Tài liệu Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường năng suất 12,3 triệu lít nguyên liệu năm và sữa tươi tiệt trùng có đường năng suất 15 triệu lít nguyên liệu 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 TƯƠI GỒM HAI DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT: SỮA CÔ ĐẶC KHÔNG ĐƯỜNG NĂNG SUẤT 12,3 TRIỆU LÍT NGUYÊN LIỆU/ NĂM VÀ SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG CÓ ĐƯỜNG NĂNG SUẤT 15 TRIỆU LÍT NGUYÊN LIỆU/NĂM Người hướng dẫn: TS. MẠC THỊ HÀ THANH Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ HÒA Số thẻ sinh viên: 107140126 Lớp: 14H2B Đà Nẵng, 05/2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: Sữa cô đặc không đường năng suất 12,3 triệu lít nguyên liệu/năm và sữa tươi tiệt trùng có đường năng suất 15 triệu lít nguyên liệu/năm. Sinh viên thực hiện: Trần Thị Hòa Số thẻ sinh viên: 107140126 Lớp: 14H2B 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. Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm. Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ. Chương 4: Tính cân bằng vật chất. 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. ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Thị Hòa Lớp: 14H2B Khoa: Hóa Số thẻ sinh viên: 107140126 Ngành: Công nghệ thực phẩm 1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sữa từ sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa cô đặc không đường và sữa tươi tiệt trùng có đường 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 12,3 triệu lít nguyên liệu/năm Sữa tươi tiệt trùng có đường năng suất 15 triệu lít nguyên liệu/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: 14/02/2019 8. Ngày hoàn thành đồ án: 27/05/2019 Trưởng Bộ môn Công nghệ thực phẩm PGS.TS Đặng Minh Nhật Ðà Nẵng, ngày.....tháng.....năm 2019 Người hướng dẫn TS. Mạc Thị Hà Thanh LỜI CẢM ƠN Sau gần 4 tháng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định. Để có kết quả như ngày hôm nay em đã được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ, động viên từ thầy cô, bạn bè và gia đình đã giúp em có thêm động lực hoàn thành đúng tiến độ. Tuy thời gian làm đồ án không dài nhưng em 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 em đã cơ bản hoàn thành được đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định. Em xin chân thành cảm ơn cô giáo hướng dẫn Mạc Thị Hà Thanh đã trực tiếp giúp đỡ, chỉ bảo tận tình cho em trong suốt thời gian vừa qua. Em cũng 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 em trong suốt những năm học vừa qua. Những kiến thức học được tại trường mà các thầy cô chỉ dạy cho em trong suốt quảng đường sinh viên 5 năm sẽ là hành trang quý báu giúp em 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 của em vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự góp ý, nhận xét của quý thầy cô và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn. Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực hiện Trần Thị Hòa i CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là của em 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 Trần Thị Hòa ii MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i CAM ĐOAN ...............................................................................................................ii DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ...................................................................... xi LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ................................................... 2 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa ......................................................... 2 1.2. Vị trí đặt nhà máy.............................................................................................. 2 1.3. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................. 3 1.4. Nguồn cung cấp nguyên liệu ............................................................................. 3 1.5. Hệ thống cấp điện ............................................................................................. 3 1.6. Hệ thống cấp hơi ............................................................................................... 4 1.7. Nguồn cung cấp nhiên liệu ................................................................................ 4 1.8. Hệ thống cấp nước ............................................................................................ 4 1.9. Thoát nước ........................................................................................................ 4 1.10. Giao thông vận tải ............................................................................................. 4 111. Nguồn nhân lực ................................................................................................ 5 1.12. Thị trường tiêu thụ ........................................................................................... 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ....................... 6 2.1. Tổng quan về nguyên liệu ..................................................................................... 6 2.1.1. Sữa tươi ............................................................................................................. 6 2.1.1.1. Giới thiệu chung.............................................................................................. 6 2.1.1.2. Tính chất vật lí của sữa tươi ............................................................................ 6 2.1.1.3. Cấu trúc hóa lý của sữa tươi ............................................................................ 7 2.1.1.4. Thành phần hóa học của sữa tươi .................................................................... 7 iii 2.1.1.5. Các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu sữa tươi ........................................... 11 2.1.1.6. Các biến đổi của sữa trong quá trình bảo quản và chế biến ............................ 12 2.1.1.8. Bảo quản sữa nguyên liệu.............................................................................. 15 2.1.2. Nguyên liệu phụ ............................................................................................... 15 2.1.2.1. Chất béo (cream) ........................................................................................... 15 2.1.2.2. Đường ........................................................................................................... 16 2.1.2.3. Nước ............................................................................................................. 16 2.1.2.4. Các phụ gia thực phẩm .................................................................................. 17 2.2. Sản phẩm ............................................................................................................ 18 2.2.1. Sữa cô đặc không đường .................................................................................. 18 2.2.1.1. Giới thiệu về sản phẩm .................................................................................. 18 2.2.1.2. Lợi ích của sữa cô đặc không đường ............................................................. 19 2.2.1.3. Chỉ tiêu chất lượng của sữa cô đặc không đường ........................................... 19 2.2.1.4. Bảo quản sữa cô đặc không đường ................................................................ 20 2.2.1.5. Phương án thiết kế......................................................................................... 20 2.2.2. Sữa tươi tiệt trùng có đường ............................................................................. 21 2.2.2.1. Giới thiệu về sản phẩm .................................................................................. 21 2.2.2.2. Lợi ích của sản phẩm .................................................................................... 22 2.2.2.3. Chỉ tiêu chất lượng ........................................................................................ 22 2.2.1.4. Bảo quản sữa tươi tiệt trùng .......................................................................... 23 2.2.2.5. Phương án thiết kế......................................................................................... 23 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa tại Việt Nam và trên thế giới.......................... 24 2.3.1. Tại Việt Nam ................................................................................................... 24 2.3.2. Thế giới ........................................................................................................... 25 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............ 27 3.1. Quy trình công nghệ sản xuất .............................................................................. 27 3.2. Thuyết minh quy trình......................................................................................... 28 3.2.1. Thuyết minh các công đoạn chung cho hai dây chuyền .................................... 28 3.2.1.1. Tiếp nhận nguyên liệu ................................................................................... 28 iv 3.2.1.2. Kiểm tra, lọc ................................................................................................. 29 3.2.1.3. Định lượng .................................................................................................... 29 3.2.2.4. Gia nhiệt sơ bộ .............................................................................................. 30 3.2.2. Thuyết minh cho dây chuyền sữa cô đặc không đường ..................................... 30 3.2.2.1. Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô ..................................................................... 30 3.2.2.2. Xử lí nhiệt và làm nguội ................................................................................ 30 3.2.2.3. Cô đặc ........................................................................................................... 30 3.3.2.4. Đồng hóa....................................................................................................... 31 3.2.2.5. Bổ sung phụ gia ............................................................................................ 31 3.2.2.6. Tiệt trùng ...................................................................................................... 31 3.2.2.7. Rót sản phẩm ................................................................................................ 32 3.2.2.8. Hoàn thiện sản phẩm ..................................................................................... 32 3.2.2.9. Sản phẩm sữa cô đặc không đường................................................................ 32 3.2.3. Dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường ............................................ 33 3.2.3.1. Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô ..................................................................... 33 3.2.3.2. Gia nhiệt ....................................................................................................... 33 3.2.3.3. Bài khí .......................................................................................................... 33 3.2.3.4. Đồng hóa....................................................................................................... 34 3.2.3.5. Tiệt trùng, làm nguội ..................................................................................... 34 3.2.3.6. Rót hộp ......................................................................................................... 34 3.2.3.7. Sản phẩm sữa tươi tiệt trùng có đường .......................................................... 35 CHƯƠNG 4. CÂN BẰNG VẬT CHẤT .................................................................. 36 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy .......................................................................... 36 4.1.1. Năng suất nhà máy ........................................................................................... 36 4.1.2. Phân tích kế hoạch sản xuất.............................................................................. 36 4.3. Tính cân bằng vật chất ........................................................................................ 38 4.3.1. Tính cân bằng vật chất cho các công đoạn chung của hai dây chuyền............... 38 4.3.1.1. Công đoạn lọc ............................................................................................... 38 4.3.1.2. Công đoạn định lượng ................................................................................... 38 v 4.3.1.3. Công đoạn gia nhiệt sơ bộ ............................................................................. 38 4.3.2. Tính cân bằng vật chất dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường .............. 39 4.3.2.1. Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô ..................................................................... 39 4.3.2.2. Xử lí nhiệt ..................................................................................................... 40 4.3.2.3. Làm nguội ..................................................................................................... 41 4.3.2.4. Cô đặc ........................................................................................................... 41 4.3.2.5. Đồng hóa....................................................................................................... 41 4.3.2.6. Bổ sung phụ gia ............................................................................................ 41 4.3.2.7. Tiệt trùng ...................................................................................................... 42 4.2.3.8. Làm nguội ..................................................................................................... 42 4.3.2.9. Chờ rót .......................................................................................................... 42 4.3.2.10. Rót sản phẩm .............................................................................................. 42 4.3.2.11. Hoàn thiện sản phẩm ................................................................................... 43 4.3.3. Tính cân bằng vật chất dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường ......... 43 4.4. Tính tỷ trọng của sữa .......................................................................................... 47 4.4.1. Tỷ trọng của sữa nguyên liệu ........................................................................... 47 4.4.2. Tỷ trọng của sữa cô đặc không đường .............................................................. 47 4.4.3. Tỷ trọng của sữa tươi tiệt trùng ........................................................................ 48 4.5. Lập bảng tổng kết nguyên liệu ............................................................................ 48 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ............................................................ 53 5.1. Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy ................................... 53 5.2. Chọn và tính toán thiết bị .................................................................................... 54 5.2.1. Tính toán thùng chứa sữa cho cả hai dây chuyền .............................................. 54 5.2.1.1. Thùng chứa sữa trung gian ............................................................................ 54 5.2.1.2. Thùng chứa cream ......................................................................................... 57 5.2.1.3. Thùng chứa sữa khác..................................................................................... 59 5.2.3. Tính và chọn thiết bị chung cho cả hai dây chuyền........................................... 60 5.2.3.1.Thiết bị lọc ..................................................................................................... 60 5.2.3.2. Định lượng .................................................................................................... 61 vi 5.2.2.3. Thùng chứa bảo quản sữa .............................................................................. 62 5.2.3.4. Thiết bị gia nhiệt sơ bộ .................................................................................. 62 5.2.4. Tính và chọn thiết bị dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường ................. 63 5.2.4.1. Thiết bị phối trộn .......................................................................................... 63 5.2.4.2. Thiết bị gia nhiệt sơ bộ, làm nguội ................................................................ 63 5.2.4.3. Thiết bị cô đặc chân không ............................................................................ 64 5.2.4.4. Thiết bị đồng hóa .......................................................................................... 65 5.2.4.5. Thiết bị phối trộn bổ sung phụ gia ................................................................. 65 5.2.4.6. Thiết bị tiệt trùng, làm nguội ......................................................................... 66 5.2.4.7. Bồn chờ rót ................................................................................................... 67 5.2.4.8. Thiết bị chiết rót ............................................................................................ 68 5.2.4.9. Máy đóng thùng ............................................................................................ 68 5.2.5. Tính và chọn thiết bị dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường ............ 69 5.2.5.1. Thiết bị phối trộn .......................................................................................... 69 5.2.5.2. Nồi nấu siro................................................................................................... 69 5.2.5.3. Thiết bị gia nhiệt ........................................................................................... 70 5.2.5.4. Thiết bị bài khí .............................................................................................. 70 5.2.5.5. Thiết bị đồng hóa .......................................................................................... 71 5.2.5.6. Thiết bị tiệt trùng, làm nguội ......................................................................... 72 5.2.5.7. Bồn chờ rót ................................................................................................... 72 5.2.5.8. Thiết bị rót sản phẩm..................................................................................... 73 5.2.5.9. Máy đóng thùng ............................................................................................ 74 5.3. Tính và chọn bơm ............................................................................................... 74 5.3.1. Bơm vận chuyển sữa tươi nguyên liệu qua các công đoạn ................................ 74 5.3.2. Bơm vận chuyển sữa sau khi cô đặc ................................................................. 74 5.3.3. Bơm vận chuyển syrup và cream...................................................................... 74 5.4. Các thiết bị phụ ................................................................................................... 75 5.4.1. Silo chứa đường ............................................................................................... 75 5.4.2. Vít định lượng đường RE ................................................................................. 76 vii 5.4.3. Băng tải vận chuyển sữa hộp qua đóng thùng ................................................... 76 CHƯƠNG 6. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT – HƠI – NƯỚC .................................... 79 6.1. Cân bằng nhiệt .................................................................................................... 79 6.1.1. Tính nhiệt cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ chung cho hai dây chyền ....................... 79 6.1.2. Tính nhiệt cho dây chuyền sữa cô đặc không đường......................................... 81 6.1.2.1. Tính lượng nước nóng cần đun nóng cho cream ............................................ 81 6.1.2.2. Tính nhiệt cho thiết bị xử lí nhiệt, làm nguội ................................................. 82 6.1.2.3. Tính nhiệt cho thiết bị cô đặc ........................................................................ 83 6.1.2.4. Tính nhiệt cho thiết bị tiệt trùng .................................................................... 83 6.1.3. Tính nhiệt cho dây chuyền sữa tươi tiệt trùng có đường ................................... 85 6.1.3.1. Tính nhiệt cho thiết bị gia nhiệt sữa trước khi bài khí .................................... 85 6.3.3.2. Tính lượng nước nóng cần đun nóng cho cream ............................................ 86 6.1.3.3. Cân bằng nhiệt cho thiết bị nấu siro............................................................... 87 6.1.3.4. Cân bằng nhiệt cho thiết bị tiệt trùng ............................................................. 89 6.2. Tính hơi .............................................................................................................. 90 6.2.1.Tính chi phí hơi cho thiết bị sản xuất ................................................................ 90 6.2.2. Lượng hơi dùng cho sinh hoạt .......................................................................... 91 6.2.3. Chi phí hơi do mất mát..................................................................................... 91 6.2.4. Tính nhiên liệu ................................................................................................. 91 6.3. Tính cấp thoát nước ............................................................................................ 92 6.3.1. Cấp nước.......................................................................................................... 92 6.3.1.1. Nước dùng cho lò hơi .................................................................................... 92 6.3.1.2. Nước dùng cho sinh hoạt ............................................................................... 92 6.3.1.3. Nước dùng cho sản xuất ................................................................................ 93 6.3.1.4. Nước vệ sinh thiết bị ..................................................................................... 95 6.3.2. Thoát nước ....................................................................................................... 95 CHƯƠNG 7. TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG .................................................. 96 7.1. Tính tổ chức ........................................................................................................ 96 7.1.1. Hệ thống tổ chức của nhà máy ......................................................................... 96 viii 7.1.2. Tính số công nhân làm việc trong nhà máy ...................................................... 96 7.2. Tính xây dựng ..................................................................................................... 98 7.2.1. Phân xưởng sản xuất chính............................................................................... 98 7.2.2. Khu tiếp nhận và xử lí nguyên liệu ................................................................... 99 7.2.3. Khu chứa nguyên liệu chính ........................................................................... 100 7.2.4. Khu chứa nguyên liệu phụ.............................................................................. 100 7.2.5. Kho chứa bao bì và thành phẩm ..................................................................... 102 7.2.6. Khu hành chính .............................................................................................. 103 7.2.7. Phòng bảo vệ.................................................................................................. 104 7.2.8. Bãi nhập nguyên liệu...................................................................................... 104 7.2.9. Bãi xuất hàng ................................................................................................. 104 7.2.10. Nhà sinh hoạt vệ sinh ................................................................................... 104 7.2.11. Nhà ăn.......................................................................................................... 105 7.2.12. Nhà để xe ..................................................................................................... 105 7.2.13. Gara ô tô ...................................................................................................... 105 7.2.14. Khu cung cấp nước và xử lí nước ................................................................. 106 7.2.15. Khu xử lí nước thải ...................................................................................... 106 7.2.16. Trạm biến áp ................................................................................................ 106 7.2.17. Nhà đặt máy phát điện.................................................................................. 106 7.2.18. Đài nước ...................................................................................................... 107 7.2.19. Phân xưởng lò hơi ........................................................................................ 107 7.2.20. Kho chứa nhiên liệu ..................................................................................... 107 7.2.21. Phân xưởng cơ khí ....................................................................................... 108 7.2.22. Kho chứa hóa chất........................................................................................ 108 7.2.23. Khu làm lạnh................................................................................................ 108 7.2.24. Khu đất mở rộng .......................................................................................... 108 7.2.25. Đường giao thông trong nhà máy ................................................................. 108 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM ..................................... 111 ix 8.1. Mục đích ........................................................................................................... 111 8.2. Nội dung kiểm tra ............................................................................................. 111 8.2.1. Kiểm tra nguyên liệu ...................................................................................... 111 8.2.2. Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất ............................................ 114 8.2.3. Kiểm tra thành phẩm ...................................................................................... 116 CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY ....................... 117 9.1. An toàn lao động ............................................................................................... 117 9.1.1 Những nguyên nhân gây ra tai nạn ................................................................. 117 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ..................................................... 117 9.1.3 Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động ...................................................... 118 9.2. Vệ sinh nhà máy ............................................................................................... 119 9.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân ...................................................................... 119 9.2.2. Vệ sinh xí nghiệp và thiết bị ........................................................................... 119 9.2.3. Cấp và thoát nước .......................................................................................... 119 9.2.4. Vệ sinh sản xuất ............................................................................................. 120 9.2.5. Xử lý nước thải .............................................................................................. 120 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 123 x DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ❖ DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Chỉ tiêu vật lý của sữa tươi .................................................................. 6 Bảng 2.2 Cấu trúc hóa lý của sữa tươi ................................................................ 7 Bảng 2.3 Thành phần hóa học của sữa tươi ......................................................... 7 Bảng 2.4 Thành phần chất béo trong sữa tươi ...................................................... 8 Bảng 2.5 Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi theo tiêu chuẩn TCVN 7405:2009 ........ 11 Bảng 2.6 Chỉ tiêu chất lượng của cream ........................................................... 15 Bảng 2.7 Tiêu chuẩn chất lượng đường RE TCVN 6959:2001 ......................... 16 Bảng 2.8 Các chỉ tiêu chất lượng của nước TCVN 5501:1991 ........................... 17 Bảng 2.9 Chỉ tiêu chất lượng của Lecithin ........................................................ 17 Bảng 2.10 Đặc điểm, tính chất của disodium phosphate ................................... 18 Bảng 2.11 Chỉ tiêu cảm quan của sữa cô đặc .................................................... 19 Bảng 2.12 So sánh giữa các phương pháp tiệt trùng........................................... 21 Bảng 2.13 Chỉ tiêu chất lượng sữa tiệt trùng ..................................................... 22 Bảng 3.1 Quy trình công nghệ ........................................................................... 26 Bảng 4.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu của nhà máy............................................... 36 Bảng 4.2 Biểu đồ làm việc của nhà máy tính theo ca ......................................... 37 Bảng 4.3 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy .............................................. 37 Bảng 4.4 Giả thuyết tiêu hao qua các công đoạn chung hai dây chuyền ............. 38 Bảng 4.5 Tiêu hao qua các công đoạn sữa cô đặc không đường ......................... 39 Bảng 4.6 Tiêu hao qua các công đoạn sữa tiệt trùng có đường ........................... 43 Bảng 4.7 Tổng kết nguyên liệu qua từng công đoạn .......................................... 48 Bảng 4.8 Bảng tổng kết nguyên liệu trước khi vào thiết bị................................. 50 Bảng 5.1 Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất ....................................... 53 Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật thiết bị lọc ............................................................. 61 Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật lưu lượng kế .......................................................... 61 Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật thùng bảo quản ...................................................... 62 Bảng 5.5 Thông số kỹ thuật thiết bị gia nhiệt sơ bộ ........................................... 62 Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật thiết bị phối trộn .................................................... 63 Bảng 5.7 Thông số kỹ thuật thiết bị gia nhiệt..................................................... 64 Bảng 5.8 Thông số kỹ thuật thiết bị cô đặc ........................................................ 64 Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật thiết bị đồng hóa .................................................... 65 xi Bảng 5.10 Thông số kỹ thuật thiết bị tiệt trùng .................................................. 67 Bảng 5.11 Thông số kỹ thuật bồn chờ rót .......................................................... 67 Bảng 5.12 Thông số kỹ thuật máy chiết rót........................................................ 68 Bảng 5.13 Thông số kỹ thuật ............................................................................. 69 Bảng 5.14 Thông số kỹ thuật nồi nấu siro.......................................................... 70 Bảng 5.15 Thông số kỹ thuật thiết bị gia nhiệt................................................... 70 Bảng 5.16 Thông số kỹ thuật thiết bị bài khí ..................................................... 71 Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật thiết bị đồng hóa .................................................. 71 Bảng 5.18 Thông số kỹ thuật thiết bị tiệt trung .................................................. 72 Bảng 5.19 Thông số kỹ thuật bồn chờ rót .......................................................... 73 Bảng 5.20 Thông số kỹ thuật máy chiết rót........................................................ 73 Bảng 5.21 Thông số kĩ thuật bơm ...................................................................... 74 Bảng 5.22 Thông số kỹ thuật bơm vận chuyển sữa cô đặc ................................. 74 Bảng 5.23 Thông số kỹ thuật bơm vận chuyển cream, siro ................................ 75 Bảng 5.24 Bảng tổng kết thiết bị cho cả hai dây chuyền .................................... 77 Bảng 6.1 Bảng tổng kết chi phí hơi cho các thiết bị ........................................... 90 Bảng 7.1 Tổng kết cán bộ hành chính ................................................................ 97 Bảng 7.2 Bảng tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp ........................................... 97 Bảng 7.3 Bảng tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy ....................... 109 Bảng 8.1 Bảng kiểm tra các công đoạn sản xuất .............................................. 114 Bảng 8.2 Bảng kiểm tra thành phẩm ................................................................ 116 ❖ DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Một số sản phẩm sữa cô đặc không đường .......................................... 19 Hình 2.2 Một số sản phẩm sữa tươi tiệt trùng có đường trên thị trường ............ 22 Hình 2.3 Sản lượng sữa tươi theo tháng trong năm 2015 và 6 tháng đầu năm 2016....... 25 Hình 2.4 Sự thay đổi sản lượng sữa theo vùng qua các năm ............................. 26 Hình 5.1 Thùng chứa sữa trung gian .................................................................. 54 Hình 5.2 Thùng chứa cream ............................................................................. 58 Hình 5.3 Thùng chứa khác................................................................................. 59 Hình 5.4 Thiết bị lọc ......................................................................................... 61 Hình 5.5 Lưu lượng kế ...................................................................................... 61 Hình 5.6 Tank chứa .......................................................................................... 62 Hình 5.7 Thùng chứa bảo quản sữa ................................................................... 62 Hình 5.8 Thiết bị gia nhiệ sơ bộ......................................................................... 63 Hình 5.9 Thiết bị phối trộn ................................................................................ 63 Hình 5.10 Thiết bị trao đổi nhiệt........................................................................ 64 xii Hình 5.11 Thiết bị cô đặc .................................................................................. 64 Hình 5.12 Thiết bị đồng hóa .............................................................................. 65 Hình 5.13 Thiết bị phối trộn .............................................................................. 66 Hình 5.14 Thiết bị tiệt trùng .............................................................................. 67 Hình 5.15 Bồn chờ rót ....................................................................................... 68 Hình 5.16 Máy chiết rót..................................................................................... 68 Hình 5.17 Máy đóng thùng ................................................................................ 69 Hình 5.18 Nồi nấy siro ...................................................................................... 70 Hình 5.19 Thiết bị gia nhiệt ............................................................................... 70 Hình 5.20 Thiết bị bài khí.................................................................................. 71 Hình 5.21 Thiết bị đồng hóa .............................................................................. 71 Hình 5.22 Thiết bị tiệt trùng UHT ..................................................................... 72 Hình 5.23 Bồn chờ rót ....................................................................................... 73 Hình 5.24 Máy chiết rót..................................................................................... 74 Hình 5.25 Bơm vân chuyển sữa ......................................................................... 74 Hình 5.26 Silo chứa đường ................................................................................ 75 Hình 7.1 Quá trình tiếp nhận sữa ....................................................................... 99 Hình 7.2 Hệ thống tiếp nhận nguyên liệu........................................................... 99 Hình 9.1 Quy trình xử lí nước thải ................................................................... 120 xiii Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa cô đặc không đường và sữa tươi tiệt trùng có đường LỜI MỞ ĐẦU Sau sữa mẹ, sữa bò là thực phẩm chứa các chất dinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất. Sữa là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, dễ hấp thụ và phù hợp với mọi lứa tuổi. Trong sữa có chứa glucid, protein, lipid, một số khoáng chất và vitamin. Từ sữa có thể sản xuất ra nhiều loại sản phẩm khác nhau: Sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa cô đặc, sữa bột, sữa lên men yaourt, kefir, phô mai, bơ, kem và sữa còn là nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác như chế biến bánh kẹo, nước giải khát, y dược... Hiện nay, Việt Nam đang trên con đường phát triển công nghiệp hóa - hiện đại hóa, xã hội ngày càng tiến bộ, chất lượng cuộc sống của người tiêu dùng ngày càng được nâng cao thì nhu cầu của con người ngày càng được chú trọng và quan tâm nhiều hơn, nhất là nhu cầu về thực phẩm. Người tiêu dùng có xu hướng đòi hỏi những sản phẩm có chất lượng, không chỉ ngon mà còn tốt cho sức khỏe. Sữa là một trong những sản phẩm đang được người tiêu dùng quan tâm. Với sự phát triển không ngừng về công nghệ cũng như trang thiết bị hiện đại, ngành công nghiệp chế biến sữa ở Việt Nam đã và đang phát triển rất mạnh mẽ trong những năm qua và đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng cho con người. Cũng với sự phát triển về quy mô dân số cũng như chất lượng cuộc sống con người ngày càng được nâng cao thì dự báo trong những năm tới, ngành sữa sẽ có tiềm năng phát triển cả về quy mô kinh tế cũng như sự đa dạng về thương hiệu và chất lượng sản phẩm. Vì vậy việc xây dựng nhà máy chế biến sữa rất cần thiết, vừa đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, vừa hướng đến xuất khẩu ra các nước trong khu vực và quốc tế. Góp phần thiết thực tạo thêm cơ hội việc làm cho người lao động và sự phát triển chung cho nên kinh tế Việt Nam.Từ nhu cầu thực tế trên chọn đề tài tốt nghiệp là: Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: Sữa cô đặc không đường, năng suất 12,3 triệu lít nguyên liệu/năm. Sữa tươi tiệt trùng có đường, năng suất 15 triệu lít nguyên liệu/năm. SVTH: Trần Thị Hòa GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh 1 Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa cô đặc không đường và sữa tươi tiệt trùng có đường CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa Sữa là loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng như: protein, lactose, chất béo, vitamin, chất khoáng,…cần thiết cho cơ thể người. Tình hình kinh tế Việt Nam hiện nay với xu thế mở cửa giao thoa hợp tác với các nước trên thế giới do đó tốc độ tăng trưởng kinh tế ngày càng tăng, ngày một phát triển. Cùng với sự phát triển đời sống người dân cũng tăng cao, nhu cầu tiêu dùng cao hơn, không phải là việc ăn no mà phải đủ chất tốt cho cơ thể. Vì vậy sữa là loại thực phẩm được người tiêu dùng lựa chọn tin tưởng. Cùng với sự phát triển thì mức tiêu thụ sữa ngày càng tăng cao. Với mức tiêu thụ ngày càng tăng hiện nay khả năng cung cấp sữa vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ của người tiêu dùng, vẫn phải nhập sữa ngoại với giá thành cao. Vì vậy việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là rất cần thiết. 1.2. Vị trí đặt nhà máy Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng rất lớn đến sự tồn tại của nhà máy vì vậy khi xây dựng nhà máy sữa cần phải đảm bảo những yêu cầu sau: + Vị trí nhà máy 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. Dựa vào điều kiện địa lý thuận lợi về khả năng cung cấp nguyên liệu, thuận tiện về giao thông, thị trường tiêu thụ sản phẩm, nguồn nhân lực, lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy nằm tại khu công nghiệp Hòa Khánh, thành phố Đà Nẵng. Khu công nghiệp nằm hai bên đường cao tốc quy hoạch, nằm sát quốc lộ 1A, thuận tiện đi cảng Đà Nẵng, sân bay, gần tuyến đường du lịch ven biển Đà Nẵng, khả năng thu hút nhân sự cao. Từ khu công nghiệp Hòa Khánh: + Cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 5 km. + Cách cảng Tiên Sa 20 km. + Cách cảng Liên Chiểu 5 km. + Cách cảng Sông Hàn 13 km. + Cách sân bay Đà Nẵng 10 km. + Cách ga đường sắt 9 km. SVTH: Trần Thị Hòa GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh 2 Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa cô đặc không đường và sữa tươi tiệt trùng có đường Khu công nghiệp Hòa Khánh là khu công nghiệp được thành lập thứ hai ở Đà Nẵng trên cơ sở thực hiện mô hình phát triển kinh tế khu công nghiệp của thành phố, khu công nghiệp Hòa Khánh được thành lập từ năm 1998 với tổng diện tích 395,72 ha, trong đó 298,25 ha đất công nghiệp có thể cho thuê. 1.3. Điều kiện tự nhiên Khu công nghiệp Hòa Khánh thuộc phường Hòa Khánh Bắc, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng. Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao và ít biến động. Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới ở phía Nam. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7 và mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12, thỉnh thoảng có những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài. Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,8ºC, cao nhất là tháng 6, 7, 8 (28 – 30ºC), thấp nhất là tháng 12, 1, 2 (23ºC). Riêng vùng rừng núi Bà Nà ở độ cao gần 1500m có nhiệt độ trung bình 20ºC. Lượng mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm là 2153 mm, lượng mưa cao nhất là tháng 9, 10, 11 trung bình 465 mm/tháng, thấp nhất là tháng 2, 3, 4 trung bình 27 mm/tháng. Hướng gió chủ đạo là hướng Đông Nam. Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83,4%. 1.4. Nguồn cung cấp nguyên liệu Đà Nẵng không phải là nơi chú trọng đến chăn nuôi nông nghiệp như nuôi bò sữa, vì vậy phần lớn nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy chủ yếu được thu mua tại các tỉnh phát triển mạnh về chăn nuôi bò sữa như Gia Lai, Lâm Đồng, các tỉnh thuộc khu vực Đông Nam Bộ như Bình Dương, thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh miền núi phía Bắc như Lai Châu hay Sơn La. Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển lâu dài thì việc đầu tư xây dựng trang trại bò sữa đạt chuẩn quốc tế ngay trong thành phố Đà Nẵng và các tỉnh lân cận như Quảng Nam, Huế, Quảng Trị là thực sự cần thiết. Điều này không chỉ góp phần giảm chi phí mua nguyên liệu và vận chuyển, mà còn tạo được sự chủ động trong sản xuất, góp phần nâng cao năng suất nhà máy và tạo thêm nhiều việc làm cho người dân địa phương. 1.5. Hệ thống cấp điện 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 ảnh hưởng đến quá trình sản xuất, nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng. SVTH: Trần Thị Hòa GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh 3