Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất sữa gồm 2 dây chuyền sữa tiệt trùng không đường, năng suất 25,5 triệu lít sản phẩm năm và phô mai ủ chín, năng suất 4,95 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 25,5 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/NĂM VÀ PHÔ MAI Ủ CHÍN, NĂNG SUẤT 4,95 TẤN SẢN PHẨM/CA Sinh viên thực hiện: Phan Thị Thanh Nhàn Số thẻ SV: 107140140 Lớp: 14H2B 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 25,5 triệu lít sản phẩm/năm và phô mai ủ chín, năng suất 4,95 tấn sản phẩm/ca.” Sinh viên thực hiện: Số thẻ SV: Phan Thị Thanh Nhàn 107140140 Lớp: 14H2B Đồ án “Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín” 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 − 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 nhà máy − 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 sơ đồ 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: Phan Thị Thanh Nhàn Lớp: 14H2B Khoa: Hoá 1. Tên đề tài đồ án: Số thẻ sinh viên: 10714014 Ngành: Công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất sữa gồm 2 dây chuyền: Sữa tiệt trùng không đường năng suất 25,5 triệu lít sản phẩm/năm và phô mai ủ chín năng suất 4,95 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 : Hàm lượng chất khô 13%, hàm lượng chất béo 3,2%. − Sữa tiệt trùng không đường: Hàm lượng chất khô 12,5%, hàm lượng chất béo 3%. − Phô mai ủ chín: Tổng hàm lượng chất khô 43%, trong đó 1,4% 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 nhà máy − 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 sơ đồ 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: Trưởng Bộ môn Ngày…….tháng…….năm 2019. Người hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Mạc Thị Hà Thanh LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về dinh dưỡng của con người ngày một nâng cao. Để cung cấp chất dinh dưỡng chúng ta cần lựa chọn những nguồn thực phẩm có chất lượng, trong đó sữa và các sản phẩm từ sữa là nguồn cung cấp dinh dưỡng không thể thay thế. Chính vì giá trị từ sữa đem lại cũng như những lợi ích xuất phát từ nhu cầu thực tiễn mà đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất sữa gồm 2 dây chuyền: Sữa tiệt trùng không đường năng suất 25,5 triệu lít sản phẩm/năm và phô mai ủ chín năng suất 4,95 tấn sản phẩm/ca mong muốn rằng sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu đó. Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp sinh viên phải áp dụng tất cả những kiến thức đã được học và tích lũy trong suốt những năm ngồi trên ghế nhà trường. Những kiến thức đã được học trong 5 năm tại trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng là nền tảng vững chắc không chỉ giúp tôi hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này mà còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin. 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 Phan Thị Thanh Nhàn 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 24 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực hiện Phan Thị Thanh Nhàn ii MỤC LỤC TÓM TẮT.......................................................................................................................... NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ................................................................................. LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN ......................................................................................... i CAM ĐOAN................................................................................................................... ii MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ ............................................................... viii DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ......................................................... xi 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 1.2.1. Điều kiện tự nhiên của thành phố Đà Nẵng ..........................................................2 1.2.2. Thông tin về khu công nghiệp Hoà Khánh............................................................3 1.3. Giao thông vận tải ..................................................................................................3 1.4. Cấp thoát nước........................................................................................................3 1.5. Nguồn cung cấp điện, hơi .......................................................................................3 1.6. Nguồn nhân lực .......................................................................................................4 1.7. Nguồn cung cấp nguyên liệu ..................................................................................4 1.8. Nguồn cung cấp thiết bị máy móc .........................................................................4 1.9. Thị trường tiêu thụ .................................................................................................4 1.10. Sự hợp tác giữa các nhà máy ...............................................................................4 1.11. Kết luận .................................................................................................................4 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ............................5 2.1. Tổng quan về nguyên liệu ......................................................................................5 2.1.1. Sữa tươi..................................................................................................................5 2.1.2. Nguyên liệu phụ ..................................................................................................13 2.1.3. Biến đổi................................................................................................................15 2.2. Tổng quan về sản phẩm .......................................................................................18 2.2.1. Sữa tiệt trùng không đường .................................................................................18 2.2.2. Phô mai ủ chín .....................................................................................................19 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa......................................................................21 iii 2.3.1. Tại Việt Nam .......................................................................................................21 2.3.2. Trên thế giới ........................................................................................................22 2.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ phô mai..............................................................22 2.4.1. Tại Việt Nam .......................................................................................................22 2.4.2. Trên thế giới ........................................................................................................23 Chương 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .................24 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ...................................................................................24 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ.......................................................................26 3.2.1. Thuyết minh các công đoạn chung của 2 dây chuyền .........................................26 3.2.2. Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng không đường ...................................................27 3.2.3. Quy trình sản xuất phô mai ủ chín.......................................................................29 Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT .............................................................34 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ..........................................................................34 4.1.1. Năng suất nhà máy ..............................................................................................34 4.1.2. Phân tích kế hoạch sản xuất.................................................................................34 4.2. Tính toán ...............................................................................................................35 4.2.1. Sữa tiệt trùng không đường .................................................................................35 4.2.2. Phô mai ủ chín .....................................................................................................39 4.2.3. Tính chung cho hai dây chuyền ...........................................................................46 4.2.4. Tính tỷ trọng ........................................................................................................48 4.2.5. Tính số hộp và số thùng cần cho hoàn thiện sản phẩm .......................................49 4.3. Bảng tổng kết cân bằng vật chất .........................................................................50 Chương 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ...................................................................52 5.1. Cách chọn thiết bị và tính toán ...........................................................................52 5.1.1. Cách chọn thiết bị ................................................................................................53 5.1.2. Tính toán thiết bị .................................................................................................53 5.2. Tính thùng chứa cho 2 dây chuyền .....................................................................54 5.3. Tính các thiết bị cho công đoạn chung ...............................................................57 5.3.1. Thiết bị lọc ...........................................................................................................57 5.3.2. Thiết bị định lượng ..............................................................................................57 5.3.3. Thiết bị xử lý nhiệt ..............................................................................................58 5.4. Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng không đường ........................58 5.4.1. Phễu định lượng ...................................................................................................58 5.4.2. Thiết bị chuẩn hoá ...............................................................................................59 iv 5.4.3. Thiết bị bài khí .....................................................................................................59 5.4.4. Thiết bị đồng hoá .................................................................................................60 5.4.5. Thiết bị tiệt trùng UHT ........................................................................................60 5.4.6. Thiết bị chiết rót và đóng hộp..............................................................................61 5.4.7. Thiết bị đóng thùng .............................................................................................61 5.4.8. Cyclone ................................................................................................................62 5.4.9. Quạt thổi ..............................................................................................................62 5.4.10. Băng tải ..............................................................................................................62 5.5. Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô mai ủ chín .............................................63 5.5.1. Thiết bị chuẩn hoá ...............................................................................................63 5.5.2. Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng .........................................................................63 5.5.3. Thiết bị hoạt hoá vi khuẩn ...................................................................................64 5.5.4. Thiết bị lên men sơ bộ .........................................................................................65 5.5.5. Thiết bị thanh trùng .............................................................................................65 5.5.6. Thiết bị hoạt hoá men giống ................................................................................66 5.5.7. Thiết bị lên men ...................................................................................................66 5.5.8. Thiết bị đông tụ - tách sơ bộ huyết thanh sữa .....................................................66 5.5.9. Thiết bị đổ khuôn và tách huyết thanh ................................................................67 5.5.10. Thiết bị ướp muối ..............................................................................................67 5.5.11. Thiết bị lọc dung dịch muối...............................................................................68 5.5.12. Thiết bị phun bào tử...........................................................................................68 5.5.13. Phòng tàng trữ lạnh ...........................................................................................69 5.5.14. Phòng ủ chín ......................................................................................................70 5.5.15. Thiết bị bao gói ..................................................................................................70 5.5.16. Bàn đóng thùng ..................................................................................................71 5.5.17. Bơm ...................................................................................................................71 5.6. Bảng tổng kết thiết bị ...........................................................................................72 Chương 6: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT – NƯỚC - HƠI ..........................................74 6.1. Tính nhiệt ..............................................................................................................74 6.1.1. Cân bằng nhiệt của thiết bị xử lý nhiệt ................................................................74 6.1.2. Cân bằng nhiệt của thiết bị tiệt trùng ..................................................................75 6.1.3. Cân bằng nhiệt của thiết bị thanh trùng ...............................................................77 6.1.4. Cân bằng nhiệt cho thiết bị lên men ....................................................................79 6.2. Tính hơi và nhiên liệu...........................................................................................81 v 6.2.1. Tính tổng lượng hơi sử dụng ...............................................................................81 6.2.2. Tính nhiên liệu .....................................................................................................83 6.3. Tính nước ..............................................................................................................83 6.3.1. Cấp nước ..............................................................................................................83 6.3.2. Thoát nước ...........................................................................................................85 Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC – XÂY DỰNG ............................................................86 7.1. Tính tổ chức của nhà máy....................................................................................86 7.1.1. Sơ đồ tổ chức hành chính ....................................................................................86 7.1.2. Tính nhân lực .......................................................................................................86 7.1.3. Chế độ làm việc ...................................................................................................88 7.2. Tính các công trình xây dựng ..............................................................................89 7.2.1. Phân xưởng sản xuất chính ..................................................................................89 7.2.2. Khu xử lý và kho nguyên liệu .............................................................................90 7.2.3. Kho thành phẩm ..................................................................................................93 7.2.4.Kho bao bì ............................................................................................................94 7.2.5. Gara ô tô ..............................................................................................................96 7.2.6. Nhà để xe .............................................................................................................96 7.2.7. Nhà ăn ..................................................................................................................96 7.2.8. Khu hành chính....................................................................................................96 7.2.9. Phòng bảo vệ .......................................................................................................97 7.2.10. Các công trình phục vụ sinh hoạt, vệ sinh .........................................................97 7.2.11. Khu xử lí nước thải ............................................................................................98 7.2.12. Trạm biến áp ......................................................................................................98 7.2.13. Nhà đặt máy phát điện dự phòng .......................................................................99 7.2.14. Khu cung cấp nước và xử lý nước .....................................................................99 7.2.15. Đài nước ..........................................................................................................100 7.2.16. Phân xưởng nồi hơi .........................................................................................100 7.2.17. Kho chứa nhiên liệu.........................................................................................100 7.2.18. Kho chứa hóa chất ...........................................................................................100 7.2.19. Phân xưởng cơ khí ...........................................................................................100 7.2.20. Phân xưởng lạnh ..............................................................................................101 7.2.21. Phòng KCS ......................................................................................................101 7.2.22. Phòng chứa dụng cụ cứu hoả ...........................................................................101 7.2.23. Bãi nhập liệu ....................................................................................................101 vi 7.2.24. Bãi xuất hàng ...................................................................................................101 7.2.25. Đường giao thông trong nhà máy ....................................................................101 7.2.26. Bảng tổng kết ...................................................................................................102 7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy .......................................................................103 7.3.1. Diện tích khu đất ...............................................................................................103 7.3.2.Tính hệ số sử dụng Ksd .......................................................................................103 Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ..............105 8.1. Mục đích ..............................................................................................................105 8.2. Nội dung chính ....................................................................................................105 8.2.1. Kiểm tra đầu vào ...............................................................................................105 8.2.2. Kiểm tra các công đoạn trong quy trình sản xuất ..............................................106 Chương 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ..........................109 9.1. An toàn lao động .................................................................................................109 9.1.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây tai nạn trong sản xuất .......................................109 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động .......................................................109 9.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động ..................................................................110 9.2. Vệ sinh xí nghiệp .................................................................................................111 9.2.1. Vệ sinh cá nhân .................................................................................................111 9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị ..................................................................................112 9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp ...............................................................................................112 9.2.4. Xử lý nước thải ..................................................................................................112 KẾT LUẬN ................................................................................................................113 TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... vii DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH, SƠ ĐỒ DANH MỤC BẢNG BẢNG 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng [1]. ............................................................6 BẢNG 2.2 Thành phần hoá học chính của sữa tươi [1,2]. ..............................................7 BẢNG 2.3 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò [1]. ..............................................10 BẢNG 2.4 Chỉ tiêu cảm quan của sữa nguyên liệu [1] .................................................12 BẢNG 2.5 Hàm lượng kim loại nặng trong sản phẩm sữa tiệt trùng [15]. ...................19 BẢNG 2.6 Hàm lượng kim loại nặng trong phô mai ủ chín [16]. ................................21 BẢNG 4.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu của nhà máy ......................................................34 BẢNG 4.2 Biểu đồ làm việc của nhà máy tính theo ca.................................................35 BẢNG 4.3 Biểu đồ sản xuất của nhà máy trong năm 2019 ..........................................35 BẢNG 4.4 Tỷ lệ hao hụt qua các giai đoạn sản xuất sữa tiệt trùng ..............................36 BẢNG 4.5 Tỷ lệ hao hụt qua các giai đoạn sản xuất phô mai ủ chín ...........................39 BẢNG 4.6 Tỷ lệ hao hụt các giai đoạn chung của hai dây chuyền ...............................47 BẢNG 4.7 Bảng tổng kết cân bằng vật chất .................................................................50 BẢNG 4.8 Bảng tổng kết nguyên liệu...........................................................................51 BẢNG 5.1 Bảng liệt kê các thiết bị ...............................................................................52 BẢNG 5.2 Thùng chứa nguyên liệu ..............................................................................56 BẢNG 5.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc ...............................................................57 BẢNG 5.4 Thông số kỹ thuật của thiết bị định lượng ..................................................57 BẢNG 5.5 Thông số kỹ thuật của thiết bị xử lý nhiệt ...................................................58 BẢNG 5.6 Thông số kỹ thuật của phễu định lượng ......................................................58 BẢNG 5.7 Thông số kỹ thuật của thiết bị chuẩn hoá....................................................59 BẢNG 5.8 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí .........................................................59 BẢNG 5.9 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hoá .....................................................60 BẢNG 5.10 Thông số kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng ...................................................60 BẢNG 5.11 Thông số kỹ thuật của thiết bị chiết rót, đóng nắp ....................................61 BẢNG 5.12 Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng thùng ................................................61 BẢNG 5.13 Thông số kỹ thuật của cyclone ..................................................................62 BẢNG 5.14 Thông số kỹ thuật của quạt thổi ................................................................62 BẢNG 5.15 Thông số kỹ thuật của băng tải .................................................................63 BẢNG 5.16 Thông số kỹ thuật của thiết bị chuẩn hoá..................................................63 BẢNG 5.17 Thông số kỹ thuật của thiết bị trao đổi nhiệt.............................................64 BẢNG 5.18 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men sơ bộ ...........................................65 viii BẢNG 5.19 Thông số kỹ thuật của thiết bị thanh trùng................................................65 BẢNG 5.20 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men .....................................................66 BẢNG 5.21 Thông số kỹ thuật của thiết bị đông tụ ......................................................67 BẢNG 5.22 Thông số kỹ thuật của thiết bị đổ khuôn ...................................................67 BẢNG 5.23 Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc dung dịch muối ...................................68 BẢNG 5.24 Thông số kỹ thuật của thiết bị phun bào tử ...............................................69 BẢNG 5.25 Thông số kỹ thuật của thiết bị bao gói phô mai ........................................71 BẢNG 5.26 Thông số kỹ thuật của bơm .......................................................................71 BẢNG 5.27 Bảng tổng kết thiết bị ................................................................................72 BẢNG 6.1 Thông số kỹ thuật của nồi hơi .....................................................................82 BẢNG 7.1 Nhân lực phân xưởng sản xuất ....................................................................87 BẢNG 7.2 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí .........................................................90 BẢNG 7.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị làm lạnh ......................................................91 BẢNG 7.4 Thông số kỹ thuật của thùng chứa sữa nguyên liệu ....................................92 BẢNG 7.5 Bảng tổng kết công trình nhà máy ............................................................102 BẢNG 8.1 Bảng tổng kết kiểm tra trong các giai đoạn của quy trình sản xuất ..........106 BẢNG 8.2 Bảng tổng kết chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm ...............................108 DANH MỤC ẢNH HÌNH 2.1 Hình ảnh sữa tươi [8] ......................................................................................5 HÌNH 2.2 Cấu trúc micelle của casein [46] ....................................................................8 HÌNH 2.3 Leucononstoc lactis [9].................................................................................14 HÌNH 2.4 Penicillium camemberti [10] ........................................................................14 HÌNH 2.5 Sản phẩm sữa tiệt trùng không đường [13] ..................................................18 HÌNH 2.6 Sản phẩm phô mai camembert [14] ..............................................................20 HÌNH 5.1 Thùng chứa sữa nguyên liệu .........................................................................54 HÌNH 5.2 Thùng chứa sữa bột gầy................................................................................55 HÌNH 5.3 Thiết bị lọc thuỷ tĩnh [23] .............................................................................57 HÌNH 5.4 Thiết bị định lượng [24] ...............................................................................57 HÌNH 5.5 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng [25] ..................................................................58 HÌNH 5.6 Phễu định lượng [41] ....................................................................................58 HÌNH 5.7 Thiết bị chuẩn hoá [26].................................................................................59 HÌNH 5.8 Thiết bị bài khí chân không [27] ..................................................................59 HÌNH 5.9 Thiết bị đồng hoá áp lực cao [28] .................................................................60 HÌNH 5.10 Thiết bị tiệt trùng UHT [29] .......................................................................60 HÌNH 5.11 Thiết bị chiết rót, đóng nắp [30] .................................................................61 HÌNH 5.12 Thiết bị đóng thùng [31] .............................................................................61 ix HÌNH 5.13 Cyclone [42] ...............................................................................................62 HÌNH 5.14 Quạt thổi [43] .............................................................................................62 HÌNH 5.15 Băng tải [44] ...............................................................................................63 HÌNH 5.16 Thiết bị chuẩn hoá [26]...............................................................................63 HÌNH 5.17 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng [32].........................................................64 HÌNH 5.18 Thiết bị chuẩn hoá [5]................................................................................64 HÌNH 5.19 Thiết bị lên men [33] ..................................................................................65 HÌNH 5.20 Thiết bị thanh trùng [34].............................................................................65 HÌNH 5.21 Thiết bị đông tụ [35] ...................................................................................67 HÌNH 5.22 Thiết bị đổ khuôn [36] ................................................................................67 HÌNH 5.23 Thiết bị ướp muối [37] ...............................................................................68 HÌNH 5.24 Thiết bị lọc dung dịch muối [38] ................................................................68 HÌNH 5.25 Thiết bị phun bào tử [45] ............................................................................69 HÌNH 5.26 Thiết bị bao gói phô mai .............................................................................71 HÌNH 5.27 Bàn đóng thùng carton [40] ........................................................................71 HÌNH 5.28 Bơm [49] .....................................................................................................71 HÌNH 6.1 Lò hơi [47] ....................................................................................................82 HÌNH 7.1 Thiết bị bài khí [22] ......................................................................................90 HÌNH 7.2 Thiết bị làm lạnh [25] ...................................................................................91 HÌNH 7.3 Thùng chứa sữa nguyên liệu [46] .................................................................92 DANH MỤC SƠ ĐỒ SƠ ĐỒ 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ ..........................................................................25 SƠ ĐỒ 7.1 Sơ đồ tổ chức hành chính ...........................................................................86 x 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: FO: Dầu Fuel Oils (còn gọi là dầu Mazut) DO: Dầu Diesel Oil (còn gọi là dầu Gazole) xi Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín từ nguyên liệu sữa tươi MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của xã hội, nhờ có khoa học kỹ thuật phát triển mà nền kinh tế Việt Nam cũng có nhiều khởi sắc, đời sống người dân ngày càng cải thiện, bên cạnh đó nhu cầu về dinh dưỡng ngày càng được coi trọng. Do đó, để lựa chọn được những nguồn thực phẩm có chất lượng trong số rất nhiều loại thực phẩm hiện nay thì sữa và các sản phẩm từ sữa nhận được nhiều sự quan tâm từ mọi người, nó là một nguồn dinh dưỡng không thể thay thế và góp phần không nhỏ trong việc nâng cao trí tuệ cho con người. Trong sữa chứa nhiều thành phần quan trọng như protein, lipid, glucid, chất khoáng, vitamin,…là những dưỡng chất cần thiết cho bữa ăn hằng ngày của con người. Việc uống sữa mỗi ngày có thể bổ sung và nâng cao dưỡng chất phục vụ cho các hoạt động và sự phát triển của cơ thể. Bên cạnh đó các sản phẩm từ sữa cũng rất phổ biến và được yêu thích trên thị trường với rất nhiều sản phẩm có hương vị đa dạng như kem, bơ, phô mai, yogurt, sữa tiệt trùng.. với giá trị dinh dưỡng cao. Tại Việt Nam, ngành sữa được quan tâm và chú trọng đẩy mạnh, nhờ thị trường tiềm năng và ngày càng lớn mạnh đã thu hút được các nhà đầu tư trong và ngoài nước. Vì vậy việc xây dựng và chế biến sữa là hữu ích và cần thiết trong tình hình hiện nay. Trong số các sản phẩm từ sữa thì sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín là hai sản phẩm khá được ưa thích trên thị trường, nó cung cấp dinh dưỡng và không chứa nhiều đường nên rất tốt cho sức khoẻ. Từ nhu cầu đó mà em thực hiện đồ án với đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền: Sữa tiệt trùng không đường năng suất 25,5 triệu lít sản phẩm/1 năm và phô mai ủ chín với năng suất 4,95 tấn sản phẩm trong 1 ca.” Sinh viên thực hiện: Phan Thị Thanh Nhàn Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 1 Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín từ nguyên liệu sữa tươi Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1. Sự cần thiết khi xây dựng nhà máy sữa Sau gần 30 năm đổi mới, ngày nay Việt nam đã đạt được những thành tựu to lớn trong kinh tế, khoa học, đời sống,…Tăng trưởng về kinh tế bình quân của Việt Nam tăng nhờ cơ cấu kinh tế thị trường và các chính sách đổi mới. Thị trường Việt Nam tuy còn chưa đa dạng nhưng cũng là thị trường tiềm năng cho các nhà đầu tư trong và ngoài nước khai thác. Hiện nay, do mức sống gia tăng dẫn đến nhu cầu của người tiêu dùng về ngành thực phẩm nói chung và ngành sữa nói riêng ngành càng tăng. Việc xây dựng các nhà máy chế biến sữa không những giải quyết về nhu cầu dinh dưỡng mà còn tạo ra nhiều công ăn việc làm cho người lao động trong nước và đồng thời hướng đến việc xuất khẩu. Nhà máy sữa xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Vị trí đặt nhà máy: Gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm. - Giao thông vận tải thuận lợi. - Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng. - Cấp và thoát nước thuận lợi. - Nguồn nhân lực dồi dào. 1.2. Vị trí đặt nhà máy Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu em chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa tại khu công nghiệp Hoà Khánh, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng vì Đà Nẵng - Một thị trường tiêu thụ sữa bậc nhất miền Trung và là cầu nối giữa hai miền Bắc - Nam, khu công nghiệp Hoà Khánh thì được quy hoạch hiện đại và chuyên nghiệp. Chính quyền thành phố Đà Nẵng cũng có những chính sách ưu đãi thiết thực cho các nhà đầu tư về giá cả đất đai và các điều kiện khác. 1.2.1. Điều kiện tự nhiên của thành phố Đà Nẵng Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động. Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam. Mỗi năm có hai mùa rõ rệt: Mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài. Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 25,90C, độ ẩm không khí trung bình là 83,4%, lượng mưa trung bình hằng năm là 2504,57 mm/năm [7]. Sinh viên thực hiện: Phan Thị Thanh Nhàn Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 2 Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín từ nguyên liệu sữa tươi Hướng gió: Hướng gió chủ yếu là Đông Nam. 1.2.2. Thông tin về khu công nghiệp Hoà Khánh Khu công nghiệp Hoà Khánh được thành lập ngày 12/12/1996 theo quyết định số 3698/QĐ-UB của chủ tịch uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng (cũ), thuộc phường Hoà Khánh, quận Liên Chiểu với tổng diện tích ban đầu là 423,5 ha, nằm cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10 km, cảng biển Tiên Sa 20 km, cảng sông Hàn 13 km, cảng biển Liên Chiểu 5 km. Dự án do công ty phát triển và khai thác hạ tầng khu công nghiệp Đà Nẵng Daizico trực thuộc ban quản lý các khu công nghiệp và chế xuất Đà Nẵng thực hiện. Các công trình hạ tầng kỹ thuật như hệ thống cấp điện, cấp nước, bưu chính viễn thông,...đều đã được đầu tư xây dựng hoàn chỉnh, sẵn sàng phục vụ các nhà đầu tư đến đầu tư xây dựng nhà xưởng sản xuất và kinh doanh [6]. 1.3. Giao thông vận tải Hàng ngày nhà máy cần vận chuyển khối lượng lớn: Nguyên vật liệu, bao bì, nhiên liệu…kịp thời đảm bảo các 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 gần đường quốc lộ 1A, gần sân ga, hầm Hải Vân. Tất cả tạo điều kiện vô cùng thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm và các thiết bị, máy móc. 1.4. Cấp thoát nước Nhà máy chế biến sữa cần một lượng nước rất lớn do vậy nước sẽ được cung cấp từ nhà máy nước của khu công nghiệp. Ngoài ra nguồn nước còn được lấy từ các giếng khoan và được xử lý đạt yêu cầu của nước thuỷ cục. Nước thải của nhà máy sau khi được xử lý sẽ được thải ra ngoài theo hệ thống đường thoát nước của khu công nghiệp, nước ngưng có thể tái sử dụng lại cho mẻ sau. Tuyệt đối không để nước thải ứ động, gây ô nhiễm làm ảnh hưởng đến sản xuất của nhà máy cũng như môi trường xung quanh. 1.5. Nguồn cung cấp điện, hơi Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện khu công nghiệp với điện áp 220/380V. Để đề phòng sự cố mất điện , nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng. Trong nhà máy hơi nước được dùng vào nhiều mục đích khác nhau như thanh trùng, tiệt trùng, máy rót,…Hơi nước phải là hơi bão hoà và được cung cấp bởi lò hơi. Nguyên liệu dùng cho lò hơi có thế là dầu DO hoặc FO tuỳ vào mục đích sử dụng. Sinh viên thực hiện: Phan Thị Thanh Nhàn Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 3 Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín từ nguyên liệu sữa tươi 1.6. Nguồn nhân lực Đà Nẵng là một thành phố lớn khu vực miền Trung, đang trên đà phát triển mạnh cộng thêm việc có nhiều trường Đại học, Cao đẳng – đây là nguồn nhân lực dồi dào cho nhà máy. 1.7. Nguồn cung cấp nguyên liệu Là khu vực chưa phát triển mạnh về việc chăn nuôi bò sữa, vì vậy nguồn nguyên liệu của nhà máy sẽ được cung cấp từ các tỉnh thuộc Tây Nguyên và khu vực Đông Nam Bộ như Bình Dương, Lâm Đồng, thành phố Hồ Chí Minh,... Để phát triển lâu dài, cần xây dựng trang trại bò sữa phục vụ cho nhà máy ngay trong thành phố Đà Nẵng hoặc các tỉnh lân cận như Quảng Nam, Huế, Quảng Trị. 1.8. Nguồn cung cấp thiết bị máy móc Một số thiết bị phụ trợ được sản xuất tại địa phương còn lại đa số nhập khẩu từ nước ngoài. 1.9. Thị trường tiêu thụ Thị trường tiêu thụ chủ yếu là thành phố Đà Nẵng và khu vực miền Trung. Bên cạnh đó cũng hướng tới thị trường miền Nam, nơi có nhu cầu tiêu thụ sữa và phô mai rất lớn. 1.10. Sự hợp tác giữa các nhà máy Là khu công nghiệp với nhiều loại hình nhà máy khác nhau nên việc hợp tác hoá giữa các nhà máy đem lại thuận lợi lớn về mặt kinh tế như liên kết với nhà máy bao bì, nhựa,.. tạo ra sự phát triển bền vững. 1.11. Kết luận Từ những tìm hiểu và phân tích trên, việc xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Hoà Khánh – Đà Nẵng là hoàn toàn hợp lý. Sinh viên thực hiện: Phan Thị Thanh Nhàn Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 4 Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường và phô mai ủ chín từ nguyên liệu sữa tươi Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 2.1. Tổng quan về nguyên liệu 2.1.1. Sữa tươi Hình 2.1 Hình ảnh sữa tươi [8] Định nghĩa: Sữa là chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật con. Sữa tươi giàu chất dinh dưỡng vì nó là thực phẩm cân đối về thành phần các chất như: Protein, lipid, muối khoáng, vitamin,…Ngoài ra, nó còn có những acid amin không thể thay thế là những acid amin cần thiết cho cơ thể con người [1]. Từ xưa, con người đã biết sử dụng sữa để chế biến thành nhiều loại thực phẩm quý giá và hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuất trên ba nguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa dê, sữa cừu. Tuy nhiên, ở nước ta nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực vẫn là sữa bò. 2.1.1.1. Tính chất vật lý của sữa Sữa là một chất lỏng đục, độ đục của sữa do các chất béo, protein, một số chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc vào hàm lượng  - caroten có trong chất béo của sữa, sữa bò thường có màu trắng nhạt đến vàng nhạt và có vị ngọt nhẹ, mùi thơm đặc trưng [1]. Sinh viên thực hiện: Phan Thị Thanh Nhàn Giáo viên hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 5