Tài liệu đồ án sữa đậu nành mới (1)

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM ĐỀ TÀI “ Thiết kế nhà máy sản xuất sữa đậu nành năng suất 5 triệu lít/năm ” Danh sách sinh viên ST T HỌ VÀ TÊN MSV LỚP 1. Nguyễn Văn Đông 591773 K59CNTP C 2. Nguyễn Thị Giang 591774 K59CNTP C 3. Vũ Công Hoan 591786 K59CNTP C 4. Phạm Thị Huế 591789 K59CNTP C 5. Trần Thị Thanh Huyền 1 591702 K59QLTP Danh sách sinh viên..........................................................................................................1 LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................................7 CHƯƠNG 1 : LẬP LUẬN KINH TẾ..............................................................................8 1. Tình hình sản xuất sữa đậu nành trên Thế Giới.................................................8 2. Tình hình sản xuất sữa đậu nành tại Việt Nam..................................................8 3. Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy.................................................9 3.2.Vị trí đặt nhà máy.........................................................................................................................10 3.3.Nguồn cung cấp nguyên liệu.....................................................................................10 3.4.. Hệ thống thoát nước.................................................................................................10 3.5.Nguồn điện.................................................................................................................10 3.6.. Nguồn nhân lực........................................................................................................11 3.7. Thị trường tiêu thụ....................................................................................................11 3.8. Hợp tác hóa...............................................................................................................11 1k.1.Cây đậu nành..........................................................................................................11 1.2.Hạt đậu nành.............................................................................................................13 1.2.1. Hình thái, cấu trúc.................................................................................................13 1.2.2. Thành phần hóa học của hạt đậu nành.................................................................14 2.3. Lựa chọn sản phẩm...................................................................................................18 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ..................20 3.1. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT..................................................................................20 3.1.1. Đậu nành..............................................................................................................20 3.1.3. Đường...................................................................................................................24 3.1.4. Phụ gia.................................................................................................................25 3.1.4.1. NaHCO3..............................................................................................................25 3.1.4.2. Kali sorbat...........................................................................................................25 3.1.4.3. CMC (Cacboxy Methyl Cellulose)......................................................................25 3.2.1. Quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình....................................................25 3.2.1.1. Phân loại và làm sạch.........................................................................................27 3.2.1.2. Sấy nhẹ................................................................................................................28 2 3.2.1.3. Tách vỏ................................................................................................................28 3.2.1.4. Chần....................................................................................................................28 3.2.1.5. Nghiền ướt...........................................................................................................29 3.2.1.6. Lọc.......................................................................................................................30 3.2.1.7. Nấu......................................................................................................................30 3.2.1.8. Phối trộn..............................................................................................................31 3.2.1.9. Đồng hóa.............................................................................................................32 3.2.1.10. Tiệt trùng UHT..................................................................................................32 3.2.1.11.Làm nguội...........................................................................................................33 3.2.1.12. Rót vô trùng.......................................................................................................33 3.2.2. Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm................................................................33 3.2.2.1. Chỉ tiêu hóa lý.....................................................................................................33 3.2.2.2. Chỉ tiêu vi sinh....................................................................................................33 3.2.2.3. Chỉ tiêu hóa sinh.................................................................................................33 3.2.2.4. Chỉ tiêu cảm quan...............................................................................................34 CHƯƠNG 4 CÂN BẰNG VẬT CHẤT........................................................................34 4.1. CÁC TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN LIỆU..............................................................34 4.2. TỔN THẤT QUA CÁC QUÁ TRÌNH.....................................................................34 4.3. TÍNH TỔN THẤT QUA CÁC QUÁ TRÌNH..........................................................35 4.3.1. Quá trình rót vô trùng..........................................................................................35 4.3.2. Quá trình tiệt trùng..............................................................................................35 4.3.3. Quá trình đồng hóa..............................................................................................35 4.3.4. Quá trình phối trộn..............................................................................................36 4.3.5. Quá trình nấu.......................................................................................................36 4.3.7. Quá trình nghiền ướt............................................................................................38 4.3.8. Chần.....................................................................................................................39 4.3.9. Quá trình tách vỏ.................................................................................................39 4.3.10. Quá trình sấy nhẹ...............................................................................................39 4.3.11. Quá trình làm sạch.............................................................................................40 3 4.3.12. Hóa chất vệ sinh.................................................................................................40 CHƯƠNG 5 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ....................................................................41 5.1. LẬP KẾ HOẠCH SẢN XUẤT................................................................................41 5.2. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ....................................................................................43 5.2.1. Tính và chọn thiết bị chính...................................................................................43 5.2.1.1. Chọn thiết bị sàng...............................................................................................43 5.2.1.4. Chọn thiết bị chần...............................................................................................48 5.2.1.5. Chọn thiết bị nghiền ướt.....................................................................................49 5.2.1.8. Thiết bị đồng hóa................................................................................................52 5.2.1.9. Hệ thống tiệt trùng UHT.....................................................................................53 5.2.1.10. Thiết bị rót sữa..................................................................................................54 5.2.1.11. Hệ thống CIP.....................................................................................................55 5.2.1.12. Nồi đun nước nóng............................................................................................56 5.2.2. Chọn thiết bị phụ..................................................................................................56 5.2.2.1. Chọn silo.............................................................................................................56 5.2.2.2. Chọn gầu tải, vít tải............................................................................................57 5.2.2.3. Chọn cân tự động................................................................................................57 5.2.2.4. Thùng chứa sữa vô trùng UHT...........................................................................57 5.2.3. Chọn thiết bị trong phòng thí nghiệm..................................................................58 5.2.3.1. Các dụng cụ, hóa chất cơ bản............................................................................58 5.2.3.2. Các máy móc, thiết bị thí nghiệm.......................................................................59 6.1. TÍNH HƠI VÀ CHỌN NỒI HƠI.............................................................................59 6.1.1. Quá trình gia nhiệt...............................................................................................59 6.1.2. Quá trình chần.....................................................................................................60 6.1.3. Quá trình nấu.......................................................................................................60 6.1.4. Quá trình tiệt trùng..............................................................................................60 6.1.5. Tính hơi đun nước nóng (CIP và rửa bã)............................................................61 6.1.6. Chọn nồi hơi.........................................................................................................61 6.2. TÍNH NƯỚC VÀ CHỌN HỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC..................................61 4 6.2.1. Tính nước.............................................................................................................61 6.2.2. Chọn bể nước.......................................................................................................62 6.2.3. Chọn đài nước......................................................................................................62 6.3. TÍNH ĐIỆN...............................................................................................................62 6.3.1. Phụ tải chiếu sáng................................................................................................62 6.3.2. Phụ tải sản xuất....................................................................................................63 6.3.3. Xác định các thông số của hệ thống điện............................................................64 6.3.4. Tính điện năng tiêu thụ hàng năm.......................................................................64 6.3.4.1. Điện năng thắp sáng hàng năm..........................................................................64 6.3.4.2. Điện năng tiêu thụ cho sản xuất hàng năm........................................................65 6.3.4.3. Điện năng tiêu thụ cả năm..................................................................................65 CHƯƠNG 7 : THIẾT KẾ KIẾN TRÚC........................................................................65 7.1. THIẾT KẾ BỐ TRÍ TỔNG MẶT BẰNG................................................................65 7.2. TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH...................................................65 7.2.1. Xưởng sản xuất.....................................................................................................65 7.2.1.1. Khu nấu...............................................................................................................65 7.2.1.2. Khu hoàn thiện....................................................................................................66 7.2.2. Tính toán xây dựng cho khu phụ trợ....................................................................67 CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN KINH TẾ...........................................................................69 8.1. NHU CẦU VỐN ĐẦU TƯ.......................................................................................69 8.1.1. Vốn lưu động........................................................................................................69 8.1.1.1. Tiền lương...........................................................................................................69 8.1.1.2. Chi phí nhiên liệu, năng lượng...........................................................................70 8.1.1.3. Chi phí maketing : 50 triệu đồng........................................................................71 8.2. VỐN ĐẦU TƯ..........................................................................................................71 8.2.1. Vốn đầu tư xây dựng các hạng mục công trình trong xưởng thực nghiệm.........71 8.2.2. Vốn đầu tư mua dây chuyền thiết bị....................................................................72 8.2.3. Tiền đầu tư mua phương tiện vận tải...................................................................73 8.3. NGUỒN VỐN...........................................................................................................73 5 8.4. TÍNH GIÁ THÀNH SẢN PHẨM............................................................................73 8.4.1. Chi phí vận hành..................................................................................................73 8.4.1.1. Chi phí nguyên vật liệu.......................................................................................73 8.4.1.2. Chi phí nhân công trực tiếp................................................................................74 8.4.1.3. Chi phí sản xuất chung.......................................................................................74 8.4.1.4. Chi phí tiêu thụ sản phẩm...................................................................................75 8.4.2. Các khoản thu, chi khác.......................................................................................75 8.4.2.1. Thu nhập từ việc bán các sản phẩm phụ của xưởng..........................................75 8.4.2.2. Chi phí lãi vay.....................................................................................................75 8.4.4. Giá bán sản phẩm................................................................................................76 CHƯƠNG 9: VỆ SINH AN TOÀN LAO ĐỘNG.........................................................76 9.1. VỆ SINH...................................................................................................................76 9.1.1. Vệ sinh cá nhân....................................................................................................76 9.1.2. Vệ sinh thiết bị nhà xưởng...................................................................................76 9.1.3. Vệ sinh công nghiệp.............................................................................................76 9.2. AN TOÀN LAO ĐỘNG...........................................................................................77 9.2.1. Bảo hộ và an toàn lao động.................................................................................77 9.2.1.1. An toàn hệ thống chịu áp lực..............................................................................77 9.2.1.2. An toàn điện trong sản xuất................................................................................77 9.2.1.3. An toàn khi thao tác vận hành một số thiết bị....................................................77 9.2.1.4. Một số quy tắc về an toàn đối với người lao động............................................77 KẾT LUẬN………………………………………………………………………………78 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………………..79 6 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay khi kinh tế đất nước ngày càng phát triển, đi cùng với đó là đời sống người dân ngày càng được nâng cao, nhu cầu của người dân giờ đây với thực phẩm không chỉ là tươi ngon, giàu chất dinh dưỡng mà phải an toàn, tốt cho sức khỏe. Chính vì vậy mà hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm sữa thơm ngon bổ dưỡng trong đó sữa đậu nành được rất nhiều người ưa dùng. Uống sữa đậu nành đều đặn rất tốt cho sức khỏe và giúp hạn chế được rất nhiều bệnh. Thành phần axit amin trong protein sữa đậu nành gần bằng với sữa bò, và các loại axit béo chưa no có lợi cho việc hạ thấp cholesterol trong máu, giảm nguy cơ gây ung thư và loãng xương, ngăn ngừa hoặc giảm bớt các triệu chứng của bệnh tim mạch và gia tăng chức năng của hệ miễn dịch. Mặc dù nhu cầu của người tiêu dùng rất lớn nhưng hiện nay ở Việt Nam có ít nhà máy lớn sản xuất sữa đậu nành như Việt Nam- Vinasoy và Vinamilk nên đã có nhiều cơ sở sản xuất vì lợi nhuận trước mắt đã sản xuất ra sữa đậu nành không đảm bảo vệ sinh, ảnh hưởng tới sức khỏe của người tiêu dùng. Vì vậy xây dựng một nhà máy sản xuất sữa đậu nành đảm bảo chất lượng trong tương lai là cần thiết. Vì vậy chúng em quyết định nghiên cứu về đề tài: “ Thiết kế nhà máy sản xuất sữa đậu nành năng suất 5 triệu lít/năm” Nội dung gồm các phần chính sau:  Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật  Chương 2: Tổng quan  Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ  Chương 4: Tính cân bằng vật liệu  Chương 5: Tính và chọn thiết bị  Chương 6: Tính năng lượng và tính nước  Chương 7: Thiết kế kiến trúc xây dựng  Chương 8: Tính toán kinh tế  Chương 9: Vệ sinh an toàn lao động CHƯƠNG 1 : LẬP LUẬN KINH TẾ 1. Tình hình sản xuất sữa đậu nành trên Thế Giới Hiện nay trên thế giới sữa đậu nành được sản xuất và tiêu thụ với năng suất ngày càng cao. 7 Ở Hoa Kỳ, sữa đậu nành được sản xuất lần đầu tiên vào những năm 1920, ngày nay sữa đậu nành rất phổ biến, đặc biệt trong thành phần dân chúng có hiểu biết về dinh dưỡng và trong giới quan tâm đến sức khỏe. Tại tiểu bang Tennessee, Hoa Kỳ, có một làng tên là ‘The Farm’ với dân số nành mỗi ngày hơn 1000 người, đã sản xuất hơn 80 gallons (xấp xỉ 302,83 lit) sữa đậu để cung cấp cho mọi người. Ở Trung Quốc, ngừơi dân đã uống loại sữa này cả ngàn năm nay. Sữa đậu nành nóng sản xuất hàng ngày bầy bán trên vỉa hè. Ở Hồng Kông và Đài Loan, xưởng sản xuất làm việc suốt đêm để sáng sớm giao sữa tươi nóng đến mọi nhà. Vitasoy, nhà sản xuất sữa đậu nành đóng chai đầu tiên trên thế giới, có trụ sở ở Hồng Kông, đã sản xuất hàng loạt với giá rẻ chỉ bằng 1/3 lon Coca Cola. Năm 1974, Vitasoy đã bán ra hơn 150 triệu chai mỗi năm, trở thành loại nước uống bán chạy nhất Hồng Kông. 2. Tình hình sản xuất sữa đậu nành tại Việt Nam Theo thống kê của Compass Packaging, Việt Nam đã trở thành quốc gia ưa chuộng và uống sữa đậu nành nhiều thứ 4 trên thế giới chỉ sau Trung Quốc, Thái Lan, Mỹ. Với lượng tiêu thụ hơn 450 triệu lít đậu nành trong năm 2012. Hiện nay ở Việt Nam có rất nhiều sản phẩm sữa đậu nành với mẫu mã đa dạng và chất lượng cao. Trong đó phải kể đến các sản phẩm sữa đậu nành của công ty sữa đậu nành Việt Nam- Vinasoy, sản phẩm sữa đậu nành Vfresh của công ty cổ phần sữa Việt Nam Vinamilk, sữa đậu nành Soya của công ty cổ phần nước giải khát Sài Gòn – Tribeco. Đây là 3 thương hiệu sản xuất sữa đậu nành lớn của Việt Nam. Trong đó công ty sữa đậu nành Việt Nam – Vinasoy là doanh nghiệp đầu tiên, duy nhất tại Việt Nam chuyên sản xuất các sản phẩm sữa đậu nành với năng suất lớn nhất 60 triệu lít/năm, sữa đậu nành có đường đóng hộp là 48 triệu lit/năm, sữa đậu nành có đường đóng bịch là 8 triệu lít/năm, sữa đậu nành mè đen đóng hộp là 4 triệu lít/năm. Các sản phẩm sữa đậu nành của công ty được người tiêu dùng tin tưởng sử dụng bởi chất lượng cao, giá cả phải chăng, và được sản xuất với dây chuyền hiện đại được nhập từ Thụy Điển do tập đoàn Tetra Park cung cấp. Sản phẩm của Vinasoy có mặt trên 64 tỉnh thành, Theo Số liệu nghiên cứu của Nielsen Việt Nam tháng 1/2015, cho thấy, thị phần sữa đậu nành của Công ty sữa đậu nành Việt Nam – Vinasoy với hơn 82,7% sản lượng. Gần 18% còn lại là các đại gia Vinamilk, Tân Hiệp Phát, Tribeco... Điểm hạn chế của các công ty sản xuất sữa đậu nành hiện nay chính là năng lực sản xuất so với nhu cầu thị trường còn thấp và chưa khai thác được tiềm năng các sản phẩm sữa đậu nành với hương vị mới đặc biệt là sữa đậu nành mè đen. Theo Tetra Park (2009), Việt nam là một trong hai quốc gia có lượng sữa đậu nành tiêu thụ lớn nhất trong khu vực Đông Nam Á, ước đạt 380 triệu lít, chỉ sau Thái Lan ước đạt 610 triệu lít. 8 Theo kết quả khảo sát của công ty sữa đậu nành Việt Nam – Vinasoy cho thấy hiện nay phần đông khách hàng (67,7%) thích loại sữa đậu nành có mùi đậu nành có đường; nhưng trong tương lai gần các sản phẩm sữa đậu nành có hương vị mới sẽ dần chiếm ưu thế. Biểu đồ thể hiện thị phần sữa đậu nành tại Việt Nam 3. Chọn địa điểm và năng suất xây dựng nhà máy Lựa chọn địa điểm xây dựng phân xưởng sản xuất cần đảm bảo các nguyên tắc: - Thuận tiện về giao thông. - Phải nằm trong vùng quy hoạch của trung ương và địa phương, - Nơi khí hậu thời tiết thuận lợi. - Gần nguồn cung cấp nguyên liệu - Gần nguồn điện nước - Gần thị trường tiêu thụ - Có đủ diện tích để xây dựng các công trình hiện hữu phù hợp mặt bằng nhà máy và có khu dự trữ để xây dựng trong tương lai - Qua khảo sát và tìm hiểu em quyết định xây dựng phân xưởng sản xuất sữa đậu nành tại Trần Hưng Đạo – Thành phố xã Mỹ Xá, thành phố Nam Định, gần Trường Đại học kinh tế kỹ thuật công nghiệp (địa chỉ: 353 Trần Hưng Đạo - Nam Định) 3.2.Vị trí đặt nhà máy - Xưởng sản xuất được đặt ở gần đường lớn, có đường cho ô tô ra vào dễ dàng tiện lợi cho việc vận chuyển cũng như tiêu thụ sản phẩm. - Đặt tại thành phố nên việc tiêu thụ , phân phối sản phẩm dễ dàng hơn 9 3.3.Nguồn cung cấp nguyên liệu Nguyên liệu chính để sản xuất sữa đậu nành là đậu nành, nước, đường và các phụ gia.  Đậu nành: Đậu nành có thể thu mua tại tỉnh Nam Định, hoặc mua ở các tỉnh lân cận. Ở miền bắc đậu nành được trồng vào vụ xuân và vụ hè thu, thu hoạch chủ yếu vào tháng 4, cuối tháng 7 đầu tháng 8.  Nước: là thành phần rất quan trọng trong sản xuất sữa đậu nành, ngoài là thành phần chính trong sữa đậu nành, nước còn được dùng trong sinh hoạt, vệ sinh nhà xưởng, máy móc…Vì vậy nên nước trong sản xuất sữa đậu nành cần đạt rất nhiều yêu cầu khắt khe về chất lượng, nguồn nước phân xưởng sử dụng là nước giếng khoan và có xây dựng hệ thống xử lý nước.  Đường được mua từ nhà máy sản xuất đường Lam Sơn – Thanh Hóa, các nguyên liệu khác sẽ được mua tại Nam Định. 3.4.. Hệ thống thoát nước Xử lý nước thải: có nhà máy xử lý nước thải năng suất 12000 m3/ngày. Hệ thống đường ống thu gom nước thải được thiết kế riêng rẽ với hệ thống thoát nước mưa và được kéo đến sát tường rào các nhà máy, đảm bảo thu gom toàn bộ nước thải trong khu công nghiệp để dẫn về nhà máy xử lý nước thải . 3.5.Nguồn điện Điện năng đóng vai trò quan trọng sản xuất, không những đảm bảo cho máy móc hoạt động liên tục, mà còn đảm bảo cho các hoạt động khác của phân xưởng vì vậy cần đảm bảo nguồn điện 24/24h. 3.6.. Nguồn nhân lực  Nguồn nhân lực có thể sử dụng nhân lực tại địa phương kết hợp với nguồn nhân lực có sẵn trong trường.  Các bạn sinh viên ngoài giờ học có thể thực hành, tham gia sản xuất tại xưởng.  Các giảng viên khoa thực phẩm sẽ là cố vẫn về công nghệ cho xưởng. 3.7. Thị trường tiêu thụ  Thị trường tiêu thụ chủ yếu là tại địa bàn thành phố Nam Định. Nơi có khu dân cư tương đối đông đúc so với các địa phương khác. Tại địa bàn thành phố có nhiều trường đại học và nhiều trường cao đẳng khác, vì vậy đối tượng tiêu thụ sản phẩm ngoài người dân tại địa bàn thành phố còn có một số lượng đông đảo sinh viên.  Ngoài ra sản phẩm sữa đậu nành có thể xuất sang các địa phương khác lân cận. 3.8. Hợp tác hóa 10  Bã đậu nành sẽ được bán lại cho các đơn vị hoăc các hộ dân có nhu cầu để làm thức ăn cho gia súc vừa thu về được một ít kinh phí, lại đỡ mất thời gian và tiền bạc để xử lý bã thải.  Đường vào xưởng, lưới điện sẽ hợp tác với doanh nghiệp khác trong khu vực để cùng góp vốn xây dựng, tiết kiệm chi phí.  Việc xây dựng một phân xưởng sản xuất sữa đậu nành ở Thành phố Nam Định có rất nhiều lợi thế: - Hiện tại chưa có một cơ sở sản xuất sữa đậu nành nào trên địa bàn. - Nguồn nguyên liệu dồi dào. - Thị trường tiêu thụ rộng. - Đối tượng tiêu thụ phong phú: sinh viên, người dân ….. Vì vậy việc xây dựng một phân xưởng sản xuất sữa đậu nành năng suất 5 triệu lit/năm tại Thành phố Nam Định là khả thi. CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN 1.Tổng quan đậu nành 1.1.Cây đậu nành Đậu nành là một loại cây họ đậu (đậu tương) có tên khoa học là Glycine max (L) Merr thuộc chi Glycine họ đậu Leguminosae, họ phụ cánh bướm Papilionoideae và bộ Phaseoleae 11 Hệ thống phân loại căn cứ vào đặc điểm hình thái, phân bố địa lý và số nhiễm sắc thể do Hymowit và Newell (1984) xây dựng. Theo hệ thống này ngoài chi Glycine còn có thêm chi phụ Soja. Chi Glycine được chia ra thành 7 loài hoang dại lâu năm, và chi phụ Soja được chia làm 2 loài: loài đậu tương tương trồng Glycine (L) Merr và loài hoang dại hàng năm G.Soja Sieb và Zucc. Đậu nành có nguồn gốc tại Mãn Châu ( Trung Hoa ) khoảng 5000 năm trước đây , nhưng mãi đến năm 3000 trước thiên chúa giáng sinh mới được ghi vào cổ thư là một nông phẩm chính của miền bắc Trung Hoa. Từ đây , đậu nành được lan truyền khắp thế giới. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản, vào khoảng 200 năm trước công nguyên đậu nành đã được đưa vào Triều Tiên vào sau đó phát triển qua Nhật Bản xuống miền Nam Trung hoa và các nước Đông Nam Á. Quê hương của đậu nành là Đông Nam Á , nhưng 45% diện tích trồng đậu nành và 55% sản lượng đậu nành của thế giới nằm ở Mỹ. Đậu nành là cây á nhiệt đới nên có đặc điểm sinh thái thích nghi với biên độ rộng về nhiều mặt như ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn. Đậu nành có thể trồng quanh năm nhưng với mỗi thời vụ canh tác khác nhau có ảnh hưởng rõ rệt đến sự sinh trưởng cây trồng, tình hình sâu bệnh, năng suất, phẩm chất hạt, chi phí sản xuất. Tại Việt Nam , đậu nành được trồng nhiều ở miền núi và vùng trung du phía Bắc ( Cao Bằng , Sơn La , Bắc Giang ) chiếm hơn 40% đậu nành của cả nước. Ngoài ra, còn trồng nhiều ở các tỉnh Hà Tây , Đồng Nai , Đăk LăK và Đồng Tháp. Cây đậu nành là một cây trồng cạn ngắn ngày có giá trị kinh tế cao. Khó có thể tìm thấy một cây trồng nào có tác dụng nhiều mặt như cây đậu nành. Sản phẩm của nó làm thực phẩm cho con người, thức ăn gia súc nguyên liệu cho công nghiệp, hàng xuất khẩu và là cây cải tạo đất tốt. Vì thế cây đậu nành được gọi là “Ông hoàng trong các loại cây họ đậu”.  Cây đậu nành có giá trị rất toàn diện:  Giá trị về mặt thực phẩm: hạt đậu nành có thành phần dinh dưỡng cao, hạt đậu nành là loại thực phẩm duy nhất mà giá trị của nó được đánh giá đồng thời cả protid và lipid. Hiện nay từ hạt đậu nành người ta đã chế biến ra được trên 600 sản phẩm khác nhau, trong đó có hơn 300 loại làm thực phẩm được chế biến bằng phương pháp cổ truyền, thủ công và hiện đại dưới dạng tươi, khô và lên men… như giá, đậu phụ, tương, xì dầu… đến các sản phẩm cao cấp khác như: cà phê đậu tương, bánh kẹo, ...đậu nành còn là vị thuốc để chữa bệnh, đặc biệt là hạt đậu nành đen.  Giá trị về mặt công nghiệp: đậu nành là nguyên liệu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau như: chế biến cao su nhân tạo, sơn, mực in, xà phòng, tơ nhân tạo, chất đốt lỏng, dầu bôi trơn trong ngành hàng không, nhưng chủ yếu đậu nành được dùng để ép dầu. Hiện nay trên thế giới đậu nành là cây đứng đầu về cung cấp nguyên liệu cho ép dầu, dầu đậu nành chiếm 50 % tổng lượng dầu thực vật. 12  Giá trị về mặt nông nghiệp:  Làm thức ăn cho gia súc: đậu nành là nguồn thức ăn tốt cho gia súc; 1kg hạt đậu nành tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi. Toàn cây đậu nành (thân, lá, quả, hạt) có hàm lượng đạm khá cao cho nên các sản phẩm phụ như thân lá tươi có thể làm thức ăn cho gia súc rất tốt, hoặc nghiền khô làm thức ăn tổng hợp của gia súc.  Cải tạo đất: đậu nành là cây luân canh cải tạo đất tôt. 1ha trồng đậu nành nếu sinh trưởng phát triển tôt để lại trong đất 30- 60 kg Nitơ. Thân lá đậu nành dùng bón ruộng thay phân hữu cơ rất tốt bởi hàm lượng Nitơ trong thân chiếm 0,05%, trong lá 0,19%.  Trên thế giới đậu nành được trồng rộng rãi ở Trung Quốc, Mỹ, Brazil. Ở nước ta đậu nành được trồng nhiều ở các tỉnh phía nam. 1.2.Hạt đậu nành 1.2.1. Hình thái, cấu trúc  Hình thái  Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau như hình bầu dục, tròn dài, tròn dẹt, chùy dài.  Về màu sắc, hạt cũng có nhiều màu sắc khác nhau như vàng xanh, xám, đen, và các màu trung gian.Tuy nhiên, nhìn chung phần lớn có màu vàng. Hạt đậu nành khô màu vàng Hạt đậu nành tươi Tròn dài màu vàng nhạt  Cấu trúc - Hạt đậu nành gồm có 3 thành phần là vỏ hạt, phôi, tử diệp.  Vỏ: chiếm khoảng 8% khối lượng hạt, là lớp ngoài cùng, thường có màu vàng hay màu trắng. Vỏ bảo vệ phôi mầm chống lại nấm và vi khuẩn. 13  Phôi: chiếm 2% khối lượng hạt, là rễ nảy mầm- phần sinh trưởng của hạt khi hạt khi hạt lên mầm.  Tử điệp: gồm hai lá mầm tích trữ dưỡng liệu của hạt, chiếm phần lớn khối lượng hạt (khoảng 90%), chứa hầu hết chất đạm và chất béo của hạt. 1.2.2. Thành phần hóa học của hạt đậu nành - Hạt đậu nành có cấu tạo từ các thành phần chính gồm protein, lipid. Ngoài ra, hạt đậu nành còn chứa nước, các vitamin (A, B1, B2, B5, B6, B12, PP, C, E) và chất khoáng (chiếm khoảng 4,6 % trọng lượng hạt ướt) - Tùy theo giống, đất đai, khí hậu trồng trọt và điều kiện, phương pháp thu hoạch, bảo quản, hàm lượng các chất có trong hạt đậu nành sẽ có sự thay đổi. Bảng 1. Thành phần hóa học của đậu nành Thành phần Nguyên hạt Nhân (Tử diệp) Vỏ hạt Phôi Tỷ lệ Protein (%) 40 Lipid (%) 20 Cacbohy drate(%) 35 Tro (%) 4,9 100 90,3 43 23,3 29 5 7,3 8,8 1,0 86 4,3 2,4 41 11 43 4,4 1.2.2.1.Protein - Hàm lượng protein tổng dao động trong hạt đậu nành từ 34 - 49 %, trung bình là 40%. - Về giá trị dinh dưỡng, protein đậu nành đứng hàng đầu về đạm nguồn gốc thực vật không chỉ về hàm lượng protein cao mà cả về chất lượng protein. Bởi vì protein đậu nành dễ tan trong nước và chứa nhiều acid amin không thay thế như lysin, trytophan. Trừ methionin và cystein hơi thấp, các acid amin khác của đậu nành có thành phần giống thịt. Bảng 2. Thành phần các acid amin không thay thế trong hạt đậu nành 14 Loại acid amin Hàm lượng (g/100g) Leusine 7,84 Isoleusine 4,48 Lysine 6,40 Phenylalanin 4,96 Threonime 3,84 Trytophane 1,28 Valine 4,80 Methionine 1,28 1.2.2.2.Chất béo - Chất béo chiếm khoảng 20% trọng lượng khô của hạt đậu nành và nằm chủ yếu trong phần tử diệp của hạt. - Chất béo có trong hạt đậu nành gồm các thành phần chủ yếu là Triglycerid (chiếm 96% lượng chất béo thô) và Lecithine (chiếm khoảng 2% chất béo thô). Ngoài ra còn có khoảng 0,5% acid béo tự do và một lượng nhỏ carotenoid. Bảng 3. Thành phần acid béo trong đậu nành Acid béo Lauric Myristic Palmitic Stearic Oleic Linoleic Linolenic Ký hiệu 12:0 14:0 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 % khối lượng 4,5 4,5 11,6 2,5 21,1 52,4 7,1 1.2.2.3.Các thành phần khác  Carbohydrate - Chiếm khoảng 34% trọng lượng khô của hạt đậu nành. - Trong đó hàm lượng tinh bột không đáng kể. Carbohydrate được chia làm 2 loại: loại tan trong nước chiếm khoảng 10% (bao gồm các loại đường không khử được như sucrose, raffinose và stachyose) và loại không tan trong nước (cellulose, hemicellulose). Bảng 4. Thành phần các carbohydrate có trong hạt đậu nành 15 Carbohydrate Hàm lượng (%) Cellulose 4,0 Hemicellulose 15,0 Stachyose 3,8 Rafinose 1,1 Saccharose 5,0 Các loại đường khác 5,1  Vitamin Gồm các vitamin A, B1, B2, B5, B6, B12, PP, C, E và không chứa vitamin D Bảng 5. Thành phần các vitamin trong hạt đậu nành Vitamin Hàm lượng (µg/g) Thiamine 11,0-17,5 Niacin 21,4-23,0 Axit tantothenic 13,0-21,5 Inositol 2300 Carotene 0,18-3,42 Riboflavin 3,4-3,6  Các enzyme Đậu nành cũng như tất cả các hạt khác đều chứa enzyme cần thiết cho quá trình nảy mầm.Trong đậu nành có chứa một số loại enzyme như: - Urease: chống lại sự hấp thụ các chất đạm qua đường ruột. Chính vì vậy, không nên ăn đậu nành sống. - Lipase: thủy phân glycerid tạo thành glycerin và acid béo. - Phospholipase: thủy phân este của acid acetic. - Lipoxygenase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo.  Tro : Trong đậu nành, hàm lượng các chất tro chiếm khoảng 4,6% Bảng 6. Thành phần tro của hạt đậu nành theo phần trăm chất khô Thành phần Hàm lượng (%) P2O5 0,6 -2,18 SO3 0,41-0,44 K2O 1,91-2,64 16 Na2O CaO Cl MgO Các chất khác - 0,38 0,23-0,63 0,025 0,22-0,55 1,17 Ngoài ra còn có các nguyên tố khoáng khác Fe,Cu,Mn,Ca,Zn….. Bảng 7. Thành phần khoáng trong hạt đậu nành Nguyên tố Ca P Mn Zn Fe Hàm lượng 0,16-0,47% 0,41-0,82% 0,22-0,24% 37 mg/kg 90-150 mg/kg 2.Giới thiệu sữa đậu nành 2.1.Khái niệm - Sữa đậu nành là sản phẩm thu được từ quá trình nấu dịch sữa đậu ( trích ly từ đậu nành ). Đây là dạng nhũ tương có giá trị dinh dưỡng tượng tự như sữa bò nhưng ít canxi hơn và không có đường lactose, có ưu điểm là tránh được bệnh từ động vậy lây sang . - Sữa đậu nành là nguồn dinh dưỡng giàu protein và vitamin nhóm B . Sữa đậu nành có chứa isoflavones, đây là chấy làm giảm LDL ( cholesterol có hại ) . 2.2.Phân loại 2.2.1.Theo tiêu chuẩn phân loại của FAO : 6 loại  Sữa đậu nành truyền thống thô : Làm bằng nước từ nguyên hạt đậu nành . Tỉ lệ đậu nành và nước 1 : 5 . Trong đó sữa chứa khoảng 4% protein.  Sữa đậu nành loại giả sữa : Có thành phần giống như sữa động vật . Tỉ lệ đậu nành và nước 1 : 7 . Trong đó sữa chứ khoảng 3,5% protein, bổ sung dầu và muối và hương sữa động vật .  Nước giải khát đậu nành: Bổ sung đường và hương liệu . Tỉ lệ đậu nành và nước 1 : 20. Trong đó sữa chứa khoảng 1% protein.  Sữa chua đậu nành lên men lactic và acid lactic.  Loại hỗn hợp : Pha trộn giữa sữa đậu nành và hoa quả khác hoặc sữa động vật.  Bột sữa đậu nành: Xay nhỏ , sau đó gia nhiệt thành loại bột mịn 2.2.2.Theo tiêu chuẩn phân loại của Hiệp hội các thực phẩm từ đậu nành của Mỹ ( Soyfoods Association of America ) : 4 loại 17  Sữa đậu nành ( soymilk ) : chứa tối thiểu 3,0% protein đậu nành , 1.0% chất béo đậu nành , và 7.0% hàm lượng chất khô.  Thức uống từ sữa đậu nành ( soymilk drink ) : “ Soymilk drink” là 1 loại thức uống tuy không chất lượng bằng “ Soymilk” nhưng cần chứa tối thiểu 1.5% protein đậu nành , 0.5% chất béo đậu nành và 3.9% hàm lượng chất khô .  Bột sữa đậu nành( Soymilk powder): Là sản phẩm nhận được từ sự tách nước khỏi sữa đậu nành , hoặc trộn các protein đậu nành và bột dầu đậu nành . Sản phẩm bột sữa đậu nành cần chứa tối thiểu 38.0% protein đậu nành , 13.0% chất béo đậu nành và 90.0% hàm lượng chất khô.  Sữa đậu nành cô đặc (Soymilk concentrate): Đây là sản phẩm thu được từ sự điều chỉnh hàm lượng nước trong sữa đậu nành , thành phần sản phẩm chứa tối thiểu 6.0% protein đậu nành , 2.0% chất béo đậu nành , và 14.0% hàm lượng chất khô. 2.3. Lựa chọn sản phẩm Hiện nay trên thị trường có rất nhiều sản phẩm được chứa đựng trong các loại bao bì khác nhau như: Bao bì giấy, thủy tinh… Sản phẩm mà nhóm em lựa chọn là sữa đậu nành được đựng trong hộp giấy nhiều lớp: Chúng gồm có những lớp giấy bìa và nhựa (75%), polyethylene (20%) và lớp lá nhôm siêu mỏng (5%). Các loại vật liệu này được ép một cách khéo léo để tạo thành một cấu trúc bền vững bao gồm 6 lớp:  Lớp thứ 1: nằm trong cùng và cũng là lớp tiếp xúc với thực phẩm thì được làm từ polyethylene và bao bọc kín thực phẩm.  Lớp thứ 2: được làm từ polyethylene và đóng vai trò kết dính lớp 1 và lớp 3  Lớp thứ 3: là lớp nhôm, có nhiệm vụ làm rào chắn chống lại các ảnh hưởng có hại của không khí và ánh sáng.  Lớp thứ 4: được làm từ nylon và có nhiệm vụ kết dính lớp 3 và lớp 5.  Lớp thứ 5: là lớp giấy bìa để tạo hình dạng và độ cứng cho hộp giấy.  Lớp thứ 6: được làm từ nylon có tác dụng ngăn cản độ ẩm từ bên ngoài xâm nhập vào.  Bao bì giấy hiện nay có rất nhiều ưu điểm: - Bảo quản vitamin :  Nhờ những công nghệ mới đã tạo ra bao bì giấy có chức năng bảo quản thực phẩm rất tôt, bao bì giấy có thể bảo quản tốt thực phẩm, đăc biệt là không làm giảm hàm lượng vitamin có trong thực phẩm so với các loại bao bì khác.  Theo các chuyên gia, thì lượng vitamin đựng trong chai thuỷ tinh giảm đi 40% khi bị chiếu sáng trong vòng 12 giờ nhưng với bao bì giấy, vitamin không hề bị suy giảm. 18  Nhờ vào đặc tính nói trên, các loại vitamin trong sữa như vitamin B2, vitamin A, B6, B12, C và K được giữ nguyên tính chất khi đến tay người tiêu dùng.  Một nghiên cứu của Mỹ cũng cho thấy lượng vitamin A của sản phẩm đựng trong các chai thủy tinh giảm đến 70% khi tiếp xúc trực tiếp dưới ánh sáng trong quá trình vận chuyển và trưng bày hàng hoá.  Cùng một thời gian nằm dưới ánh sáng trực tiếp của đèn huỳnh quang trong các tủ trưng bày, lượng vitamin C của các thực phẩm đựng trong chai thuỷ tinh mất đi khoảng 95%. Trong khi đó, hộp giấy vẫn có thể bảo vệ được 30% lượng vitamin C. - Bảo quản chất dinh dưỡng : Các chuyên gia cho rằng, ngay cả ánh sáng từ đèn huỳnh quang ở các quầy hàng tại cửa hàng bán lẻ cũng có thể khiến một số chất trong sữa, thực phẩm bị thất thoát như: các dưỡng chất như axit folic, tryptophan và một số axit béo không bão hoà trong sữa. Vì vậy bao bì giấy là bao bì phù hợp để bảo quản các chất dinh dưỡng trong sữa đậu nành không bị ảnh hưởng bởi tác động của ánh sáng. - Bảo quản hương vị  Một ưu điểm khác của hộp giấy là bảo đảm cho sữa, thực phẩm giữ nguyên được hương vị của chúng.  Các nghiên cứu của Mỹ khám phá việc mất mùi vị của sữa trong các chai thủy tinh ở cường độ ánh sáng yếu trong vòng từ 6 – 12 giờ. Thế nhưng hương vị sữa trong hộp giấy thì không hề bị ảnh hưởng…  Vì vậy sử dụng bao bì giấy để chứa đựng và bảo quản sản phẩm sữa đậu nành là hợp lý,bởi không những thời gian bảo quản sữa đậu nành trong hộp giấy dài hơn trong chai thủy tinh mà chất lượng sữa đậu nành cũng ít bị ảnh hưởng hơn. CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 3.1.1. Đậu nành - Đậu nành là nguyên liệu chính trong công nghệ sản xuất sữa đậu nành vì vậy nên chất lượng đậu nành hạt trước khi đưa vào sản xuất rất quan trọng, ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của sữa đậu nành sau này. - Yêu cầu đối với nguyên liệu hạt đậu nành:  Hạt phải khô, sạch, không sâu, không mọt, không có mùi hôi thối.  Vỏ hạt nguyên vẹn, nhẵn và có màu vàng sẫm. Bảng 8. Các chỉ tiêu kiểm tra chất lượng hạt đậu nành Chỉ tiêu Yêu cầu 19 Màu vàng sáng, không có mùi lạ, hương đồng đều, bám ít bụi đất. Cảm quan Hóa lý + Kích cỡ hạt đồng đều  Tổng hạt hỏng  Tổng hạt nhỏ  Tổng hạt vỡ  Tổng hạt xanh, hạt non  Tạp chất  Đậu khác loại  Chỉ số hạt mốc  Chỉ số hạt mọt (không có mọt sống)  Độ ẩm 18-20g/100 hạt <2% <1,5% <2% <1,5% <1% <0,2% <20 hạt/ kg <100 hạt/kg 10 - 14% 3.1.2.Nước Nước là một trong các thành phần chủ yếu của sữa đậu nành. Thành phần, các tính chất lý hóa, vi sinh của nước sẽ có ảnh hưởng trực tiếp đến kỹ thuật sản xuất và chất lượng sản phẩm.Do đó, nước dùng trong sản xuất sữa đậu nành có yêu cầu nghiêm ngặt như sau:  Chỉ tiêu cảm quan:Nước sản xuất phải là nước sạch, trong suốt, không màu, không mùi, không có vị lạ.  Chỉ tiêu vi sinh Bảng 9. Chỉ tiêu vi sinh của nước Loại vi sinh vật Tổng số VSV hiếu khí Coliform tổng số E.coli hoặc Coliform chịu Đơn vị tính Tế bào/ml Giới hạn tối đa 20 Tế bào/ml 0 Tế bào/ml 0 20 Phương pháp thử TCVN 6187 1996 (ISO 9308 -1990)