực khác 91
9.2.2 Vệ sinh nhà xưởng: 92
9.2.3 Chương trình CIP: 92
9.2.4 Thông gió cho nhà máy: 93
9.2.5 Chiếu sáng: 93
9.3. Cấp thoát nước:
9.3.1. Cấp nước: 93
9.3.2. Thoát nước: 94
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 98
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
MỞ ĐẦU 1
1.2. Vùng nguyên liệu:
1.3. Thị trường tiêu thụ:
1.4. Nguồn cung cấp nước
1.5. Nguồn cung cấp điện:
1.6. Nguồn cung cấp hơi nước:
vi
1.7. Nguồn cung cấp nhiên liệu:
thông gió tự nhiên độ cao lắp ghép và phương tiện vận chuyển thiết bị trong phân
xưởng 66
7.1.2. Tính công suất động lực: 68
7.1.3. Tính điện năng tiêu thụ hằng năm: 70
Điện năng tiêu thụ cho động lực: 70
Điện năng tiêu thụ cho toàn nhà máy trong năm: 70
Chọn máy biến áp 71
Chọn máy biến áp 3 pha cách ly 300 KVA 71
7.2.1.1. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt ly tâm: 72
7.2.1.3. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt trước đồng hóa lần 1: 73
7.2.1.4. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình thanh trùng: 74
7.2.1.7. Lượng nhiệt tiêu tốn trong quá trình tiệt trùng sữa: 75
Nhiệt làm lạnh sau khi UHT 79
vii
8.1.2. Vốn đầu tư cho máy móc, thiết bị: 82
Số lượng 85
Số lượng (l/năm) 85
PHẦN 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 90
9.1 AN TOÀN LAO ĐỘNG
9.1.1. An toàn thiết bị 90
9.1.2. An toàn điện: 90
9.1.3. An toàn về hơi 91
9.1.4. Phòng cháy và chữa cháy 91
9.1.5. Các lĩnh vực khác 91
9.2.2 Vệ sinh nhà xưởng: 92
9.2.3 Chương trình CIP: 92
9.2.4 Thông gió cho nhà máy: 93
9.2.5 Chiếu sáng: 93
9.3. Cấp thoát nước:
9.3.1. Cấp nước: 93
liệu cho quá trình tổng hợp một số hợp chất hoá học quan trọng trong cơ thể.
2
+ Trong sữa có nhiều loại vitamin nhưng đều với một hàm lượng tương đối
thấp. Các vitamin trong sữa được chia thành 2 nhóm: nhóm hồ tan trong chất béo
(A, D, E, K) và nhóm hồ tan trong nước (các vitamin B và C). Các vitamin đóng vai
trò hết sức quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể.
+ Các chất khoáng trong sữa chiếm khoảng 1%, muối khoáng có trong các
dung dịch, trong nước sữa hoặc trong các hợp chất casein. Các muối quan trọng
nhất là muối canxi, natri, kali và magie. Chúng có dưới dạng photphat, cloride,
citrat và caseinat. Muối kali và muối canxi có nhiều nhất trong sữa thường.
+ Sữa có chứa các enzym thường gặp trong tự nhiên. Các enzym là một
nhóm các protein được sinh ra bởi các cơ thể sống. Chúng có khả năng tạo ra các
phản ứng hoá học và ảnh hưởng tới quá trình và tốc độ của các phản ứng đó. Các
enzym trong sữa bắt nguồn từ bầu vú bị hay từ các vi khuẩn. Các enzym từ bầu vú
bị là một thành phần thông thường của sữa và được gọi là enzym gốc. Các enzym từ
vi khuẩn đa dạng ở kiểu loại và số lượng, tuỳ thuộc vào bản chất và mật độ vi
khuẩn. Một số loại enzym trong sữa được sử dụng để thử nghiệm và kiểm tra chất
lượng. Những enzym quan trọng là: peroxidaza, catalaza, photphataza, lipaza.
Như vậy sữa là một sản phẩm thực phẩm rất giàu dinh dưỡng đối với con
người và cũng là môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi sinh vật. Chính vì vậy
yêu cầu đặt ra đối với việc chế biến và bảo quản sữa là rất nghiêm ngặt.
Ngành công nghiệp sữa ở trên thế giới nói chung và ở Việt nam nói riêng
hiện nay đang rất phát triển. Theo số liệu thống kê, tốc độ tăng dân số hàng năm của
nước ta vào khoảng 1,35%. Tốc độ tăng trưởng kinh tế năm 2006 là 8,2%, GDP
tăng 7,8% và thu nhập bình quân đầu người đạt 715 USD. Cùng với mức sống của
người dân dần được nâng cao, nhu cầu sử dụng các sản phẩm thực phẩm có hàm
lượng dinh dưỡng cũng tăng lên. Do vậy sự phát triển của ngành công nghiệp chế
biến sữa là một hệ quả tất yếu, phù hợp với xu thế thời đại.
Bên cạnh đó, sữa là một trong những yếu tố cực kỳ quan trọng trong chiến
lược phát triển nòi giống, tăng chiều cao, cải thiện thể chất cho người Việt Nam. Do
Bảng 2: Mức tăng trưởng của các sản phẩm cụ thể: [9]
Mức tăng trưởng giai đoạn
2001 – 2005 (%/năm)
Mức tăng trưởng giai đoạn
2006 – 2010 (%/năm)
Sữa đặc 2% 1%
Sữa bột 15% 10%
Sữa tươi thanh trùng, tiệt
trùng
25% 20%
Sữa chua các loại 15% 15%
Kem các loại 10% 10%
Bảng 3: Quy hoạch phát triển đàn bò sữa [9].
Dự kiến đàn bò sữa năm 2005 và 2010 như sau:
Vùng 2005 2010
5
Tỉnh, thành phố Tổng
đàn bị
Bị
vắt sữa
Tổng
đàn bị
Bị
vắt sữa
1 2 3 4 5
I. Đông Nam Bộ 61.103 27.499 78.591 35.365
Lâm Đồng 4.533 2.000 7.385 3.300
II. Tây Nam Bộ 9.913 4.461 26.011 11.696
III. Nam Trung Bộ 9.578 4.310 32.270 14.508
rộng rãi trên thế giới.
Về dây chuyền thiết bị sản xuất: trên thế giới có rất nhiều công ty nổi tiếng
về thiết bị thực phẩm như: GEA, Alpha – Laval, Tetra Pak, Combibloc… Tuy
nhiên, Tetra Pak là công ty có nhiều ưu thế hơn. Công ty này hiện có mặt ở hầu hết
các quốc gia, trình độ kĩ thuật hiện đại và các nhà máy chế biến sữa nước ta phần
lớn sử dụng thiết bị của công ty này. Vì vậy, tôi chọn dây chuyền công nghệ chế
biến của hãng Tetra Pak – Thụy Điển và Alpha– Laval.
Dựa vào điều kiện địa lý thuận lợi về khả năng cung cấp nguyên liệu, thuận
tiện về giao thông, thị trường tiêu thụ sản phẩm, nguồn nhân công tôi lựa chọn
địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa nằm ở xã Nghĩa Trung, huyện Nghĩa Đàn,
tỉnh Nghệ An.
7
1.2. Vùng nguyên liệu:
Do người tiêu dùng ngày càng ưa chuộng các các sản phẩm sữa từ nguồn
nguyên liệu sữa tươi. Chính vì vậy nhà máy cần xây dựng gần các vùng có nguồn
nguyên liệu dồi dào, để đáp ứng được yêu cầu sản xuất của nhà máy. Bên cạnh đó,
việc xây dựng nhà máy cần phải đảm bảo không cách quá xa vùng nguyên liệu,
nhằm tránh các hư hỏng có thể xảy ra đối với sữa trong quá trình vận chuyển.
Nghĩa Đàn là vùng đất có nhiêu đồi núi là nơi thuận lợi cho việc chăn nuôi
bò sữa. Khu Dự án chăn nuôi bò sữa và chế biến sữa tập trung quy mô công nghiệp
tại huyện Nghĩa Đàn. Với một hệ thống trang trại hiện đại có tổng số đàn bị là
45.000 con trong đó có 20.000 con cho sữa. Đến năm 2017, dự kiến Dự án sẽ có
137.000 con bị và nhà máy chế biến đạt công suất 500 triệu lít/ năm. Vì vậy nguồn
nguyên liệu sữa có thể nói rất phong phú.
1.3. Thị trường tiêu thụ:
Thị trường tiêu thụ của nhà máy đầu tiên là ở tỉnh Nghệ An, sau đó là các
tỉnh thành lớn trên cả nước. Sản phẩm khi ra mắt sẽ được bán ở các đại lí lớn như sau:
− Hà Nội.
− Vinh.
− Đà Nẵng.
Đi đôi với các yêu cầu cấp nước, việc thoát nước thải cũng không kém phần
quan trọng. Trong nhà máy sữa, nước thải chủ yếu là nước rửa các thiết bị trong đó
chủ yếu là hoá chất cộng với các chất hữu cơ – môi trường thuận lợi cho các vi sinh
vật phát triển Do đó hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát hết nước, không bị ứ
đọng, không ảnh hưởng đến vệ sinh, môi trường trong khu sản xuất chính.
1.9. Xử lí nước thải:
Đối với nước thải nhà máy sữa, phương pháp xử lý tốt nhất là phương pháp
xử lý kị khí kết hợp với xử lý hiếu khí. Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn
thải ra môi trường (TCVN 5945), đảm bảo vệ sinh môi trường cho khu vực nhà máy
và khu công nghiệp.
9
1.10. Giao thông vận tải:
Nhà máy được đặt gần với trang trại nên việc vận chuyển sữa chuyển liệu tới
nhà máy nhanh chóng và đảm bảo chất lượng nguyên liệu, chi phí vận chuyển ít.
Với địa bàn giáp với quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, đường 48 nên đường
giao thông thuận tiện, rút ngắn được thời gian vận chuyển nguyên vật liệu đến nhà
máy, cũng như việc phân phối sản phẩm đến các nơi khác dễ dàng, thông suốt.
1.11. Khả năng cung cấp nguồn nhân lực:
Nhà máy được xây dựng trên địa bàn huyện Nghĩa Đàn là một khu vực đông
dân cư, có thể đáp ứng được nguồn nhân lực phục vụ cho quá trình sản xuất. Nhà
máy sẽ tuyển dụng cán bộ, kỹ sư cho nhà máy từ các trường đại học ở Nghệ An, Hà
Nội, Nha Trang… Qua những luận điểm đã phân tích ở trên, chúng ta có thể khẳng
định việc xây dựng một nhà máy chế biến sữa ở khu Nghĩa Đàn với các sản phẩm
là: sữa tươi tiệt trùng có đường, và tương lai sẽ lắp đặt thêm các dây chuyền sản
xuất sữa chua đặc có đường, sữa đặc có đường từ nguyên liệu là sữa tươi có tính
khả thi cao và có khả năng phát triển mạnh mẽ.
10
PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU
2.1. Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi:
Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng. Trong sữa có đầy đủ các chất
- Chỉ số axit bay hơi hồ tan: 26 - 30
- Chỉ số khúc xạ: 1,453 - 1,462
11
* Cấu trúc chất béo có trong sữa:
Chất béo trong sữa có dạng hình thù của các hạt tiểu cầu hoặc hình ovan với
đường kính 2 –10 mm tuỳ thuộc vào giống bò sản sinh ra sữa. Cấu trúc các hạt hình
cầu được bao bọc bởi một màng Protein và màng này có 2 phần: Một phần có thể
hồ tan trong nước và một phần thì không. Bề mặt bên trong của màng có liên quan
mật thiết với một lớp phụ có bản chất Phospholipit, có thành phần chủ yếu là lexitin
và cephalin. Đõy là những chất béo phức tạp có hàm lượng 0,3 - 0,5g/l.
Ngoài ra, màng tế bào còn chứa nhiều chất khác với hàm lượng nhỏ chủ yếu
là Cu, Fe, Enzym. Enzym chủ yếu là photphataza mang tính kiềm tập trung trong
phần protit và enzym reductaza có trong phần không hồ tan được.
Trong quá trình bảo quản, luôn xảy ra sự phân chia các glyxerit trong lòng
các tiểu cầu mang đặc tính chung như sau: Phần trung tâm của hạt tiểu cầu chứa các
glixetit có điểm nóng chảy thấp, giàu hàm lượng axit oleic và luôn ở trạng thái lỏng
trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Trong khi đó, phần ngoại vi nơi tiếp xúc với
màng chứa các glyxerit có chỉ số iod thấp (5 - 6) nhưng lại có điểm nóng chảy rất
cao và đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường. Vì lẽ đó, xu thế chung của các hạt chất
béo có trong sữa sẽ liân kết lại với nhau để tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn
hơn. Đó là nguyên nhân gây nên trạng thái mất ổn định của chất béo có trong sữa và
đó là nguyên nhân gây nên sự phân lớp chất béo và các thành phần trong sữa.
2.1.2. Protein.
Protein trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất, vì nó chứa hầu hết các
loại axit amin đặc biệt là axit amin không thay thế.
Protein Polypeptit peptit axit amin
*Trong cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau:
Cazein toàn phần chứa: 26 -29 g/l
β-lactoglobulin: 26 -29 g/l
α-lactalbumin: 2,4 - 4 g/l
O
6
Lactoza Glucoza Galactoza
Trong sữa đường latoza luôn ở trạng thái hồ tan, khả năng hồ tan và kết tinh
của lactoza cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa.Hai đường α-β
lactoza luôn tốn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng
này được thay đổi bởi nhiệt độ.
Đường lactoza ít hồ tan hơn đường sacharoza ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn.
Độ hồ tan của đường lactoza tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thuỷ phân rất chậm
theo nhiệt độ ở nhiệt độ cao.Sự có mặt của đường lactoza góp phần biến màu của
sữa trong công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao.
Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi khuẩn để tạo ra các sản phẩm
khác nhau. Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men.
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O 4CH
3
CHOH - COOH + H
2
O + CO
2
lactoza Axit lactic
Axit lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit
propionic hay axit butyric.
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12
O
6
Lactoza Glucoza Galactoza
2.1.4. Các loại muối khoáng:
Hàm lượng của nó trong sữa khoảng: 9 -9,1 (g/l)
Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm: Muối clorua, photphat, xitrat,
sunphatnatri, bicacbonnat. Các muối khoáng trong sữa tồn tại dưới 2 dạng cân bằng:
dạng hồ tan và dạng keo. Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yêu
tố công nghệ: pH, nhiệt độ
Sự tồn tại cân bằng của muối Ca ở dạng hồ tan và dạng phức của các thể keo
là có ý nghĩa lớn hơn cả vì nó quyết định đến sự ổn định của sữa. Sự tăng lên hàm
lượng Ca sẽ làm tăng khả năng bất ổn định, đặc biệt trong quá trình đun nóng và
đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi.
Nấm mốc: Chủ yếu là Muco và Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên
những biến động khi sản xuất các sản phẩm như: Bơ, phomát. Ngoài ra còn có:
Penicillium, Aspergillus.
Vi khuẩn: Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước không vượt
quá vài micromet. Các vi khuẩn trong sữa: Coccus, Bacterium quan trọng là vi
khuẩn lactic.
Thông thường trong sữa chúng có đặc điểm:
+ Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tuỳ tiện.
+ Không sản sinh ra các hợp chất nitrat.
+ Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau.
+ Ít hay không tiết ra enzym proteaza trong sữa
Hai loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:
Streptococcus thermophillus. Được coi là tác nhân của sự hình thành axit và
quá trình chín của phomát.
15
Streptococcus cremoris và Streptococcus lactis: Là tác nhân của sự đông tụ
tự nhiên của quá trình phồng lên của phomát, tạo hương.
2.1.8. Nước:
Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng của sữa tươi, chiếm 90% thành
phần trong sữa. Nước trong sữa gồm nước tự do, nước liên kết, nước kết tinh và
nước trương. Ngoài nước kết tinh ra thì tất cả những loại nước khác đều có giá trị
trong công nghiệp chế biến sữa.
16
PHẦN 3: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ
3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường:
17
Sơ đồ 3.1. Sơ đồ quy trình nghệ.
Đối với sản xuất sữa không đường thì quy trình không bổ sung đường, còn
Nước là nguồn nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất các sản
phẩm sữa nói chung. Ngoài ra sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường còn sử dụng
đường RE và chất ổn định để duy trì trạng thái đồng nhất của sản phẩm sữa.
Copyright: Tài liệu đại học ©