Tài liệu Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam với năng suất 11600 lít sản phẩm ca và sữa cô đặc không đường với năng suất 13400 lít sản phẩm ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT SỮA TỪ SỮA BỘT GẦY GỒM 2 DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT: SỮA CHUA UỐNG HƯƠNG CAM VỚI NĂNG SUẤT 11600 LÍT SẢN PHẨM/CA VÀ SỮA CÔ ĐẶC KHÔNG ĐƯỜNG VỚI NĂNG SUẤT 13400 LÍT SẢN PHẨM/CA Sinh viên thực hiện: Trần Thị Tuyết Phi Số thẻ SV: 107150106 Lớp: 15H2A Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm 2 dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương cam với năng suất 11600 lít sản phẩm/ca và sữa cô đặc không đường với năng suất 13400 lít sản phẩm/ca”. Sinh viên thực hiện: Trần Thị Tuyết Phi Số thẻ SV: 107150106 Lớp: 15H2A Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm có 9 chương: Chương 1: Lập luận về kinh tế: 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 các đặc điểm, tính chất của nguyên liệu và sản phẩm. Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ: Đưa ra cơ sở lựa chọn quy trình công nghệ, sơ đồ quy trình công nghệ và thuyết minh về quy trình. Chương 4: Cân bằng vật chất: Đưa ra kế hoạch sản xuất và tính cân bằng vật chất. Chương 5: Tính và chọn thiết bị. 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 và xây dựng nhà máy. Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm. Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA: HÓA NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Thị Tuyết Phi Số thẻ sinh viên: 107150106 Lớp: 15H2A Khoa: Hóa 1. Tên đề tài đồ án: Ngành: Công nghệ thực phẩm Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm 2 dây chuyền sản xuất: - Sữa chua uống hương cam với năng suất 11600 lít sản phẩm/ca. - Sữa cô đặc không đường với năng suất 13400 lít sản phẩm/ca. 2. Ðề 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 dầu: - Nguyên liệu sữa bột gầy có hàm lượng chất khô 98%, hàm lượng chất béo 0,5%. - Sản phẩm sữa chua uống hương cam có hàm lượng chất khô 17%, hàm lượng chất béo 3% và hàm lượng đường 5%. - Sản phẩm sữa cô đặc không đường có hàm lượng chất khô 35% và hàm lượng chất béo 8%. 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 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 quy trình 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 và xây dựng nhà máy Chương 8: Kiểm tra sản xuất - Đánh giá chất lượng thành phẩm Chương 9: An toàn lao động - Vệ sinh nhà máy Kết luận Tài liệu tham khảo 5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thuớc bản vẽ ): Bản vẽ số 1: Sơ đồ kĩ thuật 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 Bản vẽ số 4: Sơ đồ bố trí đường ống hơi - nước (A0) (A0) Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy (A0) 6. Họ tên nguời huớng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 8. Ngày hoàn thành đồ án: Đà nẵng, ngày… tháng … năm 2019 Trưởng Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm Người hướng dẫn PGS. TS. Đặng Minh Nhật TS. Mạc Thị Hà Thanh LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên em xin chân thành cám ơn toàn thể các thầy cô trong Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và các thầy cô giáo trong Khoa Hóa nói riêng đã dạy dỗ và truyền đạt cho em rất nhiều kiến thức bổ ích và những bài học kinh nghiệm quý báu, các thầy cô đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho em được hoàn thành khóa học tại trường. Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến cô Mạc Thị Hà Thanh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Những điều cô chỉ dạy giúp em có thêm nhiều kiến thức lý thuyết chuyên sâu cũng như kiến thức thực tế trong việc thiết kế, vận hành sản xuất nhà máy sữa. Tiếp đó em cũng gửi lời cám ơn đến các bạn trong nhóm đồ án tốt nghiệp do cô Mạc Thị Hà Thanh hướng dẫn đã giúp em kiểm tra những lỗi sai và chia sẻ kiến thức trong quá trình thực hiện. Do vẫn còn nhiều hạn chế về kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót nên mong thầy cô có thể đóng góp ý kiến để bài đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cám ơn. Chúc cô cùng các thầy cô giáo trong Khoa Hóa dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Trần Thị Tuyết Phi i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả tính toán trong đồ án tốt nghiệp này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Các thông tin về thiết bị đều được trích dẫn chính xác từ các tài liệu đã được nêu trong mục tài liệu tham khảo với chú thích cụ thể. Bố cục trình bày bài thuyết minh, bản vẽ và các giấy tờ quy định cũng được thực hiện theo đúng quy định của nhà trường. Đà nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiện Trần Thị Tuyết Phi ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp Lời cám ơn........................................................................................................................i Lời cam đoan...................................................................................................................ii Mục lục...........................................................................................................................iii Danh sách các hình vẽ và các bảng..............................................................................viii MỞ ĐẦU ........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT...........................................................2 1.1. Vị trí ...................................................................................................................................2 1.2. Khí hậu..............................................................................................................................3 1.3. Hệ thống giao thông nội bộ ...........................................................................................3 1.4. Nguồn cung cấp nguyên liệu.........................................................................................3 1.5. Nguồn cung cấp điện ......................................................................................................3 1.6. Cấp thoát nước ................................................................................................................4 1.7. Nguồn nhân công ............................................................................................................4 1.8. Hệ thống thông tin liên lạc và dịch vụ........................................................................4 1.9. Thị trường tiêu thụ .........................................................................................................4 1.10. Sự hợp hóa .....................................................................................................................4 1.11. Kết luận...........................................................................................................................4 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ..........................6 2.1. Tổng quan về nguyên liệu .............................................................................................6 2.1.1. Nguyên liệu chính..........................................................................................................6 2.1.2. Nguyên liệu phụ.......................................................................................................... 14 2.2. Tổng quan về sản phẩm ............................................................................................. 20 2.2.1. Sữa chua uống hương cam ........................................................................................ 20 2.2.2. Sữa đặc không đường................................................................................................. 23 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm sữa chua uống hương cam và sữa đặc không đường trong và ngoài nước ........................................................................... 24 2.3.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam ............................................................. 24 2.3.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ trên thế giới............................................................. 25 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ........ 27 3.1. Chọn phương án thiết kế............................................................................................ 27 3.2. Quy trình công nghệ.................................................................................................... 27 iii 3.3. Thuyết minh quy trình công nghệ ............................................................................ 30 3.3.1. Thuyết minh công đoạn chung cho cho hai dây chuyền sản xuất ........................ 30 3.3.2. Thuyết minh các công đoạn của quy trình sản xuất sữa chua uống hương cam. 33 3.3.3. Thuyết minh các công đoạn của quy trình sản xuất sữa đặc không đường ......... 36 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ............................................................. 39 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ............................................................................... 39 4.1.1. Năng suất của nhà máy .............................................................................................. 39 4.1.2. Phân tích kế hoạch sản xuất....................................................................................... 39 4.2. Tính cân bằng vật chất ............................................................................................... 41 4.2.1. Các công đoạn của quy trình sản xuất sữa chua uống hương cam ....................... 41 4.2.2. Các công đoạn của quy trình sản xuất sữa cô đặc không đường .......................... 45 4.2.3. Các công đoạn chung của cả hai quy trình .............................................................. 48 4.3. Tính tỉ trọng của sữa qua các công đoạn ................................................................ 51 4.3.1. Tỉ trọng sữa ở các công đoạn của sữa chua uống hương cam............................... 51 4.3.2. Tỉ trọng sữa ở các công đoạn của sữa cô đặc không đường .................................. 51 4.3.3. Tỉ trọng sữa trong dây chuyền chung....................................................................... 52 4.4. Tính toán bao bì ........................................................................................................... 52 4.4.1. Sữa chua uống hương cam......................................................................................... 52 4.4.2. Sữa cô đặc không đường............................................................................................ 52 4.5. Bảng tổng kết ................................................................................................................ 53 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ................................................................... 55 5.1. Các thiết bị dùng trong quy trình sản xuất sữa chua uống hương cam và sữa đặc không đường ................................................................................................................. 55 5.2. Tính và chọn toán thiết bị .......................................................................................... 56 5.3. Tính và chọn thiết bị trong dây chuyền chung...................................................... 56 5.3.1. Silo chứa sữa nguyên liệu.......................................................................................... 56 5.3.2. Máy dò kim loại .......................................................................................................... 58 5.2.3. Phễu định lượng sữa bột gầy ..................................................................................... 58 5.3.4. Thiết bị gia nhiệt nước phối trộn .............................................................................. 59 5.3.5. Thiết bị phối trộn chân không ................................................................................... 59 5.3.6. Bồn phối trộn tuần hoàn............................................................................................. 60 5.3.7. Thiết bị lọc................................................................................................................... 60 5.3.8. Thiết bị gia nhiệt sữa và thanh trùng, làm nguội .................................................... 61 5.3.9. Thiết bị bài khí chân không ....................................................................................... 61 5.3.10. Thiết bị đồng hóa ...................................................................................................... 62 5.3.11. Thiết bị thanh trùng và làm nguội .......................................................................... 62 iv 5.4. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam ... 63 5.4.1. Bể hoạt hóa .................................................................................................................. 63 5.4.2. Bồn lên men ................................................................................................................ 64 5.4.3. Bể phối trộn sữa chua................................................................................................. 64 5.4.4. Thiết bị nghiền đường ................................................................................................ 65 5.4.5. Thiết bị đồng hóa sữa chua........................................................................................ 65 5.4.6. Thiết bị tiệt trùng và làm nguội UHT dạng ống lồng ống ..................................... 66 5.4.7. Bồn chờ rót sữa chua.................................................................................................. 66 5.4.8. Thiết bị rót và ghép mí vô trùng sữa chua uống ..................................................... 67 5.4.9. Máy đóng thùng carton sữa chua uống .................................................................... 68 5.5. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường ....... 68 5.5.1. Thiết bị cô đặc chân không nhiều nồi ...................................................................... 68 5.5.2. Thiết bị đồng hóa sữa cô đặc..................................................................................... 69 5.5.3. Bể phối trộn................................................................................................................. 69 5.5.4. Thiết bị tiệt trùng và làm nguội UHT dạng ống lồng ống ..................................... 70 5.5.5. Bồn chờ rót sữa đặc.................................................................................................... 71 5.5.6. Thiết bị rót và ghép mí vô trùng sữa đặc................................................................. 71 5.5.7. Máy đóng thùng carton sữa cô đặc........................................................................... 72 5.6. Các thiết bị phụ ............................................................................................................ 72 5.6.1. Silo chứa đường .......................................................................................................... 72 5.6.2. Gàu tải vận chuyển đường saccharose ..................................................................... 73 5.6.3. Cách tính thùng chứa ................................................................................................. 73 5.6.4. Thùng chứa sữa sau phối trộn tuần hoàn ................................................................. 74 5.6.5. Thùng chứa AMF sau đun nóng ............................................................................... 75 5.6.6. Thùng chứa sữa sau thanh trùng làm nguội cho sữa chua uống ........................... 75 5.6.7. Thùng chứa sữa sau thanh trùng làm nguội cho sữa cô đặc không đường.......... 75 5.7. Chọn bơm ...................................................................................................................... 76 5.7.1. Bơm ly tâm vận chuyển sữa...................................................................................... 76 5.7.2. Bơm thể tích vận chuyển các chất độ nhớt cao ...................................................... 76 5.8. Chọn băng tải................................................................................................................ 76 5.8.1. Băng tải vận chuyển hộp sữa chua uống 180 ml từ thiết bị rót và ghép mí vô trùng đến thiết bị đóng thùng carton ............................................................................................. 76 5.8.2. Băng tải vận chuyển thùng carton sữa chua uống từ thiết bị đóng thùng đến kho thành phẩm ............................................................................................................................. 77 5.8.3. Băng tải vận chuyển hộp sữa cô đặc không đường 980 ml từ thiết bị rót và ghép mí vô trùng đến thiết bị đóng thùng carton ........................................................................ 77 v 5.8.4. Băng tải vận chuyển thùng carton sữa chua uống từ thiết bị đóng thùng đến kho thành phẩm ............................................................................................................................. 78 5.9. Tổng kết các thiết bị sử dụng .................................................................................... 79 CHƯƠNG 6: TÍNH CÂN BẰNG HƠI – NHIỆT – NƯỚC........................................ 81 6.1. Tính hơi .......................................................................................................................... 81 6.1.1. Cân bằng nhiệt............................................................................................................. 82 6.1.2. Thiết bị chứa sau phối trộn tuần hoàn ...................................................................... 82 6.1.3. Gia nhiệt, thanh trùng và làm nguội ......................................................................... 82 6.1.4. Bồn hoạt hóa giống..................................................................................................... 82 6.1.5. Bồn lên men................................................................................................................. 82 6.1.6. Bồn phối trộn sữa chua .............................................................................................. 82 6.1.7. Thiết bị tiệt trùng UHT cho sữa chua....................................................................... 82 6.1.8. Thiết bị cô đặc............................................................................................................. 82 6.1.9. Thiết bị tiệt trùng UHT cho sữa cô đặc.................................................................... 83 6.2.Tính nước ........................................................................................................................ 84 6.2.1. Cấp nước ...................................................................................................................... 84 6.2.2. Thoát nước ................................................................................................................... 88 6.3. Tính nhiên liệu .............................................................................................................. 88 CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG ....................................................... 89 7.1. Sơ đồ tổ chức nhà máy ................................................................................................ 89 7.2. Chế đồ làm việc............................................................................................................. 89 7.3. Tính nhân sự ................................................................................................................. 89 7.3.1. Bộ phận lao động gián tiếp ........................................................................................ 89 7.3.2. Bộ phận lao động trực tiếp ........................................................................................ 90 7.4.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy ............................................................................. 106 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM .................. 107 8.1. Mục đích....................................................................................................................... 107 8.2. Kiểm tra nguyên liệu đầu vào ................................................................................. 108 8.3. Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất .............................................. 109 8.4. Kiểm tra thành phẩm................................................................................................ 111 CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ....................... 112 9.1. An toàn lao động ........................................................................................................ 112 9.1.1. Những nguyên gây tai nạn trong nhà máy............................................................. 112 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ........................................................... 112 9.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động............................................................ 113 9.2. Vệ sinh xí nghiệp ........................................................................................................ 114 vi 9.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân............................................................................... 114 9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị........................................................................................ 114 9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp...................................................................................................... 114 9.2.4. Xử lý nước thải ......................................................................................................... 115 KẾT LUẬN................................................................................................................116 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 117 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ VÀ CÁC BẢNG DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1. 1 Sơ đồ khu công nghiệp Phú Hà................................................................... 3 Hình 2. 1 Sữa bột gầy .............................................................................................6 Hình 2. 2 Cấu trúc mixen của casein ........................................................................... 7 Hình 2. 3 Chất béo (AMF ) ......................................................................................... 13 Hình 2. 4 Đường RE .................................................................................................... 14 Hình 2. 5 Cấu tạo vi khuẩn Streptococcus thermophilus ........................................ 17 Hình 2. 6 Cấu tạo vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus ............................................. 17 Hình 2. 7 Bột hương cam ............................................................................................ 18 Hình 2. 8 Lecithin (E322) ........................................................................................... 18 Hình 2. 9 Disodium phosphate (E339ii) ................................................................... 19 Hình 2. 10 Sản phẩm sữa chua uống hương cam ..................................................... 20 Hình 2. 11 Sản phẩm sữa đặc không đường ............................................................. 23 Hình 2. 12 Cơ cấu sản phẩm chủ yếu ........................................................................ 25 Hình 2. 13 Công suất sản xuất theo vùng ................................................................. 25 Hình 2. 14 Sự thay đổi sản lượng sữa theo vùng qua các năm .............................. 26 Hình 3. 1 Sơ đồ quy trình công nghệ.....................................................................29 Hình 3. 2 Sơ đồ hệ thống phối trộn tuần hoàn.......................................................... 31 Hình 4. 1 Sơ đồ phối trộn sữa chua uống................................................................43 Hình 4. 2 Sơ đồ công đoạn lên men........................................................................... 44 Hình 4. 3 Sơ đồ công đoạn bổ sung phụ gia ............................................................. 47 Hình 4. 4 Sơ đồ công đoạn phối trộn tuần hoàn....................................................... 50 Hình 5. 1 Silo chứa nguyên liệu...........................................................................56 Hình 5. 2 Máy dò kim loại .......................................................................................... 58 Hình 5. 3 Phễu định lượng .......................................................................................... 58 Hình 5. 4 Thiết bị trao đổ nhiệt dạng bản mỏng ...................................................... 59 Hình 5. 5 Thiết bị phối trộn chân không ................................................................... 59 Hình 5. 6 Bồn phối trộn............................................................................................... 60 Hình 5. 7 Thiết bị lọc sữa Jumbo ............................................................................... 60 Hình 5. 8 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng ..................................................... 61 Hình 5. 9 Thiết bị bài khí chân không ....................................................................... 62 Hình 5. 10 Thiết bị đồng hóa ...................................................................................... 62 Hình 5. 11 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng ................................................... 62 viii Hình 5. 12 Bể cấy men vi sinh – SEED TANK ....................................................... 63 Hình 5. 13 Bồn lên men .............................................................................................. 64 Hình 5. 14 Bể phối trộn............................................................................................... 64 Hình 5. 15 Thiết bị nghiền búa................................................................................... 65 Hình 5. 16 Thiết bị đồng hóa...................................................................................... 65 Hình 5. 17 Thiết bị tiệt trùng và làm nguội UHT dạng ống lồng ống................... 66 Hình 5. 18 Bồn chờ rót vô trùng ................................................................................ 66 Hình 5. 19 Thiết bị rót và ghép mí vô trùng ............................................................. 67 Hình 5. 20 Máy đóng thùng carton ............................................................................ 68 Hình 5. 21 Thiết bị cô đặc 2 nồi................................................................................. 68 Hình 5. 22 Thiết bị đồng hóa...................................................................................... 69 Hình 5. 23 Bồn phối trộn ............................................................................................ 69 Hình 5. 24 Thiết bị tiệt trùng và làm nguội UHT dạng ống lồng ống................... 70 Hình 5. 25 Bồn chờ rót vô trùng ................................................................................ 71 Hình 5. 26 Thiết bị rót và ghép mí vô trùng ............................................................. 71 Hình 5. 27 Máy đóng thùng........................................................................................ 72 Hình 5. 28 Thùng chứa................................................................................................ 74 Hình 5. 29 Bơm ly tâm ................................................................................................ 76 Hình 5. 30 Bơm thể tích .............................................................................................. 76 Hình 5. 31 Băng tải xích nhựa.................................................................................... 76 Hình 5. 32 Băng tải vận chuyển thùng ...................................................................... 77 Hình 5. 33 Băng tải xích nhựa.................................................................................... 77 Hình 5. 34 Băng tải vận chuyển thùng ...................................................................... 78 Hình 6. 1 Nồi hơi điện..........................................................................................84 Hình 7. 1 Sơ đồ tổ chức nhà máy.........................................................................89 Hình 7. 2 Sơ đồ bố trí kho chứa nguyên liệu............................................................ 94 Hình 7. 3 Sơ đồ bố trí kho thành phẩm ..................................................................... 97 Hình 7. 4 Thiết bị trao đổi nhiệt............................................................................... 100 Hình 7. 5 Các công đoạn trong hệ thống xử lý nước RO ..................................... 101 Hình 7. 6 Sơ đồ bố trí khu hành chính .................................................................... 102 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2. 1 Các axit amin chủ yếu có trong sữa tính theo %.......................................7 Bảng 2. 2 Độ hòa tan của lactoza (g/100g nước)........................................................8 Bảng 2. 3 Thành phần các vitamin trong sữa ..............................................................9 ix Bảng 2. 4 Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa ........................................... 9 Bảng 2. 5 Chỉ tiêu cảm quan của sữa bột gầy [TCVN 7404:2004] ....................... 11 Bảng 2. 6 Chỉ tiêu hóa lý của sữa bột gầy [TCVN 7404:2004] ............................. 11 Bảng 2. 7 Các chỉ tiêu vi sinh của sữa bột gầy [TCVN 7404:2004] ..................... 11 Bảng 2. 8 Hàm lượng các kim loại nặng cho phép của sữa bột gầy [TCVN 7404:2004] .................................................................................................................... 11 Bảng 2. 9 Chỉ tiêu chất lượng nước sản xuất [1329/2002/QĐ-BYT].................... 12 Bảng 2. 10 Chỉ tiêu chất lượng AMF theo TCVN 8434:2010 ............................... 13 Bảng 2. 11 Chỉ tiêu về kim loại nặng AMF theo TCVN 8434:2010..................... 14 Bảng 2. 12 Độ hòa tan của sachharoza tinh khiết .................................................... 14 Bảng 2. 13 TCVN 6958:2001 đối với đường RE .................................................... 15 Bảng 2. 14 Tiêu chuẩn chất ổn định, phụ gia [TCVN 6471-98]............................ 16 Bảng 2. 15 Chỉ tiêu cảm quan của Lecithin .............................................................. 19 Bảng 2. 16 Chỉ tiêu chất lượng của Lecithin ............................................................ 19 Bảng 2. 17 Đặc điểm, tính chất của disodium phosphate ....................................... 20 Bảng 2. 18 Chỉ tiêu cảm quan của sữa chua [TCVN 7030:2002].......................... 21 Bảng 2. 19 Chỉ tiêu hóa lý của sữa chua [TCVN 7030:2002]................................ 21 Bảng 2. 20 Chỉ tiêu vi sinh của sữa chua [TCVN 7030:2002]............................... 22 Bảng 2. 21 Hàm lượng kim loại nặng cho phép của sữa chua [TCVN 7030:2002] ........................................................................................................................................ 22 Bảng 2. 22 Chỉ tiêu cảm quan .................................................................................... 24 Bảng 2. 23 Chỉ tiêu hóa lý .......................................................................................... 24 Bảng 2. 24 Chỉ tiêu vi sinh.......................................................................................... 24 Bảng 4. 1 Bảng nhập nguyên liệu từ New Zealand..............................................39 Bảng 4. 2 Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy ...................................................... 40 Bảng 4. 3 Bảng hao hụt qua các công đoạn ở quy trình sản xuất sữa chua .......... 41 Bảng 4. 4 Bảng hao hụt khối lượng qua các công đoạn sản xuất sữa cô đặc không đường ............................................................................................................................. 46 Bảng 4. 5 Bảng hao hụt khối lượng qua các công đoạn chung của hai quy trình 48 Bảng 4. 6 Tổng kết nguyên liệu chính phụ ............................................................... 53 Bảng 4. 7 Bảng tổng kết các loại bao bì.................................................................... 54 Bảng 4. 8 Bảng tổng kết cân bằng vật chất............................................................... 54 Bảng 5. 1 Các thiết bị dùng trong quy trình sản xuất............................................55 Bảng 5. 2 Bảng tổng kết các thiết bị sử dụng ........................................................... 79 Bảng 6. 1 Các thiết bị sử dụng hơi........................................................................81 Bảng 6. 2 Bảng tổng kết chi phí hơi sử dụng của thiết bị ....................................... 83 x Bảng 7. 1 Số nhân lực bộ phận lao động gián tiếp..............................................89 Bảng 7. 2 Số nhân lực bộ phận lao động trực tiếp................................................... 90 Bảng 7. 3 Tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy ................................. 105 Bảng 8. 1 Kiểm tra nguyên liệu đầu vào............................................................ 108 Bảng 8. 2 Kiểm tra các công đoạn sản xuất ........................................................... 109 Bảng 8. 3 Kiểm tra thành phẩm ............................................................................... 111 xi Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm hai dây chuyền: sữa chua uống hương cam và sữa đặc không đường MỞ ĐẦU Các ngành công ngiệp chế biến nói chung và các ngành chế biến sữa nói riêng đã và đang phát triển. Dự báo trong những năm tới đây ngành sữa Việt Nam sẽ tiếp tục tăng trưởng khoảng 9 – 10% và đạt mức 27 -28 lít sữa/người/năm vào năm 2020. Tiêu thụ sữa sẽ tiếp tục tăng trong vài năm tới do thu nhập của người dân tăng và sự phát triển của các chuỗi bán hàng hiện đại. Nhu cầu đối với các sản phẩm sữa có giá trị cao cũng được dự báo sẽ tăng mạnh do dân số trẻ và số lượng người thuộc tầng lớp trung lưu ở các đô thị tăng. Những đối tượng khách hàng này thường có nhu cầu trải nghiệm những sản phẩm mới, đặc biệt là các sản phẩm hữu cơ, xu hướng sử dụng sản phẩm sữa hạt. Nhu cầu tiêu thụ bơ và phô mai sẽ tăng với tốc độ nhanh chóng. Sữa đặc và sữa chua uống cũng là những mặt hàng sữa được cho là sẽ có lượng tiêu thụ cao. Hàng năm, Việt Nam vẫn nhập gần một tỷ USD các sản phẩm sữa chủ yếu từ New Zealand do nguồn cung cấp trong nước vẫn còn thiếu hụt. Từ những nhu cầu của người sử dụng cũng như của nên kinh tế nước nhà thì việc xây dựng thêm nhà máy chế biến sữa là điều cần thiết [1]. Sữa là nguồn nguyên liệu có chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết đáp ứng cho nhu cầu của cơ thể con người về Canxi, Magie, Selen, Riboflavin, vitamin B 12 và vitamin B5. Góp phần cung cấp năng lượng và giúp cơ thể khỏe mạnh và tham gia vào cấu trúc tế bào là tác nhân cho một số phản ứng sinh học diễn ra trong cơ thể. Sữa đặc và sữa chua uống là những mặt hàng đang có lượng tiêu thụ cao. Sữa đặc là loại sữa đã được tách bớt nước khoảng 60% tùy theo loại có đường hay không có đường mà bổ sung thêm đường, nhưng thường các loại sữa đặc đều chứa nhiều chất dinh dưỡng và lượng calo cũng nhiều hơn sữa tươi. Bên cạnh đó sữa chua uống cũng là một trong những sản phẩm phổ biến hiện nay. Nhờ quá trình lên men lactic mà sữa chua uống có một vị chua rất đặc trưng và có lợi cho quá trình tiêu hóa của cơ thể con người. Từ những lợi ích nêu trên cũng như để đáp ứng nhu cầu cho người tiêu dùng và làm cho nền kinh tế Việt Nam phát triển thì việc xây dựng thêm nhà máy chế biến sữa là điều cần thiết và cần được thực hiện. Chính những yếu tố trên tôi đã chọn đề tài làm đồ án tốt nghiệp là: “ Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa bột gầy gồm hai dây chuyền sản xuất: Sữa chua uống hương cam, năng suất 11600 lít sản phẩm/ ca. Sữa đặc không đường, năng suất 13400 lít sản phẩm/ ca. SVTH: Trần Thị Tuyết Phi GVH D: TS. Mạc Thị Hà Thanh 1 Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm hai dây chuyền: sữa chua uống hương cam và sữa đặc không đường CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT Để xây dựng một nhà máy thì điều trước hết là tìm hiểu những vấn đề liên quan đến công trình. Những vấn đề này phải mang tính thuyết phục và quyết định sự sống còn của nhà máy nên cần phải đảm bảo những yêu cầu sau [2][3]: - Vị trí nhà máy gần vùng nguyên liệu và tiêu thụ - Cung cấp điện năng dễ dàng - Cấp thoát nước thuận lợi - Giao thông vận chuyển thuận lợi - Có khả năng cung cấp nguồn nhân lực cho nhà máy - Thuận lợi cho việc liên hiệp hóa 1.1. Vị trí Khu công nghiệp Phú Hà nằm tại tỉnh Phú Thọ với diện tích 350 ha. Đây là khu công nghiệp đầu tiên tại thị xã Phú Thọ, nơi có nguồn lao động dồi dào, chi phí nhân công thấp. Khu công nghiệp nằm sát 2 tuyến đường huyết mạch đường Hồ Chí Minh và đường cao tốc Hà Nội – Lào Cai nên giúp rút ngắn thời gian di chuyển và giao thương cho các nhà đầu tư từ Khu công nghiệp đến trung tâm Hà Nội và các Khu công nghiệp lân cận. Lợi thế của Khu công nghiệp: - Giá thấp nhất khu vực - Vị trí địa lý – kinh tế thuận lợi - Có sẵn mặt bằng, có thể xây nhà máy ngay - Hạ tầng kỹ thuật, dịch vụ và xã hội đầy đủ, đồng bộ Đường bộ: một số tuyến đường lớn chạy qua tỉnh: Quốc lộ 2, Quốc lộ 70, Quốc lộ 32A, 32B. Bên cạnh đó khu công nghiệp còn cách sân bay Quốc tế Nội Bài 66 km, cách Thủ đô Hà Nội 80 km.... Đường biển: khá thuận lợi về giao thông đường thủy, với ba con sông lớn là sông Hồng, sông Lô, sông Đà chảy qua và có 3 cảng sông lớn như: cảng Đầu mối Việt Trì, Cảng Yến Mao, Cảng Bãi Bằng... SVTH: Trần Thị Tuyết Phi GVH D: TS. Mạc Thị Hà Thanh 2 Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm hai dây chuyền: sữa chua uống hương cam và sữa đặc không đường Sơ đồ khu công nghiệp Phú Hà được thể hiện ở hình 1.1. Hình 1. 1 Sơ đồ khu công nghiệp Phú Hà [4] 1.2. Khí hậu Phú Thọ mang đặc điểm khí hậu vùng trung du, miền núi có gió mùa và thủy văn miền trung du lưu vực hệ thống sông Hồng. Có các đặc điểm như sau [5]: - Nhiệt độ trung bình năm từ 22 0C – 24 0C - Độ ẩm trung bình 85% - 87% - Số giờ nắng trung bình trong năm từ 1300 – 1550h - Lượng bốc hơi năm từ 900 – 1100 mm/năm - Lượng mưa trung bình trong năm khoảng 1600 – 1800 mm - Mưa từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm, chiếm khoảng 80% lượng mưa hàng năm. 1.3. Hệ thống giao thông nội bộ Nhà máy cần vận chuyển thường xuyên các khối lượng lớn về: nguyên vật liệu, bao bì, nhiên liệu, ... để đảm bảo hoạt động của nhà máy được hoạt động liên tục. Ngoài ra còn vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ, vận chuyển phế liệu trong quá trình sản xuất. Giao thông của nhà máy khá thuận lợi. Khu công nghiệp Phú Hà nằm giữa hai trục đường chính, đường Hồ Chí Minh và cao tốc Hà Nội – Lào Cai, giúp giảm tối đa thời gian di chuyển và các hoạt động đầu tư giữa khu công nghiệp Phú Hà tới Hà Nội và các Khu công nghiệp xung quanh. Bên cạnh đó hệ thống giao thông đường thủy cũng khá thuận lợi với ba con sông lớn và có ba cảng sông lớn. 1.4. Nguồn cung cấp nguyên liệu Nguyên liệu ở nhà máy sử dụng là sữa bột gầy được nhập từ New Zealand. 1.5. Nguồn cung cấp điện Khu công nghiệp Phú Hà được cấp điện từ lưới điện quốc gia qua trạm biến áp 110/220 KV với công suất 63 MVA. Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng điện của khu công nghiệp với điện áp 220/380V. Để đề phòng mất điện, nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng. SVTH: Trần Thị Tuyết Phi GVH D: TS. Mạc Thị Hà Thanh 3 Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa bột gầy gồm hai dây chuyền: sữa chua uống hương cam và sữa đặc không đường Trong nhà máy, hơi được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như đun nóng, thanh trùng, tiệt trùng, phục vụ máy rót, vệ sinh khử trùng máy móc thiết bị... 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. 1.6. Cấp thoát nước Nhà máy cấp nước với công suất 13500 m3 /ngày đêm ( đường kính của ống cấp nước từ D100mm – D300mm), độ sâu đặt ống trung bình 1,2m. Nước được lấy trực tiếp từ nguồn nước ngầm. Hệ thống thoát nước mưa và nước thải được xây dựng riêng biệt, nước mưa được thu gom qua hệ thống cống và thoát ra các sông khu vực. Đường kính cống ngầm thoát nước mưa là D600mm – D1000mm trên nguyên tắc tự chảy. Hệ thống xử lý nước thải và chất thải: trạm xử lý nước thải có công suất 7500 m3 /ngày đêm ( lượng nước thải được tính bằng 80% lượng nước cấp). Đường kính cống thoát nước thải D300 – D900mm. 1.7. Nguồn nhân công Phú Thọ có lượng lao động dồi dào, chi phí nhân công thấp, trên 840 000 người, chủ yếu là lao động trẻ. Tỷ lệ lao động qua đào tạo và truyền nghề đạt 58%, trong đó tỷ lệ có bằng cấp, chứng chỉ đạt 26,5% ( Theo số liệu kinh tế - xã hội 6 tháng đầu năm 2017). 1.8. Hệ thống thông tin liên lạc và dịch vụ Khu công nghiệp thiết lập mạng lưới viễn thông hiện đại đạt tiêu chuẩn quốc tế đáp ứng đầy đủ và nhanh chóng mọi nhu cầu về dịch vụ thông tin liên lạc trong và ngoài nước. Khu công nghiệp Phú Hà có đầy đủ các dịch vụ về hải quan, ngân hàng, bưu điện, phục vụ nhu cầu của doanh nghiệp và công nhân làm việc tại nhà máy. 1.9. Thị trường tiêu thụ Thị trường tiêu thụ chủ yếu là tỉnh Phú Thọ và các khu vực lân cận như Hà Nội, Vĩnh Yên, Thái Nguyên,...và các khu vực xung quanh miền bắc và miền trung. 1.10. Sự hợp hóa Liên kết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp như nhà máy cung cấp bao bì, nhà máy nước từ đó giảm được chi phí đầu tư, điện nước và dễ dàng kiểm soát ô nhiễm. Nằm gần thành phố lớn như Hà Nội là một thành phố phát triển là một thị trương tiềm năng lớn. 1.11. Kết luận Khu công nghiệp Phú Hà là nơi có một hệ giao thông vận tải thuận lợi vì nguyên liệu của nhà máy là sữa bột gầy được nhập khẩu ở New Zealand nên việc nhập khẩu sẽ SVTH: Trần Thị Tuyết Phi GVH D: TS. Mạc Thị Hà Thanh 4