Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất sữa gồm 2 dây chuyền sữa tiệt trùng không đường, năng suất 19,8 triệu lít sản phẩm năm và phô mai ủ chín bleu des causses, năng suất 1,9 tấn sản phẩm ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA GỒM 2 DÂY CHUYỀN: SỮA TIỆT TRÙNG KHÔNG ĐƯỜNG, NĂNG SUẤT 19,8 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/NĂM VÀ PHÔ MAI Ủ CHÍN BLEU DES CAUSSES, NĂNG SUẤT 1,9 TẤN SẢN PHẨM/CA Sinh viên thực hiện: Đào Thị Thùy Dung Số thẻ SV: 107150138 Lớp: 15H2B Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất sữa gồm 2 dây chuyền: Sữa tiệt trùng không đường, năng suất 19,8 triệu lít sản phẩm/năm và phô mai ủ chín Bleu des Causses, năng suất 1,9 tấn sản phẩm/ca.” Sinh viên thực hiện: Đào Thị Thùy Dung Số thẻ SV: 107150138 Lớp: 15H2B Đồ án “Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín vân xanh” bao gồm 1 bản thuyết minh và 5 bản vẽ. Bản thuyết minh bao gồm 9 chương: − Chương 1: Lập luận kinh tế – kỹ thuật: Tìm hiểu sự cần thiết xây dựng nhà máy và chọn địa điểm xây dựng nhà máy, tìm hiểu về đặc điểm thiên nhiên, đặc điểm về vùng nguyên liệu, mạng lưới đường giao thông, thị trường tiêu thụ, hợp tác hóa cũng như là nhân công lao động trong nhà máy. − Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm: tìm hiểu về đặc điểm,tính chất của nguyên liệu và sản phẩm. − Chương 3: Chọn và thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ: Trình bày sơ đồ và thuyết minh quy trình công nghệ. − Chương 4: Tính cân bằng vật chất: Đưa ra kế hoạch sản xuất và tính cân bằng vật chất. − Chương 5: Tính và chọn thiết bị: Tính toán và chọn thiết bị phù hợp, đảm bảo hiệu quả kinh tế, kỹ thuật. − Chương 6: Tính cân bằng nhiệt – hơi – nước: Tính lượng nhiệt, lượng hơi, lượng nước dùng trong sản xuất và sinh hoạt. − Chương 7: Tính tổ chức – xây dựng: Dựa vào chương 5 để tính các công trình xây dựng đảm bảo kỹ thuật và kiến trúc có tính kinh tế, dựa vào chương 1 để điều chỉnh tổng quan phù hợp với vị trí địa lí. − Chương 8: Kiểm tra sản xuất và chất lượng sản phẩm − Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp 5 bản vẽ A0 bao gồm: − Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ − Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính − Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính − Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi nước − Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VIỆT NAM KHOA HÓA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đào Thị Thùy Dung Lớp: 15H2B 1. Tên đề tài đồ án: Khoa: Hoá Số thẻ sinh viên: 107150138 Ngành: Công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất sữa gồm 2 dây chuyền: Sữa tiệt trùng không đường năng suất 19,8 triệu lít sản phẩm/năm và phô mai ủ chín Bleu des Causses năng suất 1,9 tấn sản phẩm/ca. 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: − Sữa tươi có hàm lượng chất khô 13%, hàm lượng chất béo 3,2%. − Sữa tiệt trùng không đường có hàm lượng chất khô 12,5%, hàm lượng chất béo 3%. − Phô mai ủ chín: Tổng hàm lượng chất khô 53%, trong đó 4% muối. 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: − Mục lục − Mở đầu − Chương 1: Lập luận kinh tế – kỹ thuật − Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm − Chương 3: Chọn và thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ − Chương 4: Tính cân bằng vật chất − Chương 5: Tính và chọn thiết bị − Chương 6: Tính cân bằng nhiệt – hơi – nước − Chương 7: Tính tổ chức – xây dựng − Chương 8: Kiểm tra sản xuất và chất lượng sản phẩm − Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp − Kết luận − Tài liệu tham khảo 5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): − Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ (A0) − Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0) − Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0) − Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi nước (A0) − Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy (A0 ) 6. Họ tên người hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 8. Ngày hoàn thành đồ án: Ngày…….tháng…….năm 2019. Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô trong khoa Hóa nói chung và các thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm nói riêng đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường, tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu trong môi trường học tập khoa học, giúp tôi có kiến thức vững vàng trước khi bước vào đời. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp với sự nổ lực của bản thân, sự giúp đỡ của thầy và các bạn đã chia sẻ kiến thức cũng như kinh nghiệm, tài liệu. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cô Mạc Thị Hà Thanh là người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn chưa chuyên sâu, chưa trải nghiệm thực tế nên đồ án tốt nghiệp của tôi không tránh khỏi những thiếu sót mong quý thầy cô và bạn bè góp ý. Tôi xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiện Đào Thị Thùy Dung i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng đồ án này là do tôi thực hiện, các số liệu, kết quả trong bài đồ án là trung thực. Tài liệu tham khảo trong đồ án được trích dẫn đầy đủ và đúng quy định. Mọi vi phạm quy chế nhà trường, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về đồ án của mình. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiện Đào Thị Thùy Dung ii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................i CAM ĐOAN ............................................................................................................................ ii MỤC LỤC............................................................................................................................... iii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ....................................................... viii DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................................. xii MỞ ĐẦU ..................................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT.......................................................2 1.1 Sự cần thiết khi xây dựng nhà máy sữa......................................................................2 1.2 Vị trí đặt nhà máy............................................................................................................2 1.3 Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội ................................................................................2 1.3.1 Điều kiện tự nhiên ..........................................................................................................2 1.3.2 Điều kiện kinh tế-xã hội ................................................................................................3 1.3.3 Thông tin chung về khu công nghiệp Lễ Môn ............................................................3 1.4 Nguồn nguyên liệu ...........................................................................................................3 1.5 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu ......................................................................3 1.6 Hệ thống cấp thoát nước ................................................................................................4 1.7 Hạ tầng giao thông vận tải .............................................................................................4 1.8 Hợp tác hóa sản xuất.......................................................................................................4 1.9 Nguồn nhân lực ................................................................................................................4 1.10 Thị trường tiêu thụ........................................................................................................5 1.11 Máy móc và thiết bị cho nhà máy ..............................................................................5 1.12 Kết luận............................................................................................................................5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ..........................6 2.1 Tổng quan về nguyên liệu ..............................................................................................6 2.1.1 Sữa tươi ............................................................................................................................6 2.1.2 Nguyên liệu phụ........................................................................................................... 10 2.1.3 Những biến đổi xảy ra trong quá trình bảo quản và chế biến ................................ 13 2.2 Tổng quan về sản phẩm............................................................................................... 15 2.2.1 Sữa tiệt trùng không đường ........................................................................................ 15 2.2.2 Phô mai Bleu des Causses .......................................................................................... 17 2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa ........................................................................... 18 2.3.1 Tại Việt Nam ................................................................................................................ 18 2.3.2 Trên thế giới ................................................................................................................. 19 2.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ phô mai ................................................................... 19 iii 2.4.1 Tại Việt Nam ................................................................................................................ 19 2.4.2 Trên thế giới ................................................................................................................. 20 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............. 21 3.1 Chọn phương án thiết kế ............................................................................................. 21 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ......................................................................................... 23 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................................ 25 3.2.1. Thuyết minh các công đoạn chung của 2 dây chuyền............................................ 25 3.2.2 Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng không đường........................................................ 26 3.2.3 Quy trình sản xuất phô mai Bleu des Causses ......................................................... 28 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ............................................................. 33 4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy ................................................................................ 33 4.1.1 Năng suất nhà máy....................................................................................................... 33 4.1.2 Phân tích kế hoạch sản xuất........................................................................................ 33 4.2 Tính cân bằng vật chất ................................................................................................ 34 4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho sữa tiệt trùng không đường ......................................... 34 4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho phô mai Bleu des Causses........................................... 37 4.2.3 Tính chung cho hai dây chuyền ................................................................................. 42 4.2.4 Tính tỷ trọng ................................................................................................................. 43 4.2.5 Tính số hộp và số thùng cần cho hoàn thiện sản phẩm........................................... 44 4.3 Bảng tổng kết cân bằng vật chất................................................................................ 45 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ................................................................... 48 5.1 Các thiết bị sử dụng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy ........................... 48 5.2 Cách chọn thiết bị và tính toán .................................................................................. 49 5.2.1 Cách chọn thiết bị ........................................................................................................ 49 5.2.2 Tính toán thiết bị.......................................................................................................... 49 5.3 Chọn và tính toán các thiết bị cho công đoạn chung ............................................ 50 5.3.1 Hệ thống tiếp nhận và xử lý sữa tươi nguyên liệu................................................... 50 5.3.2 Tính thùng chứa cho 2 dây chuyền............................................................................ 50 5.3.3 Thiết bị lọc.................................................................................................................... 53 5.3.2 Thiết bị định lượng ...................................................................................................... 53 5.3.3 Thiết bị xử lý nhiệt ...................................................................................................... 53 5.4 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng không đường .......................... 54 5.4.1 Phễu định lượng ........................................................................................................... 54 5.4.2 Thiết bị phối trộn ......................................................................................................... 54 5.4.3 Thiết bị bài khí ............................................................................................................. 55 5.4.4 Thiết bị đồng hoá ......................................................................................................... 55 5.4.5 Thiết bị tiệt trùng UHT ............................................................................................... 56 iv 5.4.6 Thiết bị chiết rót và đóng hộp .................................................................................... 56 5.4.7 Thiết bị đóng thùng ..................................................................................................... 57 5.4.8 Cyclone ......................................................................................................................... 57 5.4.9 Quạt thổi ....................................................................................................................... 58 5.4.10 Bơm ly tâm ................................................................................................................. 58 5.4.11 Băng tải ....................................................................................................................... 58 5.5 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô mai ủ chín ................................................. 59 5.5.1 Thiết bị phối trộn ......................................................................................................... 59 5.5.2 Thiết bị đồng hoá ......................................................................................................... 60 5.5.3 Thiết bị thanh trùng ..................................................................................................... 60 5.5.4 Thiết bị hoạt hoá giống ............................................................................................... 61 5.5.5 Thiết bị lên men ........................................................................................................... 61 5.5.6 Thiết bị đông tụ - tách sơ bộ huyết thanh sữa .......................................................... 62 5.5.7 Thiết bị tạo hình và tách huyết thanh ........................................................................ 62 5.5.8 Thiết bị ướp muối ........................................................................................................ 63 5.5.9 Phòng tàng trữ phô mai ướp muối ............................................................................. 63 5.5.10 Thiết bị xăm khối đông............................................................................................. 64 5.5.11 Phòng ủ chín............................................................................................................... 64 5.5.12 Thiết bị bao gói .......................................................................................................... 65 5.5.13 Bàn đóng thùng.......................................................................................................... 65 5.5.14 Bơm pittong................................................................................................................ 66 5.6 Bảng tổng kết thiết bị ................................................................................................... 66 CHƯƠNG 6: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT – NƯỚC - HƠI ........................................ 68 6.1. Tính nhiệt ...................................................................................................................... 68 6.1.1 Cân bằng nhiệt của thiết bị xử lý nhiệt ..................................................................... 68 6.1.2 Cân bằng nhiệt của thiết bị tiệt trùng ........................................................................ 69 6.1.3 Cân bằng nhiệt của thiết bị thanh trùng .................................................................... 71 6.1.4 Cân bằng nhiệt cho thiết bị lên men .......................................................................... 72 6.1.5 Cân bằng nhiệt của thùng cream................................................................................ 74 6.1.6 Cân bằng nhiệt cho thiết bị hoạt hóa ......................................................................... 76 6.2 Tính hơi và nhiên liệu .................................................................................................. 78 6.2.1 Tính tổng lượng hơi sử dụng...................................................................................... 78 6.2.2 Tính nhiên liệu ............................................................................................................. 80 6.3 Tính nước........................................................................................................................ 80 6.3.1 Cấp nước ....................................................................................................................... 80 6.3.2 Thoát nước.................................................................................................................... 82 v CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC – XÂY DỰNG............................................................ 83 7.1 Tính tổ chức của nhà máy ........................................................................................... 83 7.1.1 Sơ đồ tổ chức hành chính............................................................................................ 83 7.1.2 Tính nhân lực................................................................................................................ 83 7.1.3 Chế độ làm việc............................................................................................................ 85 7.2 Tính các công trình xây dựng..................................................................................... 86 7.2.1 Phân xưởng sản xuất chính ......................................................................................... 86 7.2.2 Khu tiếp nhận, xử lý nguyên liệu và kho nguyên liệu............................................. 87 7.2.3 Kho thành phẩm ........................................................................................................... 89 7.2.4 Kho bao bì..................................................................................................................... 91 7.2.5 Gara ô tô........................................................................................................................ 92 7.2.6 Nhà để xe ...................................................................................................................... 93 7.2.7 Nhà ăn ........................................................................................................................... 93 7.2.8 Khu hành chính ........................................................................................................... 93 7.2.9 Phòng bảo vệ ................................................................................................................ 94 7.2.10 Các công trình phục vụ sinh hoạt, vệ sinh .............................................................. 94 7.2.11 Khu xử lí nước thải.................................................................................................... 95 7.2.12 Trạm biến áp............................................................................................................... 95 7.2.13 Nhà đặt máy phát điện dự phòng ............................................................................. 95 7.2.14 Khu cung cấp nước và xử lý nước........................................................................... 96 7.2.15 Đài nước................................................................... Error! Bookmark not defined. 7.2.16 Phân xưởng lò hơi...................................................................................................... 96 7.2.17 Kho chứa nhiên liệu .................................................................................................. 96 7.2.18 Kho chứa hóa chất ..................................................................................................... 97 7.2.19 Phân xưởng cơ khí ..................................................................................................... 97 7.2.20 Phân xưởng lạnh ........................................................................................................ 97 7.2.21 Phòng KCS ................................................................................................................. 97 7.2.22 Phòng chứa dụng cụ cứu hoả ................................................................................... 97 7.2.23 Bãi nhập liệu............................................................................................................... 98 7.2.24 Bãi xuất hàng.............................................................................................................. 98 7.2.25 Đường giao thông trong nhà máy ............................................................................ 98 7.2.26 Bảng tổng kết ............................................................................................................. 98 7.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy ............................................................................... 99 7.3.1 Diện tích khu đất.......................................................................................................... 99 7.3.2 Tính hệ số sử dụng Ksd .............................................................................................. 100 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM .......... 101 vi 8.1 Mục đích kiểm tra sản xuất và sản phẩm ............................................................. 101 8.2 Kiểm tra nguyên liệu.................................................................................................. 101 8.3 Kiểm tra các công đoạn trong quy trình sản xuất............................................... 103 CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ....................... 106 9.1 An toàn lao động ......................................................................................................... 106 9.1.1 Các nguyên nhân chủ yếu gây tai nạn trong sản xuất ........................................... 106 9.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ............................................................ 106 9.1.3 Những yêu cầu về an toàn lao động ........................................................................ 107 9.2 Vệ sinh xí nghiệp ......................................................................................................... 108 9.2.1 Vệ sinh cá nhân .......................................................................................................... 108 9.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị......................................................................................... 109 9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp....................................................................................................... 109 9.2.4 Xử lý nước thải .......................................................................................................... 109 KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................................... vii DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng ......................................................................... 6 Bảng 2.2 Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người (% khối lượng) ........ 7 Bảng 2.3 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng).............................................. 7 Bảng 2.4 Chỉ tiêu cảm quan, hóa lý, vi sinh của bột sữa gầy .......................................... 11 Bảng 2.5 Chỉ tiêu cảm quan của cream .............................................................................. 12 Bảng 2.6 Hàm lượng kim loại nặng và chỉ tiêu vi sinh trong sản phẩm sữa tiệt trùng. 16 Bảng 4.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu của nhà máy…………………………………….33 Bảng 4.2 Biểu đồ làm việc của nhà máy tính theo ca ....................................................... 33 Bảng 4.3 Biểu đồ sản xuất của nhà máy trong năm 2020 ................................................ 34 Bảng 4.4 Tỷ lệ hao hụt qua các giai đoạn sản xuất sữa tiệt trùng ................................... 35 Bảng 4.5 Tỷ lệ hao hụt qua các giai đoạn sản xuất phô mai ủ chín ................................ 37 Bảng 4.6 Tỷ lệ hao hụt các giai đoạn chung của hai dây chuyền.................................... 42 Bảng 4.7 Bảng tổng kết cân bằng vật chất ......................................................................... 45 Bảng 4.8 Bảng tổng kết nguyên liệu phụ............................................................................ 46 Bảng 4.9 Tổng kết bao bì cho hai sản phẩm ...................................................................... 47 Bảng 5.1 Bảng liệt kê các thiết bị ……………………………………………………48 Bảng 5.2 Thùng chứa nguyên liệu....................................................................................... 52 Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc:...................................................................... 53 Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật của thiết bị định lượng ......................................................... 53 Bảng 5.5 hông số kỹ thuật của thiết bị xử lý nhiệt............................................................ 54 Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật của phễu định lượng ............................................................. 54 Bảng 5.7 Thông số kỹ thuật của thiết bị chuẩn hoá .......................................................... 55 Bảng 5.8 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí ................................................................ 55 Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hoá ............................................................ 56 Bảng 5.10 Thông số kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng .......................................................... 56 Bảng 5.11 Thông số kỹ thuật của thiết bị chiết rót, đóng hộp ......................................... 57 Bảng 5.12 Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng thùng ...................................................... 57 Bảng 5.13 Thông số kỹ thuật của cyclone.......................................................................... 57 Bảng 5.14 Thông số kỹ thuật của quạt thổi........................................................................ 58 Bảng 5.15 Thông số kỹ thuật của bơm ly tâm ................................................................... 58 Bảng 5.16 Thông số kỹ thuật của băng tải ......................................................................... 59 viii Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật của thiết bị phối trộn.......................................................... 59 Bảng 5.18 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hoá.......................................................... 60 Bảng 5.19 Thông số kỹ thuật của thiết bị thanh trùng...................................................... 60 Bảng 5.20 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men ............................................................ 61 Bảng 5.21 Thông số kỹ thuật của thiết bị đông tụ ............................................................ 62 Bảng 5.22 Thông số kỹ thuật của thiết bị tạo hình............................................................ 62 Bảng 5.23 Thông số kỹ thuật của thiết bị ướp muối......................................................... 63 Bảng 5.24 Thông số kỹ thuật của thiết bị xăm .................................................................. 64 Bảng 5.25 Thông số kỹ thuật của thiết bị bao gói phô mai.............................................. 65 Bảng 5.26 Thông số kỹ thuật của bơm ............................................................................... 66 Bảng 5.27 Bảng tổng kết thiết bị......................................................................................... 66 Bảng 6.1 Lượng hơi thiết bị sử dụng …………………………………………………78 Bảng 6.2 Thông số kỹ thuật của nồi hơi............................................................................. 79 Bảng 7.1 Nhân lực phân xưởng sản xuất………………………………………………84 Bảng 7.2 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí................................................................ 87 Bảng 7.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị làm lạnh............................................................. 88 Bảng 7.4 Thông số kỹ thuật của thùng chứa sữa nguyên liệu ......................................... 88 Bảng 7.6 Bảng tổng kết công trình nhà máy...................................................................... 98 Bảng 8.1 Kiểm tra nguyên liệu…………………………………………………........101 Bảng 8.2 Bảng tổng kết kiểm tra trong các giai đoạn của quy trình sản xuất ............. 103 ix DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình ảnh khu công nghiệp Lễ Môn-Thanh Hóa.................................................. 3 Hình 2.1 Hình ảnh sữa tươi .................................................................................................... 6 Hình 2.2 Sơ đồ quá trình vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch đế nhà máy chế biến ....... 10 Hình 2.3 Hình ảnh vi khuẩn Leucononstoc lactis.............................................................. 12 Hình 2.4 Hình ảnh nấm sợi Penicillium roqueforti ........................................................... 13 Hình 2.5 Sản phẩm sữa tiệt trùng không đường ................................................................ 15 Hình 2.6 Sản phẩm phô mai Bleu des Causses .................................................................. 17 Hình 2.7 Tổng doanh thu của ngành sữa giai đoạn 2010-2018 ....................................... 18 Hình 5.1 Thùng chứa sữa nguyên liệu………………………………………………...50 Hình 5.2 Thùng chứa sữa bột gầy........................................................................................ 51 Hình 5.3 Thiết bị lọc Tri-Clamp .......................................................................................... 53 Hình 5.4 Thiết bị định lượng................................................................................................ 53 Hình 5.5 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng ................................................................................. 54 Hình 5.6 Phễu định lượng..................................................................................................... 54 Hình 5.7 Thiết bị phối trộn................................................................................................... 55 Hình 5.8 Thiết bị bài khí chân không.................................................................................. 55 Hình 5.9 Thiết bị đồng hoá áp lực cao ................................................................................ 56 Hình 5.10 Thiết bị tiệt trùng UHT....................................................................................... 56 Hình 5.11 Thiết bị chiết rót, đóng hộp ................................................................................ 57 Hình 5.12 Máy đóng thùng................................................................................................... 57 Hình 5.13 Cyclone ................................................................................................................. 57 Hình 5.14 Quạt thổi............................................................................................................... 58 Hình 5.15 Bơm ly tâm A31 .................................................................................................. 58 Hình 5.16 Băng tải ................................................................................................................ 59 Hình 5.17 Thiết bị phối trộn................................................................................................. 59 Hình 5.18 Thiết bị đồng hoá áp lực cao.............................................................................. 60 Hình 5.19 Thiết bị thanh trùng............................................................................................. 60 Hình 5.20 Thiết bị hoạt hoá ................................................................................................. 61 Hình 5.21 Thiết bị lên men................................................................................................... 61 Hình 5.22 Thiết bị đông tụ ................................................................................................... 62 Hình 5.23 Thiết bị tạo hình .................................................................................................. 62 Hình 5.24 Thiết bị ướp muối................................................................................................ 63 Hình 5.25 Giá đỡ ................................................................................................................... 64 Hình 5.26 Thiết bị xăm khối đông ...................................................................................... 64 x Hình 5.27 Thiết bị bao gói phô mai .................................................................................... 65 Hình 5.28 Bàn đóng thùng carton ....................................................................................... 65 Hình 5.29 Bơm … ................................................................................................................. 66 Hình 6.1 Nồi hơi……………………………………………………………………... 79 Hình 7.1 Thiết bị bài khí …...………………………………………………………... 87 Hình 7.2 Thiết bị làm lạnh ................................................................................................... 88 Hình 7.3 Thùng chứa sữa nguyên liệu................................................................................ 88 DANH SÁCH SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sữa tiệt trùng không đường và phô mai Bleu des Causes…………………………………………………………………………………24 Sơ đồ 7.1 Sơ đồ tổ chức hành chính…………………………………………………..84 xi DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU: H: Chiều cao D: Đường kính L x W x H: Dài x Rộng x Cao R: Bán kính T: Thời gian t: Nhiệt độ CHỮ VIẾT TẮT: MFFB : Hàm lượng ẩm FDB : Hàm lượng chất béo UHT: Ultra-high temperature FO: Dầu Fuel Oils (còn gọi là dầu Mazut) DO: Dầu Diesel Oil (còn gọi là dầu Gazole) xii Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín Bleu des Causses MỞ ĐẦU Xã hội ngày càng phát triển thì vấn đề dinh dưỡng ngày càng được nâng cao. Để cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng thì cần phải lựa chọn những nguồn thực phẩm có chất lượng. Hiện nay có rất nhiều nguồn thực phẩm có giá trị cao trong số đó thì sữa và các sản phẩm từ sữa là nguồn dinh dưỡng thiết yếu. Sữa là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, chứa đầy đủ các nhóm chất cần thiết cho cơ thể như protein, lipid, đường, vitamin và các khoáng chất. Ngày nay các sản phẩm từ sữa càng đa dạng và phong phú với nhiều loại khác nhau phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng như sữa tiệt trùng, sữa thanh trùng, sữa chua, sữa chua uống, phô mai,… Sữa ngoài là nguồn thực phẩm thì nó cũng là một nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp khác như sản xuất bánh kẹo, sản xuất nước giải khát,... Những năm gần đây ngành công nghiệp sữa Việt Nam trong liên tục phát triển và đạt được nhiều thành công, nhằm cung cấp cho nhu cầu tiêu dùng ngày một tăng của con người. Tại Việt Nam, sữa tiệt trùng là một sản phẩm quen thuộc đối với mọi người. Tuy nhiên, phô mai ủ chín còn là một sản phẩm mới lạ, nhưng với giá trị dinh dưỡng của nó mang lại có thể thu hút sự quan tâm của người tiêu dùng. Do đó, với sự tiêu dùng ngày một tăng cao thì việc xây dựng nhà máy sữa đáp ứng được phần nào nhu cầu tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất khẩu. Không những góp phần tạo công ăn việc làm cho người dân mà còn tăng thu nhập cho người lao động, mang lại nguồn lợi nhuận to lớn cho nhà đầu tư, phát triển kinh tế nước nhà. Từ nhu cầu thực tế đó, tôi xin đề xuất: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: Sữa tươi tiệt trùng không đường năng suất 19,8 triệu lít sản phẩm/năm Phô mai ủ chín Bleu des Causses năng suất 1,9 tấn sản phẩm/ca” Sinh viên thực hiện: Đào Thị Thùy Dung Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 1 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín Bleu des Causses CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1 Sự cần thiết khi xây dựng nhà máy sữa Hiện nay nước ta là một nước đông dân với tốc độ tăng trưởng dân số cao đồng thời với xu hướng nâng cao sức khỏe và cải thiện tầm vóc nên nhu cầu tiêu dùng sữa tươi và các sản phẩm từ sữa là rất lớn, nhu cầu ngày một tăng. Vì sữa là một thực phẩm dinh dưỡng, việc sử dụng sữa hoặc các sản phẩm từ sữa mỗi ngày sẽ đóng góp tích cực vào sự phát triển toàn diện cả về thể lực, trí lực, tăng sức đề kháng và hệ miễn dịch cho trẻ em và người dân Việt Nam, đảm bảo sự cân bằng dinh dưỡng trong cơ thể. Vì vậy, việc xây dựng nhà máy sữa hiện nay là một nhu cầu cần thiết nhằm đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất khẩu. Hơn nữa, xây dựng nhà máy còn góp phần giải quyết việc làm cho người lao động, nâng cao tiềm lực kinh tế của nhà nước. 1.2 Vị trí đặt nhà máy Để nhà máy sữa tồn tại lâu dài thì việc lựa chọn vị trí xây dựng có ảnh hưởng rất lớn, vì vậy khi xây dựng cần phải xem xét, đảm bảo các nguyên tắc sau: - Vị trí đặt nhà máy phải gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ. - Giao thông vận tải thuận lợi. - Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng. - Cấp thoát nước thuận lợi. - Nguồn nhân lực dồi dào. Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu, quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Lễ Môn-Thanh Hóa. 1.3 Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội 1.3.1 Điều kiện tự nhiên Thanh Hóa nằm ở vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với 2 mùa rõ rệt: mùa hạ nóng, ẩm mưa nhiều và mùa đông lạnh và ít mưa [1]. - Chế độ mưa: lượng mưa ở Thanh Hóa là khá lớn, nhưng phân bố rất không đều giữa hai mùa và lớn dần từ Bắc vào Nam và từ Tây sang Đông. - Chế độ nắng và bức xạ mặt trời: các tháng có số giờ nắng nhiều nhất trong năm là từ tháng 5 đến tháng 8, các tháng 12 và tháng 1 có số giờ nắng thấp nhất. - Chế độ gió: nằm trong vùng đồng bằng ven biển Bắc Bộ, có ba mùa gió: Sinh viên thực hiện: Đào Thị Thùy Dung Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 2 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín Bleu des Causses • Gió Bắc: do không khí lạnh từ Bắc cực qua lãnh thổ Trung Quốc thổi vào. • Gió Tây Nam: từ vịnh Belgan qua lãnh thổ Thái Lan, Lào thổi vào, gió rất nóng. • Gió Đông Nam: thổi từ biển vào đem theo không khí mát mẻ [1]. 1.3.2 Điều kiện kinh tế-xã hội Thanh Hóa có tiềm năng lớn để phát triển kinh tế - xã hội, có diện tích tự nhiên rộng, địa hình đa dạng, tài nguyên thiên nhiên phong phú, ngoài ra còn có ngu ồn nhân lực dồi dào, có truyền thống lao động cần cù, ham học hỏi,.. cũng là một lợi thế tiếp cận nhanh với khoa học công nghệ hiện đại và tri thức mới cho phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh trong tương lai [1]. 1.3.3 Thông tin chung về khu công nghiệp Lễ Môn Khu công nghiệp tập trung Lễ Môn: được thủ tướng chính phủ phê duyệt năm 1998 ( quyết định số 186/1998/QĐ-TTg, ngày 25/9/1998) với diện tích là 87,6 ha. Cơ sở hạ tầng trong và ngoài khu công nghiệp đã hoàn thiện, dịch vụ công nghiệp thuận tiện đảm bảo cung cấp cho các dự án lớn. Đến nay, đã thu hút 25 doanh nghiệp trong nước và 4 doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài [1]. Hình dưới đây là hình ảnh của khu công nghiệp Lễ Môn: Hình 1.1 Hình ảnh khu công nghiệp Lễ Môn-Thanh Hóa [2] 1.4 Nguồn nguyên liệu Đàn bò sữa của Thanh Hóa đạt trên 1300 con, sản lượng sữa đạt 13000 lít/ngày. Năm 2015, tỉnh Thanh Hóa đã đầu tư gần 1100 tỷ đồng để phát triển đàn bò sữa lên gần 20000 con. Sản lượng sữa ước đạt 63000 tấn/năm. Tỉnh đã xây dựng trung tâm chăn nuôi bò sữa có quy mô trên 10000 con tại huyện Yên Định và 5 trang trại quy mô 2000 con tại các huyện Triệu Sơn, Ngọc Lặc, Cẩm Thủy, Hà Trung và Thạch Thành. 1.5 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện của khu công nghiệp với điện áp 220/380V. Ngoài ra nhà máy còn lắp đặt máy phát điện dự phòng để phòng ngừa các tình huống khẩn cấp như mất điện hoặc các sự cố liên quan. Sinh viên thực hiện: Đào Thị Thùy Dung Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 3 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín Bleu des Causses Hơi nước phải là hơi bão hòa và được cung cấp bởi lò hơi hoặc hợp tác hóa với các nhà máy khác để mua hơi phục vụ cho sản xuất. Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu chính là dầu DO (diesel oil), FO (Fuel oil) và xăng được cung cấp từ các công ty xăng dầu Petrolimex lớn tại địa phương [1]. 1.6 Hệ thống cấp thoát nước Nguồn cấp nước: đối với mọi ngành sản xuất công nghiệp thì nước là một yếu tố không thể thiếu. Đặc biệt đối với nhà máy sữa thì càng cần một nguồn nước đạt chuẩn để đáp ứng yêu cầu sản xuất. Nước sẽ được cung cấp trực tiếp từ nhà máy của khu công nghiệp hoặc từ nhà máy nước thành phố. Ngoài ra nguồn nước còn được lấy từ các giếng khoan và sau đó được xử lí để đạt yêu cầu công nghệ sản xuất. Vấn đề thoát nước: nước thải của nhà máy được xử lí tại khu xử lí riêng của nhà máy để đạt yêu cầu trước khi xả thải, sau đó sẽ được thải ra khu nước thải tập trung của khu công nghiệp [1]. 1.7 Hạ tầng giao thông vận tải Hàng ngày nhà máy cần vận chuyển với khối lượng lớn: nguyên vật liệu, bao bì, nhiên liệu,…kịp thời để đảm bảo hoạt động của nhà máy, ngoài ra còn vận chuyển thành phẩm đến nơi tiêu thụ, vận chuyển phế liệu trong quá trình sản xuất. Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, nằm ở phía Đông thành phố Thanh Hóa; cách Thủ đô Hà Nội 160km; cách ga đường sắt Bắc-Nam, Quốc lộ 1A và trung tâm thành phố Thanh Hóa 5km, cách cảng Lễ Môn 1km, cảng biển Nghi Sơn 60km. Đây là một thuận lợi lớn cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm và máy móc thiết bị phục vụ cho quá trình sản xuất của nhà máy [4]. 1.8 Hợp tác hóa sản xuất Khu công nghiệp Lễ Môn với nhiều loại hình nhà máy khác nhau nên việc hợp tác hóa giữa các nhà máy đem lại thuận lợi về mặt kinh tế, tạo sự phát triển bền vững. Vị trí xây dựng của nhà máy có thể giúp tăng cường sự hợp tác hóa với các nhà máy khác trong khu công nghiệp như nhà máy bao bì, nhà máy xử lí nước, nhà máy bia,…để cùng chung phát triển cơ sở hạ tầng, điện, nước, nhằm giảm thiểu vốn đầu tư ban đầu cũng như rút ngắn thời gian xây dựng. 1.9 Nguồn nhân lực Thanh Hóa là tỉnh nằm ở vị trí chiến lược, cầu nối giữa Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, giữ vai trò hết sức quan trọng trong vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc và cả nước. Với gần 3,6 triệu người, Thanh Hóa là tỉnh có dân số đông thứ 3 cả nước (sau Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh); tốc độ tăng dân số bình quân hằng năm ở mức 0,65%. Dân số Sinh viên thực hiện: Đào Thị Thùy Dung Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 4