Tài liệu Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa gầy gồm hai dây chuyền sản xuất sữa chua truyền thống hương dâu năng suất 18 triệu lít sản phẩm năm và sữa chua uống men sống hương dâu năng suất 18700 tấn sản phẩm năm

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA GẦY GỒM HAI DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT: SỮA CHUA TRUYỀN THỐNG HƯƠNG DÂU NĂNG SUẤT 18 TRIỆU LÍT SẢN PHẨM/ NĂM VÀ SỮA CHUA UỐNG MEN SỐNG NĂNG SUẤT 18 700 TẤN SẢN PHẨM/NĂM Người hướng dẫn: TS. MẠC THỊ HÀ THANH Sinh viên thực hiện: VÕ THỊ TÚ NHI Số thẻ sinh viên: 107150103 Lớp: 15H2A Đà Nẵng – Năm 2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa gầy gồm hai dây chuyền sản xuất: Sữa chua truyền thống hương dâu năng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm và sữa chua uống men sống hương dâu năng suất 18700 tấn sản phẩm/năm. Sinh viên thực hiện: Võ Thị Tú Nhi Số thẻ sinh viên: 107150103 Lớp: 15H2A Phần thuyết minh gồm có 9 chương. Nội dung thuyết minh nêu rõ các vấn đề sau: Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật Lập luận kinh tế kỹ thuật cho việc xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc như thị trường tiêu thụ, chi phí đất đai, vận tải, tình trạng địa hình thổ nhưỡng, nguồn cung ứng nguyên – nhiên vật liệu, thời tiết địa phương,… Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm Giới thiệu, trình bày các thành phần, quy trình phản ứng diễn ra khi bảo quản, sản xuất,…sữa và các sản phẩm từ sữa. Và tình hình sữa tại Việt Nam và trên thế giới. Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình sản xuất Trình bày sơ đồ và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất. Chương 4: Tính cân bằng vật chất Tính toán chu trình, thời gian làm việc của toàn nhà máy. Tính toán cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất sữa chua uống và bơ lên men theo các thông số ban đầu đã cho. 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 năng lượng sử dụng và nhiên liệu tiêu tốn của các thiết bị sử dụng hơi - nhiệt. Tính nước cho các công trình cung cấp nước và xử lý nước thải. Chương 7: Tính tổ chức dân sự - 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 lý. Chương 8: Kiểm tra sản xuất và chất lượng sản phẩm Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp 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: Võ Thị Tú Nhi Số thẻ sinh viên: 107150103 Lớp: 15H2A Ngành: Công nghệ thực phẩm Khoa: Hóa 1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sữa từ sữa gầy gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua truyền thống hương dâu và sữa chua uống men sống hương dâu. 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: Sữa cô đặc không đường năng suất 18 triệu lít sản phẩm/năm Sữa tươi tiệt trùng có đường năng suất 18700 tấn sản phẩm/năm 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 quy trình công nghệ Chương 4: Tính cân bằng vật liệu Chương 5: Tính và chọn thiết bị Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm Chương 9: An toàn lao động và 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 kỹ thuật quy trình công nghệ (A0) Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0) Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0) Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi - nước (A0) Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (A0) 6. Họ tên nguời hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 2019 8. Ngày hoàn thành đồ án: 01/12/2019 Ðà Nẵng, ngày.....tháng.....năm 2019 Trưởng Bộ môn Công nghệ thực phẩm PGS.TS Đặng Minh Nhật Người hướng dẫn TS. Mạc Thị Hà Thanh LỜI CẢM ƠN Sau gần 4 tháng đồ án tốt nghiệp đã được hoàn thành đúng thời gian quy định. Để có kết quả như ngày hôm nay nhờ rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ, động viên từ thầy cô, bạn bè và gia đình làm tăng thêm có thêm động lực hoàn thành đúng tiến độ. Tuy thời gian làm đồ án không dài nhưng đã có rất nhiều trải nghiệm quý báu của quãng đời sinh viên. Được sự chỉ dẫn nhiệt tình của cô giáo Mạc Thị Hà Thanh, cùng sự giúp đỡ của các thầy cô và các bạn, đến nay cơ bản hoàn thành được đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định. Xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn Mạc Thị Hà Thanh đã trực tiếp giúp đỡ, chỉ bảo tận tình trong suốt thời gian vừa qua. Xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo bộ môn khoa Hóa nói riêng và thầy, cô giáo Trường Đại học Bách khoa ˗ Đại học Đà Nẵng nói chung đã dạy bảo, dìu dắt, giúp đỡ trong suốt những năm học vừa qua. Những kiến thức học được tại trường mà các thầy cô chỉ dạy trong suốt quảng đường sinh viên 5 năm sẽ là hành trang quý báu để bước vào đời vững vàng. Do kiến thức còn nhiều hạn chế, thiếu kinh nghiệm thực tế, thời gian thực hiện có hạn nên dù đã có nhiều cố gắng, đồ án vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được sự góp ý, nhận xét của quý thầy cô và các bạn để đồ án này được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn. Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực hiện Võ Thị Tú Nhi i CAM ĐOAN Xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là dựa trên sự nghiên cứu, tìm hiểu từ các số liệu thực tế và được thực hiện theo đúng sự chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn. Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn từ các nguồn tài liệu nằm trong danh mục tài liệu tham khảo. Sinh viên thực hiện Võ Thị Tú Nhi ii MỤC LỤC TÓM TẮT ......................................................................................................................2 NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................................................ i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ i CAM ĐOAN .................................................................................................................. ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ..................................................................... xi MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT .................................................. 2 1.1. Sự cần thiết xây dựng nhà máy ............................................................................. 2 1.2. Vị trí đặt nhà máy................................................................................................... 2 1.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của thành phố Hồ Chí Minh ..........................3 1.2.1.1. Điều kiện tự nhiên ..............................................................................................3 1.2.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ...................................................................................3 1.2.2. Thông tin về khu công nghiệp ...............................................................................3 1.3. Giao thông vận tải .................................................................................................. 3 1.4. Cấp thoát nước........................................................................................................ 4 1.5. Nguồn cung cấp điện và hơi ................................................................................... 4 1.6. Nguồn nhân lực ....................................................................................................... 4 1.8. Nguồn cung cấp nguyên liệu .................................................................................. 4 1.9. Thị trường tiêu thụ ................................................................................................. 4 1.10. 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 gầy 5 2.1.1.1. Giới thiệu về nguyên liệu sữa gày ......................................................................5 2.1.1.2. Tính chất hóa lý ..................................................................................................5 2.1.1.3. Tính chất hóa học ...............................................................................................5 2.1.1.4. Một số chỉ tiêu hóa lý, cảm quan và vi sinh của sữa ..........................................5 2.1.1.5. Thành phần hóa học của sữa bò .........................................................................6 2.1.1.6. Hệ vi sinh vật trong sữa ......................................................................................9 2.1.2. Nguyên liệu phụ ..................................................................................................10 iii 2.1.2.1. Nước ................................................................................................................. 10 2.1.2.2. Đường saccharose ............................................................................................ 11 2.1.2.3. Cream 40% ....................................................................................................... 11 2.1.2.4. Phụ gia và chất ổn định: ................................................................................... 12 2.1.2.5.. Men sống probiotic.......................................................................................... 13 2.1.2.6.. Giống vi khuẩn lactic ...................................................................................... 14 2.1.3. Yêu cầu về diều kiện bảo quản và vận chuyển sữa gầy ...................................... 15 2.2. Tổng quan về sản phẩm ....................................................................................... 15 2.2.1. Sữa chua truyền thống ......................................................................................... 15 2.2.1.1. Định nghĩa ........................................................................................................ 15 2.2.1.2. Thành phần dinh dưỡng ................................................................................... 15 2.2.1.3. Các chỉ tiêu của sữa chua ................................................................................. 15 2.2.2. Sữa chua uống men sống ..................................................................................... 16 2.2.2.1. Định nghĩa: ....................................................................................................... 16 2.2.2.2. Các chỉ tiêu ....................................................................................................... 17 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm ........................................................... 18 2.3.1. Tình hình trên thế giới ......................................................................................... 18 2.3.2. Tình hình tại Việt Nam........................................................................................ 18 CHƯƠNG 3: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ................................ 20 3.1. Phương án thiết kế ............................................................................................... 20 3.2. Sơ đồ quy trình công nghệ [12] ........................................................................... 21 3.3. Thuyết minh quy trình công nghệ ...................................................................... 22 3.3.1. Thuyết minh các công đoạn chung của 2 dây chuyền ......................................... 22 3.3.1.1. Xử lý nguyên liệu ............................................................................................. 22 3.3.1.2. Lọc: ................................................................................................................... 22 3.3.1.3. Định lượng: ...................................................................................................... 22 3.3.1.4. Gia nhiệt sơ bộ ................................................................................................. 23 3.3.2. Quy trình sản xuất sữa chua truyền thống ........................................................... 23 3.3.2.1. Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô ....................................................................... 23 3.3.2.2. Gia nhiệt ........................................................................................................... 23 3.3.2.3. Bài khí .............................................................................................................. 23 3.3.2.4. Thanh trùng ...................................................................................................... 23 3.3.2.5. Làm nguội ........................................................................................................ 24 3.3.2.6. Cấy men ............................................................................................................ 24 iv 3.3.2.7.. Phối trộn ..........................................................................................................24 3.3.2.8. Rót vô trùng ......................................................................................................25 3.3.2.9. Lên men ............................................................................................................25 3.3.2.10. Làm mát ..........................................................................................................25 3.3.3. Quy trình sản xuất sữa chua uống men sống .......................................................26 3.3.3.1. Lên men ............................................................................................................26 3.3.3.2. Trộn dịch Syrup (dịch đường) ..........................................................................26 3.3.3.3. Tiệt trùng ..........................................................................................................27 3.3.3.4. Làm nguội .........................................................................................................27 3.3.3.5. Bổ sung men sống ............................................................................................27 3.3.3.6. Đồng hóa...........................................................................................................27 3.3.3.7. Chiết rót ............................................................................................................28 CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT .................................................................... 29 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy .......................................................................... 29 4.1.1. Năng suất của nhà máy ........................................................................................29 4.1.1.1. Yêu cầu đầu vào của nguyên liệu sữa gầy ........................................................29 4.1.1.2. Yêu cầu đầu ra của sản phẩm sữa chua uống truyền thống ..............................29 4.1.1.3. Yêu cầu đầu ra của sản phẩm sữa chua uống men sống hương dâu ................29 4.1.2. Phân tích kế hoạch sản xuất.................................................................................29 4.2. Tính cân bằng vật chất ......................................................................................... 30 4.2.1. Công thức tính toán .............................................................................................30 4.2.2. Các công đoạn của quy trình sản xuất sữa chua truyền thống: ...........................31 4.2.2.1. Lên men ............................................................................................................32 4.2.2.2. Rót ....................................................................................................................32 4.2.2.3. Bồn chờ rót .......................................................................................................32 4.2.2.4. Phối trộn ...........................................................................................................32 4.2.2.5. Cấy giống, lên men ...........................................................................................34 4.2.4.2. Làm nguội .........................................................................................................35 4.2.2.6. Thanh trùng ......................................................................................................35 4.2.2.7. Bài khí...............................................................................................................35 4.2.2.8. Gia nhiệt ...........................................................................................................35 4.2.2.9. Phối trộn tuần hoàn điều chỉnh chất khô ..........................................................35 4.2.3. Các công đoạn của quy trình sản xuất sữa chua uống men sống: .......................36 4.2.3.1. Rót ....................................................................................................................37 v 4.2.3.2. Bồn chờ rót ....................................................................................................... 37 4.2.3.3. Làm lạnh ........................................................................................................... 37 4.2.3.4. Đồng hóa .......................................................................................................... 37 4.2.3.5. Phối trộn ........................................................................................................... 37 4.2.3.6. Làm nguội ........................................................................................................ 38 4.2.3.7. Tiệt trùng .......................................................................................................... 38 4.2.3.8. Trộn hương ....................................................................................................... 38 4.2.3.9. Cấy giống, lên men........................................................................................... 40 4.2.3.10. Làm nguội ...................................................................................................... 41 4.2.3.11. Thanh trùng .................................................................................................... 41 4.2.3.12. Bài khí ............................................................................................................ 41 4.2.3.13. Gia nhiệt ......................................................................................................... 41 4.2.3.14. Phối trộn tuần hoàn điều chỉnh chất khô ........................................................ 41 4.2.4. Các công đoạn chung của hai quy trình .............................................................. 42 4.2.4.1. Gia nhiệt sơ bộ ................................................................................................. 42 4.2.4.2. Xử lí nguyên liệu .............................................................................................. 42 4.2.4.3. Định lượng........................................................................................................ 42 4.2.4.4. Lọc .................................................................................................................... 43 4.3. Tính tỉ trọng của sữa qua các công đoạn ........................................................... 43 4.3.1. Tỉ trọng sữa ở các công đoạn của sữa chua truyền thống hương dâu ................. 43 4.3.2. Tỉ trọng sữa trong dây chuyền chung .................................................................. 44 4.3.3. Tỉ trọng sữa ở các công đoạn của sữa chua uống hương dâu.............................. 44 4.4. Tính toán bao bì .................................................................................................... 45 4.4.1. Sữa chua truyền thống ......................................................................................... 45 4.4.1.1. Số hộp giấy cần dùng để rót sữa tiệt trùng không đường ................................ 45 4.4.2. Sữa chua uống hương dâu ................................................................................... 45 4.4.2.1. Số hộp giấy cần dùng để rót sữa chua uống hương dâu ................................... 45 4.4.2.2. Số thùng carton cần dùng ................................................................................. 45 4.5. Bảng tổng kết ........................................................................................................ 45 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ .............................................................. 47 5.1.Nguyên tắc chọn thiết bị ....................................................................................... 47 5.2.Tính toán thiết bị ................................................................................................... 49 5.2.1.Chọn và tính toán các thiết bị trong dây chuyền sản xuất chung ......................... 49 5.2.1.1.Thùng chứa sữa trung gian: ............................................................................... 49 vi 5.2.1.2. Thiết bị lọc sữa .................................................................................................51 5.2.1.3. Lưu lượng kế ....................................................................................................52 5.2.1.4. Bơm ..................................................................................................................52 5.2.1.5. Thiết bị gia nhiệt sơ bộ .....................................................................................53 5.2.1.7. Băng tải vận chuyển sữa hộp qua đóng thùng ..................................................54 5.2.2. Chọn và tính toán thiết bị dây chuyền sản xuất sữa chua truyền thống ..............55 5.2.2.1. Thiết bị phối trộn, chuẩn hóa sữa .....................................................................55 5.2.2.2. Thiết bị gia nhiệt ...............................................................................................56 5.2.2.3Thiết bị bài khí ....................................................................................................57 5.2.2.4.Thiết bị thanh trùng ...........................................................................................58 5.2.2.5.Bể hoạt hóa giống ..............................................................................................58 5.2.2.6.Bể phối trộn sữa chua ........................................................................................59 5.2.2.7.Nồi nấu siro .......................................................................................................60 5.2.2.8.Bồn chờ rót sữa chua .........................................................................................61 5.2.2.9.Thiết bị rót và ghép mí vô trùng sữa chua uống ................................................62 5.2.2.10.Máy đóng thùng carton sữa chua truyền thống ...............................................62 5.2.3. Chọn và tính toán thiết bị dây chuyền sản xuất sữa chua uống...........................63 5.2.3.1. Thiết bị phối trộn, chuẩn hóa sữa .....................................................................63 5.2.3.2.Thiết bị gia nhiệt ................................................................................................64 5.2.3.3.Thiết bị bài khí ...................................................................................................65 5.2.3.4.Thiết bị thanh trùng ...........................................................................................65 5.2.3.5.Bể hoạt hóa giống ..............................................................................................66 5.2.3.6.Tank lên men .....................................................................................................67 5.2.3.7.Bể phối trộn sữa chua ........................................................................................68 5.2.3.8.Nồi nấu siro .......................................................................................................68 5.2.3.9.Thiết bị tiệt trùng sữa chua uống .......................................................................69 5.2.3.10.Thùng phối trộn men sống ...............................................................................70 5.2.3.11.Thiết bị đồng hóa sữa chua ..............................................................................71 5.2.3.12.Bồn chờ rót sữa chua .......................................................................................72 5.2.3.13.Thiết bị rót và ghép mí vô trùng sữa chua uống ..............................................72 5.2.3.14.Máy đóng thùng carton sữa chua uống............................................................73 CHƯƠNG 6: TÍNH HƠI-NƯỚC-NHIÊN LIỆU ...................................................... 74 6.1.Tính hơi .................................................................................................................. 74 vii 6.1.1.Gia nhiệt sữa sơ bộ ............................................................................................... 75 6.1.2.Gia nhiệt nước phối trộn ...................................................................................... 76 6.1.3.Thanh trùng .......................................................................................................... 77 6.1.3.1..Đối với sữa chua truyền thống ......................................................................... 77 6.1.3.2.Đối với sữa chua uống men sống ...................................................................... 78 6.1.4.Bể hoạt hóa giống ................................................................................................. 78 6.1.4.1. Đối với sữa chua truyền thống ......................................................................... 79 6.1.4.2.Đối với sữa chua uống men sống ...................................................................... 80 6.1.5.Bể lên men (sữa chua uống men sống) ................................................................ 82 6.1.6.Nồi hâm cream ..................................................................................................... 84 6.1.6.1.Đối với sữa chua truyền thống .......................................................................... 84 6.1.6.2.Đối với sữa chua uống men sống ...................................................................... 85 6.1.7.Nồi nấu siro .......................................................................................................... 87 6.1.7.1.Đối với sữa chua truyển thống .......................................................................... 87 6.1.7.2.Đối với sữa chua uống men sống ...................................................................... 89 6.1.8.Tiệt trùng UH đối với sữa chua uống men sống .................................................. 90 6.1.9.Thùng phối trộn men sống ................................................................................... 91 6.2.Tính nước ............................................................................................................... 94 6.2.1.Cấp nước .............................................................................................................. 94 6.2.1.1Nước dùng cho sản xuất ..................................................................................... 94 6.2.1.2.Nước dùng cho lò hơi ........................................................................................ 97 6.2.1.3Nước dùng cho sinh hoạt.................................................................................... 98 6.2.1.4.Nước dùng để vệ sinh máy móc, thiết bị và cứu hỏa ........................................ 98 6.2.1.5.Tính đường kính ống dẫn .................................................................................. 98 6.2.2.Thoát nước............................................................................................................ 99 6.3.Tính nhiên liệu ....................................................................................................... 99 CHƯƠNG 7. TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG .................................................. 100 7.1. Tính tổ chức ........................................................................................................ 100 7.1.1. Hệ thống tổ chức của nhà máy .......................................................................... 100 7.1.2. Tính số công nhân làm việc trong nhà máy ...................................................... 101 7.2. Tính xây dựng ..................................................................................................... 103 7.2.1. Phân xưởng sản xuất chính ............................................................................... 103 7.2.2. Khu tiếp nhận và xử lí nguyên liệu ................................................................... 104 7.2.3. Khu chứa nguyên liệu chính.............................................................................. 105 7.2.4. Khu chứa nguyên liệu phụ................................................................................. 105 viii 7.2.5. Kho chứa bao bì và thành phẩm ........................................................................107 7.2.6. Khu hành chính ..................................................................................................109 7.2.7. Phòng bảo vệ .....................................................................................................109 7.2.8. Bãi nhập nguyên liệu .........................................................................................109 7.2.9. Bãi xuất hàng .....................................................................................................109 7.2.10. Nhà sinh hoạt vệ sinh ......................................................................................110 7.2.11. Nhà ăn 111 7.2.12. Nhà để xe .........................................................................................................111 7.2.13. Gara ô tô ..........................................................................................................111 7.2.14. Khu cung cấp nước và xử lí nước....................................................................111 7.2.15. Khu xử lí nước thải ..........................................................................................111 7.2.16. Trạm biến áp ....................................................................................................112 7.2.17. Nhà đặt máy phát điện .....................................................................................112 7.2.18. Đài nước ..........................................................................................................112 7.2.19. Phân xưởng lò hơi ...........................................................................................112 7.2.20. Kho chứa dụng cụ phòng cháy chữa cháy .......................................................113 7.2.21. Kho chứa nhiên liệu.........................................................................................113 7.2.22. Phân xưởng cơ khí ...........................................................................................113 7.2.23. Kho chứa hóa chất ...........................................................................................113 7.2.24. Khu làm lạnh ...................................................................................................113 7.2.25. Khu đất mở rộng ..............................................................................................113 7.2.26. Đường giao thông trong nhà máy ....................................................................113 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM ......................................117 8.1. Mục đích ..............................................................................................................117 8.2. Nội dung kiểm tra ...............................................................................................117 8.2.1. Kiểm tra nguyên liệu .........................................................................................117 8.2.2. Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất ..............................................118 8.2.3. Kiểm tra thành phẩm .........................................................................................121 CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY ........................123 9.1. An toàn lao động .................................................................................................123 9.1.1 Những nguyên nhân gây ra tai nạn ....................................................................123 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động .......................................................123 9.1.3 Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động .........................................................124 9.2. Vệ sinh nhà máy..................................................................................................125 9.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân .........................................................................125 9.2.2. Vệ sinh xí nghiệp và thiết bị ..............................................................................125 ix 9.2.3. Cấp và thoát nước.............................................................................................. 125 9.2.4. Vệ sinh sản xuất ................................................................................................ 125 9.2.5. Xử lý nước thải .................................................................................................. 126 KẾT LUẬN 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 128 x Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa gầy bao gồm hai dây chuyền: sữa chua truyền thống hương dâu và sữa chua uống men sống hương dâu DANH SÁCH BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa ...... Error! Bookmark not defined. Bảng 2.2 Các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan của sữa gầy ................................................. 5 Bảng 2.3 Thành phần chính của sữa ................................................................................ 6 Bảng 2.4 Chỉ tiêu chất lượng nước sản xuất ................................................................. 10 Bảng 2.5 Chỉ tiêu của đường saccharose ...................................................................... 11 Bảng 2.6 Các chỉ tiêu kỹ thuật của cream ..................................................................... 12 Bảng 2.7 Tiêu chuẩn chất ổn định, phụ gia ................................................................... 13 Bảng 2.8 Thành phần dinh dưỡng trong 100g sữa chua truyền thống .......................... 15 Bảng 2.9 Chỉ tiêu của sữa chua ..................................................................................... 16 Bảng 2.10 Chỉ tiêu cảm quan của thành phẩm sữa chua uống ...................................... 17 Bảng 4.1 Bảng nhập nguyên liệu ................................................................................... 29 Bảng 4.2 Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy trong năm 2019 .................................. 30 Bảng 4.3 Hao hụt khối lượng qua các công đoạn sản xuất sữa chua truyền thống ................................................................................................... 31 Bảng 4.4 Hao hụt khối lượng qua các công đoạn sản xuất sữa chua uống men sống. ................................................................................................... 36 Bảng 4.5 Hao hụt khối lượng qua các công đoạn sản xuất chung hai dây chuyền ....... 42 Bảng 4.6 Tổng kết nguyên liệu chính phụ ..................................................................... 45 Bảng 4.7 Tổng kết bao bì sản phẩm .............................................................................. 46 Bảng 4.8. Tổng kết cân bằng vật chất ........................................................................... 46 Bảng 5.1 Các thiết bị sử dụng trong quy trình sản xuất ................................................ 48 Bảng 6.5 Bảng tổng kết chi phí hơi sử dụng của thiết bị .............................................. 93 Bảng 6.6 Thông số kỹ thuật nồi hơi điện ...................................................................... 94 Bảng 6.7 Tổng kết chi phí hơi, nước và nhiên liệu của nhà máy .................................. 99 Bảng 7.1 Tổng kết cán bộ hành chính .........................................................................101 Bảng 7.2 Bảng tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp ...................................................102 Bảng 7.3 Bảng tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy .................................114 Bảng 8.1 Chỉ tiêu và chế độ kiểm tra nguyên liệu đầu vào .........................................117 Bảng 8.2 Bảng kiểm tra các công đoạn sản xuất .........................................................118 Bảng 8.1 Bảng kiểm tra thành phẩm ...........................................................................121 Hình 2.1 Streptococcus thermophillus ......................................................................... 14 Hình 2.2 Lactobacillus bulgaricus ............................................................................... 14 Hình 2.3 Cơ cấu sản phẩm người tiêu dùng sử dụng . .................................................. 19 Hình 5.2 Thiết bị lọc túi ............................................................................................... 51 xi Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa gầy bao gồm hai dây chuyền: sữa chua truyền thống hương dâu và sữa chua uống men sống hương dâu Hình 5.3 Lưu lượng kế điện tử ..................................................................................... 52 Hình 5.4 Máy bơm li tâm .............................................................................................. 53 Hình 5.5 Bơm bánh răng ............................................................................................... 53 Hình 5.6 Thiết bị gia nhiệt sơ bộ. .................................................................................. 54 Hình 5.7 Băng tải ................................................................................................... 55 Hình 5.8 Thiết bị phối trộn sữa .................................................................................... 56 Hình 5.9 Thiết bị gia nhiệt ........................................................................................... 57 Hình 5.10 Thiết bị bài khí ............................................................................................ 57 Hình 5.11 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng ......................................................................... 58 Hình 5.12 Bể hoạt hóa giống ........................................................................................ 59 Hình 5.13 Bể phối trộn sữa chua .................................................................................. 60 Hình 5.13 Nồi nấu siro ................................................................................................. 61 Hình 5.14 Bồn chờ rót .................................................................................................. 61 Hình 5.15 Thiết bị rót và ghép mí vô trùng sữa chua .................................................. 62 Hình 5.16 Thiết bị đóng thùng ..................................................................................... 62 Hình 5.17 Thiết bị phối trộn sữa .................................................................................. 63 Hình 5.18 Thiết bị gia nhiệt ......................................................................................... 64 Hình 5.19 Thiết bị bài khí ............................................................................................ 65 Hình 5.20 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng ......................................................................... 66 Hình 5.21 Bể hoạt hóa giống ........................................................................................ 66 Hình 5.22 Tank lên men ............................................................................................... 67 Hình 5.23 Bể phối trộn sữa chua .................................................................................. 68 Hình 5.24 Nồi nấu siro ................................................................................................. 69 Hình 5.25 Thiết bị tiệt trùng ống lồng ống .................................................................... 70 Hình 5.26 Thùng phối trộn men sống .......................................................................... 71 Hình 5.27 Thiết bị đồng hóa ......................................................................................... 72 Hình 5.28 Bồn chờ rót .................................................................................................. 72 Hình 5.29 Thiết bị rót và ghép mí vô trùng sữa chua .................................................. 73 Hình 5.30 Thiết bị đóng thùng ..................................................................................... 73 Hình 6.1 Nồi hơi điện . .................................................................................................. 94 Hình 7.1 Quá trình xử lí nguyên liệu .......................................................................... 104 Hình 7.3 Sơ đồ bố trí thành phẩm ............................................................................... 107 xii 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 thay đổi, 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 và vóc dáng cho con người. Trong sữa chứa nhiều thành phần dinh dưỡng 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. Nó còn là một thức uống quan trọng không thể thiếu đối với trẻ em, giúp trẻ em bổ sung nhiều chất dinh dưỡng trong quá trình phát triển để nâng cao trí tuệ, phát triển chiều cao cũng như nâng cao khả năng miễn dịch cho trẻ, để trẻ được phát triển một cách cân đối và toàn diện. Sữa chua là một loại sản phẩm được sản xuất từ sữa lên men, giúp tăng cường tiêu hóa cùng với nhiều lợi ích khác của sữa. Tuy hiện nay thị trường sữa chua khoong rộng lớn bằng sữa tươi nhưng nó là một sản phẩm có nhiều tiền năng, phù hợp với nhiều đối tượng, được nhiều lứa tuổi khác nhau yêu thích. Đề tài nghiên cứu xây dựng nhà máy sản xuất sữa chua từ sữa gầy giúp mở rộng thị trường cũng như là đa dạng hóa sản phẩm sữa chua, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện nay. SVTH: Võ Thị Tú Nhi GVHD: Mạc Thị Thanh Hà 1 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1. Sự cần thiết xây dựng nhà máy Trước năm 1990, Việt Nam chỉ có một số ít nhà máy chế biến sữa do nhà nước quản lí. Từ năm 1990-2005 với các chính sách hỗ trợ phát triển của nhà nước cùng với chiến lược mở rộng đầu tư xây dựng nhiều trang trại bò sữa của các doanh nghiệp, rất nhiều trang trại bò sữa được xây dựng, đạt tiêu chuẩn về chất lượng quốc tế đáp ứng cho các nhà máy sữa. Từ đó, nâng tổng số lên tới 22 nhà máy chế biến sữa trên cả nước. Trong số đí công ty cổ phần sữa Việt Nam Vinamilk là lớn nhất với 9 nhà máy với công suất quy mô sữa tươi trên 1,2 tỷ lít/ năm [1]. Tuy nhiên, đến năm 2007, tổng lượng sản phẩm sữa toàn quốc quy ra sữa tươi đạt trên 1,0 tỷ lít, mức tiêu dùng sản phẩm sữa bình quân đầu người ước đạt 12,3 lít/ năm. So với 35 lít của trung bình châu Á. Sản lượng sữa sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng 22% nhu cầu sữa tiêu dùng trong nước [1]. Điều này gây nên tình trạng trẻ em Việt Nam không có đủ sữa để uống, nó trở thành một thức uống dinh dưỡng cần thiết cho trẻ em nhưng xa xỉ ở Việt Nam khi giá thành bị nâng lên quá cao. Không những thế, nhu cầu của người tiêu dùng ngày càng tăng. Họ không những quan tâm đến giá trị dinh dưỡng mà còn yêu cầu độ tươi sạch, an toàn cùng với sự đa dạng của sản phẩm sản phẩm sữa. Từ những nguyên nhân trên, việc xây dựng một nhà máy chế biến sữa từ nguồn nguyên liệu tươi sạch hiện nay rất cần thiết. Để xây dựng được một nhà máy sữa đạt hiệu quả kinh tế cao nhất thì yếu tố lựa chọn địa điểm vô cùng quan trọng. Qua nghiên cứu và khảo sát em chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở Thành phố Hồ Chí Minh, một địa điểm gồm nhiều trang trại nuôi bò sữa lớn nhất ở Việt Nam (Năm 2008 đạt 69 531 con bò sữa trên tổng số 107 983 con bò sữa trên cả nước ) [1]. 1.2. Vị trí đặt nhà máy Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng lớn đến sự tồn tại của nhà máy, 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 [2]. Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu, em quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Vĩnh Lộc, phường Bình Hưng Hòa B, quận SVTH: Võ Thị Tú Nhi GVHD: Mạc Thị Thanh Hà 2 Bình Tân, thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam. 1.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của thành phố Hồ Chí Minh 1.2.1.1. Điều kiện tự nhiên Tổng diện tích đất tự nhiên của tỉnh là 2061 km2. Biên độ nhiệt trung bình giữa các tháng trong năm thấp, từ 2 – 30C. Khí hậu của Thành phố Hồ Chí Minh chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, còn mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Ngoài ra, Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở khu vực ít chịu ảnh hưởng trực tiếp của gió bão. Tuy nhiên, việc phân hóa gay gắt giữa mùa mưa và mùa khô đặt ra vấn đề cần giải quyết nguồn nước ngọt vào mùa khô. Về gió, Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây Nam và Bắc - Ðông Bắc. Ngoài ra có gió tín phong, hướng Nam Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 [3]. Vì vậy, ta chọn hướng xây dựng là hướng Đông Nam. 1.2.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội Quy mô kinh tế, tiềm lực và sự đóng góp cho cả nước ngày càng lớn. Ðến nay, thành phố đã đóng góp khoảng 1/3 giá trị sản xuất công nghiệp, 1/5 kim ngạch xuất khẩu và 1/5 quy mô kinh tế của cả nước; đóng góp 30% trong tổng thu ngân sách quốc gia. Cơ cấu kinh tế chuyển dịch tích cực, theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Ðến năm 2014, tỷ trọng dịch vụ đã chiếm 59,6% trong GDP, công nghiệp và xây dựng chiếm khoảng 39,4%, khu vực nông nghiệp chỉ còn 1% và đang phát triển theo hướng hình thành một nền nông nghiệp đô thị sinh thái. Chất lượng công tác quy hoạch và quản lý quy hoạch, đầu tư kết cấu hạ tầng kinh tế - xã hội; phát triển đô thị bền vững có nhiều tiến bộ rõ rệt. [4]. 1.2.2. Thông tin về khu công nghiệp Năm 1997, Khu công nghiệp Vĩnh Lộc được thành lập theo Quyết định số 81/TTg của Thủ tướng Chính phủ với diện tích quy hoạch 207 ha. Năm 2007, Khu công nghiệp Vĩnh Lộc chuyển đổi thành công ty TNHH Một thành viên Khu công nghiệp Vĩnh Lộc, doanh nghiệp 100% vốn Nhà nước, pháp nhân tổ chức hoạt động theo mô hình Hội đồng thành viên với chủ sở hữu là Công ty TNHH Một thành viên Xuất nhập khẩu và Đầu tư Chợ Lớn (CHOLIMEX) [5]. 1.3. 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. Nằm trong vùng tứ giác kinh tế trọng điểm phía Tây Nam thành phố Hồ Chí Minh với các thuận lợi: SVTH: Võ Thị Tú Nhi GVHD: Mạc Thị Thanh Hà 3 + Áp sát trục giao thông QL1A. + Cách sân bay Tân Sơn Nhất 8 km. + Cách trung tâm thành phố 15 km. + Cách cảng Sài Gòn 17 km. + Cách nhà ga Sài Gòn 10 km [5]. 1.4. Cấp thoát nước Nhà máy chế biến sữa cần một lượng nước 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 lí đạt yêu cầu của nước thủy cục. Nước thải của nhà máy sau khi được xử lí sẽ được thải ra đường cống nước thải của khu công nghiệp và được đưa đến trạm xử lý nước thải KCN Vĩnh Lộc [5]. 1.5. Nguồn cung cấp điện và hơi Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới 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. Hơi: Nguyên liệu chủ yếu dùng dầu DO để đốt nóng lò hơi riêng của nhà máy phục vụ cho quá trình sản xuất [5]. 1.6. Nguồn nhân lực Thành phố Hồ Chí Minh là tỉnh có dân số cao, có nhiều trường Đại học, Cao đẳng trên địa bàn đào tạo hàng nghìn kỹ sư mỗi năm. Và các nguồn lao động công nhân tại địa phương. Vì vậy, nguồn nhân lực cho nhà máy sẽ rất dồi dào, từ công nhân cho đến kỹ sư, đảm bảo cho nhà máy vận hành tốt. 1.8. Nguồn cung cấp nguyên liệu Là khu vực phát triển mạnh về việc chăn nuôi bò sữa, vì vậy có thể tận dụng nguồn nguyên liệu có sẵn trong các trang trại bò sữa tại ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh. 1.9. Thị trường tiêu thụ Là một trong những thành phố phát triển hàng đầu Việt Nam, nơi tập trung lực lượng dân cư đông đúc. Vì vậy, nguồn tiêu thụ vô cùng tiềm năng. 1.10. Kết luận Từ những tìm hiểu và phân tích trên, ta thấy việc xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Vĩnh Lộc là hoàn toàn hợp lí. SVTH: Võ Thị Tú Nhi GVHD: Mạc Thị Thanh Hà 4