Tài liệu Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền sữa cô đặc không đường năng suất 11500 lít nguyên liệu năm và phô mai ủ chín năng suất 5,8 tấn sản phẩm ngày

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 SỮA TƯƠI GỒM HAI DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT: SỮA CÔ ĐẶC KHÔNG ĐƯỜNG VỚI NĂNG SUẤT 11500 LÍT NGUYÊN LIỆU/CA VÀ PHÔ MAI Ủ CHÍN CAMEMBERT VỚI NĂNG SUẤT 5,8 TẤN SẢN PHẨM/NGÀY. Người hướng dẫn: TS. MẠC THỊ HÀ THANH Sinh viên thực hiện: HOÀNG DƯƠNG THỤY ĐAN Số thẻ sinh viên: 107150137 Lớp: 15H2B Đà Nẵng, 12/2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền: - Sữa cô đặc không đường năng suất 11500 lít nguyên liệu/năm - Phô mai ủ chín năng suất 5,8 tấn sản phẩm/ngày. Sinh viên thực hiện: Hoàng Dương Thụy Đan Số thẻ sinh viên: 107150137 Lớp: 15H2B Thuyết minh đề tài thiết kế nhà máy sữa bao gồm các phần: + 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 Chu Lai như thời tiết địa phương, tình trạng địa hình thổ nhưỡng, nguồn cung ứng nguyên – vật liệu, thị trường tiêu thụ, chi phí đất đai, vận tải,… + Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm Giới thiệu, trình bày các thành phần, các biến đổi khi sản xuất, bảo quản sữa và các sản phẩm từ sữa và tình hình của sữa tại Việt Nam và trên thế giới. + Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ Đưa ra cơ sở để lựa chọn quy trình công nghệ, trình bày và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất đã chọn. + Chương 4: Tính cân bằng vật chất Tính toán chu kỳ, thời gian làm việc của nhà máy. Tính toán cân bằng vật chất trong quá trình sản xuất sữa cô đặc và phô mai 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 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 hành chính và xây dựng Tính các công trình xây dựng đảm bảo 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 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Hoàng Dương Thụy Đan Số thẻ sinh viên: 107150137 Lớp: 15H2B Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm 1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa cô đặc không đường với năng suất 11500 lít nguyên liệu/ ca và phomai ủ chín Camember với năng suất 5,8 tấn sản phẩm/ ngày. 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: - Nguyên liệu sữa tươi có hàm lượng chất khô 12,3%, hàm lượng chất béo 2,8%. - Sản phẩm sữa cô đặc không đường có hàm lượng chất khô 28%, hàm lượng chất béo 7% - Sản phẩm phomai ủ chín Camember có hàm lượng chất khô 45% trong đó có 1,7% muối. 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Mở đầu Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình 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 nhà máy Chương 8: Kiểm tra sản xuất và chất lượng sản phẩm Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp Kết luận Tài liệu tham khảo 5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): Bản vẽ số 1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0) (A0) (A0) Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi và nước Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy 6. Họ tên nguời huớng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh 7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 8. Ngày hoàn thành đồ án: / / Trưởng Bộ môn PGS. TS. Đặng Minh Nhật (A0) (A0) /2019 /2019 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Người hướng dẫn TS. Mạc Thị Hà Thanh LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo bộ môn khoa Hóa nói chung và thầy cô Ngành Công nghệ thực phẩm nói riêng, tôi xin cảm ơn trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu trong một môi trường học tập tiên tiến, giúp tôi có đủ hành trang kiến thức và kinh nghiệm trước khi bước vào một môi trường mới. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cô Mạc Thị Hà Thanh, sau hơn ba tháng thực hiện, cùng với sự giúp đỡ của cô, tôi đã hoàn thành được bài đồ án tốt nghiệp của mình đúng thời gian quy định. Không chỉ vậy tôi còn học hỏi thêm được rất nhiều điều từ cô. Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế, cũng như thiếu những trải nghiệm thực tế nên đồ án tốt nghiệp của tôi không tránh khỏi những thiếu sót mong quý thầy cô góp ý. Tôi xin chân thành cám ơn. Đà Nẵng, ngày 15 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực hiện Hoàng Dương Thụy Đan LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bài đồ án tốt nghiệp của tôi hoàn toàn do chính bản thân tôi thực hiện. Các số liệu thống kê, số liệu nghiên cứu, các kiến thức, nhận định, các thông tin thiết bị,… đều được trích dẫn chính xác từ các tài liệu đã được nêu trong mục Tài liệu tham khảo với chú thích cụ thể. Các bản vẽ hoàn toàn do chính bản thân tôi vẽ. Bố cục và trình bày bài làm thuyết minh, bản vẽ, các giấy tờ quy định cũng được thực hiện theo đúng quy định của nhà trường. Sinh viên thực hiện Hoàng Dương Thụy Đan MỤC LỤC Tóm tắt .............................................................................................................................ii Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp .............................................................................................. v Lời cảm ơn ...................................................................................................................... vi Lời cam đoan .................................................................................................................. ix Mục lục ..........................................................................................................................xii Danh mục bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ.......................................................................... xv MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT .................................................. 2 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy .............................................................. 2 1.2. Điều kiện tự nhiên................................................................................................... 2 1.2.1. Vị trí địa lý ............................................................................................................. 2 1.2.2. Đặc điểm thiên nhiên ............................................................................................. 3 1.3. Vùng nguyên liệu .................................................................................................... 3 1.4. Hợp tác hóa ............................................................................................................. 3 1.5. Nguồn cung cấp điện .............................................................................................. 3 1.6. Nguồn cung cấp hơi ................................................................................................ 4 1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước ........................................................ 4 1.8. Thoát nước .............................................................................................................. 4 1.9. Giao thông vận tải .................................................................................................. 4 1.10. Năng suất nhà máy ............................................................................................... 5 1.11. Cung cấp nhân công ............................................................................................. 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ........................ 6 2.1. Tổng quan về nguyên liệu ...................................................................................... 6 2.1.1. Nguyên liệu chính – sữa tươi................................................................................. 6 2.1.2. Nguyên liệu phụ .................................................................................................. 19 2.2. Tổng quan về sản phẩm ....................................................................................... 24 2.2.1. Sữa cô đặc không đường ..................................................................................... 24 2.2.2. Phomi ủ chín dạng mềm Camember ................................................................... 26 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm từ sữa ở Việt Nam và trên thế giới ....................................................................................................................................... 28 2.3.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm từ sữa ở Việt Nam ........................ 28 2.3.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm từ sữa trên thế giới ....................... 28 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ............ 30 3.1. Chọn phương án thiết kế ..................................................................................... 30 3.1.1. Sữa cô đặc không đường ..................................................................................... 30 3.1.2. Phô mai ủ chín Camembert ................................................................................ 30 3.2. Dây chuyền công nghệ .......................................................................................... 31 3.3. Thuyết minh quy trình công nghệ....................................................................... 32 3.3.1. Các giai đoạn chung của hai dây chuyền ............................................................ 32 3.3.2. Dây chuyền sản xuất sữa đặc không đường ........................................................ 34 3.3.3. Dây chuyền sản xuất phomai ủ chín dạng mềm Camember ............................... 37 CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ......................................................... 44 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy .......................................................................... 44 4.1.1. Kế hoạch nhập nguyên liệu ................................................................................. 44 4.1.2. Kế hoạch sản xuất của nhà máy .......................................................................... 44 4.2. Tính cân bằng vật chất ......................................................................................... 45 4.2.1. Số liệu ban đầu .................................................................................................... 45 4.2.2. Tính toán .............................................................................................................. 45 4.3. Tổng kết cân bằng vật chất .................................................................................. 59 CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ............................................................... 61 5.1. Các thiết bị cần sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất .............................. 61 5.2. Tính và chọn thiết bị............................................................................................. 62 5.2.1. Cách tính và chọn thiết bị .................................................................................... 62 5.2.2. Tính và chọn thiết bị chung cho cả hai dây chuyền ............................................ 62 5.2.3 Chọn và tính toán thiết bị dây chuyền sản xuất sữa đặc không đường ................ 68 5.2.4. Chọn và tính thiết bị cho dây chuyền sản xuất phomai Camember .................... 72 CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT, HƠI, NƯỚC ............................................................... 88 6.1. Tính nhiệt .............................................................................................................. 88 6.1.1. Tính nhiệt sơ bộ chung cho cả hai dây chuyền ................................................... 88 6.1.2. Cân bằng nhiệt cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường .................... 90 6.1.3. Cân bằng nhiệt cho dây chuyền sản xuất phomai ủ chín Camember .................. 94 6.2. Tính hơi ................................................................................................................. 99 6.2.1. Hơi cho thiết bị .................................................................................................... 99 6.2.2. Lượng hơi dùng cho sinh hoạt, nấu ăn .............................................................. 100 6.2.3. Chi phí hơi do mất mát ...................................................................................... 100 6.2.4. Tính nhiên liệu ................................................................................................... 101 6.3. Tính nước ............................................................................................................ 101 6.3.1. Cấp nước ............................................................................................................ 101 6.3.2. Thoát nước ......................................................................................................... 103 CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG NHÀ MÁY ............................. 104 7.1. Sơ đồ tổ chức ....................................................................................................... 104 7.2. Chế độ làm việc ................................................................................................... 104 7.3. Tính nhân lực ...................................................................................................... 105 7.4. Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy ............................................................... 106 7.5. Các công trình trong nhà máy ........................................................................... 106 7.5.1. Phân xưởng sản xuất chính ................................................................................ 106 7.5.2. Khu chứa sữa tươi.............................................................................................. 108 7.5.3. Khu xử lý nguyên liệu ....................................................................................... 108 7.5.4. Phòng KCS ........................................................................................................ 111 7.5.5. Kho thành phẩm ................................................................................................ 111 7.5.6. Gara ô tô ............................................................................................................ 112 7.5.7. Nhà để xe ........................................................................................................... 113 7.5.8. Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa ............................................................................. 113 7.5.9. Nhà ăn ................................................................................................................ 113 7.5.10. Khu hành chính................................................................................................ 113 7.5.11. Phòng bảo vệ ................................................................................................... 114 7.5.12. Nhà sinh hoạt vệ sinh ...................................................................................... 114 7.5.13. Khu xử lý nước thải ......................................................................................... 115 7.5.14. Trạm biến áp .................................................................................................... 115 7.5.15. Nhà đặt máy phát điện dự phòng ..................................................................... 115 7.5.16. Bãi xuất hàng ................................................................................................... 116 7.5.17. Khu cung cấp nước và xử lý nước ................................................................... 116 7.5.18. Đài nước .......................................................................................................... 116 7.5.19. Phân xưởng lò hơi ........................................................................................... 116 7.5.20. Khu đất mở rộng .............................................................................................. 116 7.5.21. Kho chứa nhiên liệu ......................................................................................... 116 7.5.22. Kho chứa hóa chất ........................................................................................... 117 7.5.23. Phân xưởng cơ khí ........................................................................................... 117 7.5.24. Đường giao thông trong nhà máy .................................................................... 117 7.5.25. Các phòng trong phân xưởng sản xuất chính .................................................. 117 7.6. Tính khu đất xây dựng nhà máy ........................................................................... 119 CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM .......... 120 8.1. Mục đích .............................................................................................................. 120 8.2. Nội dung chính .................................................................................................... 120 8.2.1. Kiểm tra đầu vào ............................................................................................... 120 8.2.2. Kiểm tra các công đoạn trong quy trình sản xuất .............................................. 121 CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ...................... 124 9.1. An toàn lao động ................................................................................................. 124 9.1.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây tai nạn trong sản xuất ....................................... 124 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ....................................................... 124 9.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động .................................................................. 125 9.2. Vệ sinh xí nghiệp ................................................................................................. 126 9.2.1. Vệ sinh cá nhân ................................................................................................. 127 9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị .................................................................................. 127 9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp ............................................................................................... 128 9.2.4. Xử lý nước thải .................................................................................................. 128 KẾT LUẬN ................................................................................................................ 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 130 DANH MỤC BẢNG Bảng 2. 1 Thành phần hóa học của sữa bò ................................................................... 6 Bảng 2. 2 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò ................................................... 11 Bảng 2. 3 Tính chất vật lý của sữa ............................................................................ 12 Bảng 2. 4 Cấu trúc hóa lý của sữa bò ......................................................................... 12 Bảng 2. 5 Các chỉ tiêu cảm quan ................................................................................ 14 Bảng 2. 6 Các chỉ tiêu lý – hóa ................................................................................... 14 Bảng 2. 7 Giới hạn nhiễm vi khuẩn trong sữa tươi nguyên liệu................................. 15 Bảng 2. 8 Hàm lượng kim loại nặng trong sữa tươi nguyên liệu ............................... 15 Bảng 2. 9 Chỉ tiêu hóa lý của AMF ............................................................................ 19 Bảng 2. 10 Tiêu chuẩn nước sản xuất......................................................................... 20 Bảng 2. 11 Phân loại cream ........................................................................................ 22 Bảng 2. 12 Chỉ tiêu của cream .................................................................................... 22 Bảng 2. 13 Chỉ tiêu chất lượng của CaCl2 .................................................................. 22 Bảng 2. 14 Yêu cầu cảm quan của NaCl .................................................................... 23 Bảng 2. 15 Yêu cầu lý hóa của NaCl .......................................................................... 23 Bảng 2. 16 Các chỉ tiêu cảm quan của sữa đặc không đường .................................... 25 Bảng 2. 17 Chỉ tiêu hóa lý của sữa đặc không đường ................................................ 25 Bảng 2. 18 Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa đặc không đường ......................................... 25 Bảng 2. 19 Bảng chỉ tiêu các phụ gia thực phẩm trong phạm vi cho phép ................ 25 Bảng 2. 20 Hàm lượng kim loại nặng......................................................................... 27 Bảng 4. 1 Biều đồ nhập nguyên liệu ........................................................................... 44 Bảng 4. 2 Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy ........................................................ 44 Bảng 4. 3 Bảng bố trí sản xuất của nhà máy .............................................................. 45 Bảng 4. 4 Bảng hao hụt của dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường .............. 46 Bảng 4. 5 Bảng hụt của nguyên liệu của dây chuyền sản xuất phomai Camembert .. 51 Bảng 4. 6 Bảng tổng kết cân bằng vật chất qua từng công đoạn ................................ 59 Bảng 4. 7 Bảng tổng hợp nguyên liệu phụ ................................................................. 60 Bảng 4. 8 Bảng tổng kết bao bì .................................................................................. 60 Bảng 5.1. Các thiết bị cần sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất ......................... 61 Bảng 5. 2 Thông số kỹ thuật của bồn chuyên chở sữa ............................................... 63 Bảng 5. 3 Tính năng kỹ thuật của máy phân tích sữa tươi ......................................... 63 Bảng 5. 4 Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc .............................................................. 64 Bảng 5. 5 Thông số kỹ thuật của tank chứa sữa ......................................................... 64 Bảng 5. 6 Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế. .......................................................... 65 Bảng 5. 7 Bảng thùng chứa của hai dây chuyền ......................................................... 67 Bảng 5. 8 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt bảng mỏng .................................. 67 Bảng 5. 9 Thông số kỹ thuật thiết bị phối trộn ........................................................... 68 Bảng 5. 10 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt bảng mỏng ................................ 69 Bảng 5. 11 Thông số kỹ thuật thiết bị cô đặc 2 nồi ................................................... 69 Bảng 5. 12 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa .................................................. 70 Bảng 5. 13 thông số kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng ống lồng ống ............................ 71 Bảng 5. 14 Thông số kỹ thuật của thiết bị chiết rót vô trùng tetra pak ..................... 71 Bảng 5. 15 Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng thùng carton .................................... 72 Bảng 5. 16 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt loại VR-PHE-1008 ................. 74 Bảng 5. 17 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt loại VR-PHE-1008 ................... 76 Bảng 5. 18 Thông số kỹ thuật của thiết bị đông tụ ..................................................... 78 Bảng 5. 19 thống số kỹ thuật bơm li tâm .................................................................... 84 Bảng 5. 20 thông số kỹ thuật của bơm bánh răng ...................................................... 84 Bảng 5. 21 Thông số kỹ thuật của máy bơm chân khôngError! Bookmark not defined. Bảng 5. 22 Thông số kỹ thuật của bơm pittong.......................................................... 85 Bảng 5. 23 Thông số kỹ thuật của bơm thùy .............................................................. 85 Bảng 5. 24 Bảng tổng kết thiết bị dùng trong phân xưởng sản xuất .......................... 86 Bảng 6. 1 Hơi sử dụng cho hai dây chuyền ................................................................ 99 Bảng 6. 2 Thông số kỹ thuật lò hơi .......................................................................... 100 Bảng 6. 3 Lượng nước cần sửa dụng cho sản xuất ................................................... 102 Bảng 7. 1 Bảng tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp ............................................... 105 Bảng 7. 2 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt bảng mỏng ................................ 108 Bảng 7. 3 Nguyên liệu phụ cần dùng........................................................................ 109 Bảng 7. 4 Bảng tổng kết xây dựng các công trình toàn nhà máy ............................. 117 Bảng 8. 1 Bảng tổng kết kiểm tra trong các giai đoạn của quy trình sản xuất ......... 121 Bảng 8. 2 Bảng tổng kết chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm .............................. 123 DANH MỤC HÌNH Hình 2. 1 Sơ đồ tổ chức của siêu mixen ....................................................................... 7 Hình 2. 2 Leucononstoc lactis .................................................................................... 21 Hình 2. 3 Penicillium camemberti .............................................................................. 21 Hình 2. 4 Sữa cô đặc không đường ............................................................................ 24 Hình 2. 5 Phomai Camembert .................................................................................... 26 Hình 5. 1 Xe bồn chở sữa ........................................................................................... 63 Hình 5. 2 Máy phân tích sữa tươi MILKO SCAN MARS ......................................... 63 Hình 5.3 Thiết bị lọc MIEN NAM TEC ..................................................................... 64 Hình 5. 4 Thùng chứa sữa nguyên liệu ....................................................................... 64 Hình 5. 5 Thiết bị định lượng ..................................................................................... 65 Hình 5. 6 Cấu tạo thùng chứa ..................................................................................... 65 Hình 5. 7 Thùng trung gian ........................................................................................ 67 Hình 5. 8 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng ........................................................................ 68 Hình5. 9 Thiết bị phối trộn ......................................................................................... 68 Hình 5. 10 Thiết bị cô đặc .......................................................................................... 69 Hình 5. 11 thiết bị đồng hóa 2 cấp .............................................................................. 70 Hình 5. 12 Thiết bị tiệt trùng ống lồng ống ................................................................ 71 Hình 5. 13 Thiết bị chiết rót vô trùng ......................................................................... 71 Hình 5. 14 Thiết bị đóng thùng................................................................................... 72 Hình 5. 15 Thùng chứa cream .................................................................................... 74 Hình 5. 16 Thiết bị gia nhiệt bảng mỏng .................................................................... 74 Hình 5. 17 Thiết bị lên men ........................................................................................ 75 Hình 5. 18 Thiết bị đông tụ......................................................................................... 77 Hình 5. 19 Thùng chứa whey ..................................................................................... 79 Hình 5. 20 Thiết bị đổ khuôn ...................................................................................... 79 Hình 5. 21 Bể ướp muối. ............................................................................................ 79 Hình 5. 22 Thiết bị phun bào tử .................................................................................. 80 Hình 5. 23 Giá đỡ phô mai ......................................................................................... 81 Hình 5. 24 Kệ ủ chín ................................................................................................... 82 Hình 5. 25 Thiết bị đóng gói....................................................................................... 83 Hình 5. 26 Bơm ly tâm ............................................................................................... 84 Hình 5. 27 Bơm bánh răng ......................................................................................... 84 Hình 5. 28 Bơm chân không ....................................... Error! Bookmark not defined. Hình 5. 29 Bơm pittong .............................................................................................. 85 Hình 5. 30 Bơm thùy .................................................................................................. 85 Hình 6. 1 Lò hơi ........................................................................................................ 101 Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa cô đặc không đường và phô mai ủ chín dạng mềm Camembert LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu ăn uống của con người càng được quan tâm, đặc biệt là về chất lượng thực phẩm. Trong đó, sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đầy đủ các chất dinh dưỡng như protein, glucid, lipid, chất khoáng, vitamin… là một lựa chọn rất tốt cho con người. Công nghiệp chế biến sữa luôn là một lĩnh vực rất quan trọng trong ngành thực phẩm. Để tạo ra sự đa dạng phong phú, bên cạnh đó để bảo quản sữa được lâu, người ra có rất nhiều cách để chế biến các sản phẩm từ sữa. Với quy mô dân số ngày càng được mở rộng, khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, nhu cầu của con người tăng lên không ngừng, sữa được tiêu thụ nhanh ở cả trong và ngoài nước. Ngành chế biến sữa được dự báo sẽ phát triển mạnh về cả quy mô lẫn chủng loại, thương hiệu, hay chất lượng. Do đó trên thị trường hiện nay có rất nhiều sản phẩm chế biến từ nguyên liệu sữa với sự đa dạng về hương vị, cấu trúc phù hợp cho mọi đối tượng từ trẻ em đến người cao tuổi. Rất nhiều sản phẩm từ sữa trên thị trường hiện nay được người tiêu dùng yêu thích.Trong đó sữa cô đặc và phomai là hai dòng sản phẩm vừa tiện lợi, giàu dinh dưỡng, có thời gian bảo quản lâu lại phù hợp với túi tiền của người tiêu dùng nên rất được người tiêu dùng yêu thích và lựa chọn. Trước nhu cầu thực tế đó, tôi chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy chế biến sữa gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa cô đặc không đường năng suất 11500 lít nguyên liệu/ca và sản xuất sữa phomai ủ chín dạng mềm Camember với năng suất 5,8 tấn sản phẩm/ngày. SVTH: Hoàng Dương Thụy Đan GVHD: Mạc Thị Hà Thanh 1 Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa cô đặc không đường và phô mai ủ chín dạng mềm Camembert CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy Thực trạng kinh tế đất nước hiện nay là khu vực Miền Trung có rất ít các nhà máy chế biến sữa nhưng lại có nhu cầu thị trường là không hề nhỏ. Điều đó cho thấy đây là nơi đầu tư đầy tiềm năng nếu có chính sách đầu tư đúng đắn. Nước ta hiện nay có nhu cầu tiêu dùng sữa tươi và các sản phẩm từ sữa rất lớn, nhu cầu mỗi ngày một tăng. Sữa là một thực phẩm giàu dinh dưỡng, việc sử dụng sữa hoặc các sản phẩm từ sữa mỗi ngày sẽ đóng góp tích cực vào sự phát triển toàn diện cả về thể lực, trí lực, tăng sức đề kháng và hệ miễn dịch cho trẻ em và người dân Việt Nam, đảm bảo sự cân bằng dinh dưỡng trong cơ thể. Nắm bắt được lợi thế này, việc đầu tư vào xây dựng một nhà máy chế biến sữa công nghiệp là một lựa chọn có khả năng mang lại lợi nhuận cao. 1.2. Điều kiện tự nhiên 1.2.1. Vị trí địa lý Tuy nhiên để xây dựng được nhà máy như trên ta cần phải nghiên cứu đến nhiều vấn đề sau:  Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu, thị trường tiêu thụ sản phẩm.  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. Qua tìm hiểu về vị trí địa lý, khí hậu, hệ thống giao thông vận tải, sông, hồ, nguyên liệu và các điều kiện khác, nên em chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại khu kinh tế mở Chu Lai, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam với hướng gió Đông Nam. Quảng Nam là tỉnh thuộc vùng đồng bằng duyên hải miền Trung. Phía Bắc giáp thành phố Đà Nẵng. Phía Nam giáp tỉnh Quảng Ngãi và Kon Tum. Phía Tây giáp với nước CHDCND Lào và tỉnh Kon Tum. Phía Đông giáp với biển Đông. Quảng Nam nằm trong vùng trọng điểm kinh tế Miền Trung, có sân bay, cảng biển, đường Xuyên Á nên rất thuận lợi cho việc giao lưu phát triển kinh tế - xã hội và có tầm quan trọng trong an ninh quốc phòng [1]. SVTH: Hoàng Dương Thụy Đan GVHD: Mạc Thị Hà Thanh 2 Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa cô đặc không đường và phô mai ủ chín dạng mềm Camembert 1.2.2. Đặc điểm thiên nhiên Địa hình tỉnh Quảng Nam thấp dần từ Tây sang Đông, hình thành ba vùng sinh thái: vùng núi cao, vùng trung du, vùng đồng bằng và ven biển; bị chia cắt theo các lưu vực sông Vu Gia, Thu Bồn, Tam Kỳ có mối quan hệ bền chặt về kinh tế, xã hội và môi trường sinh thái đa dạng với các hệ sinh thái đồi núi, đồng bằng, ven biển [1]. Quảng Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới điển hình, chỉ có 2 mùa là mùa khô và mùa mưa, ít chịu ảnh hưởng của mùa đông lạnh miền Bắc [1]. Quảng Nam có mạng lưới sông ngoài dày đặc, có đường bờ biển dài 125 km. Ngoài ra còn có 15 hòn đảo lớn nhỏ ngoài khơi. Có 942 km sông ngoài tự nhiên và 2 hệ thống sông hoạt động chính. Tuyến đường sắt qua địa bàn tỉnh Quảng Nam có chiều dài 91,5 km. Đường hàng không thì có sân bay Chu Lai thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển nền kinh tế Quảng Nam [1]. Quy mô đất đai đến năm 2025 khoảng 3.000 ha đất xây dựng công nghiệp; quỹ đất xây dựng các khu chức năng đô thị, du lịch, dịch vụ khoảng 5.000 ha. Đến năm 2035, dự báo đất xây dựng công nghiệp khoảng 5.010 ha, quỹ đất xây dựng các khu chức năng đô thị, dụ lich, dịch vụ khoảng 7.000 ha [2]. 1.3. Vùng nguyên liệu Là khu vực chưa phát triển mạnh về việc chăn nuôi bò sữa, vì vậy nguồn nguyên liệu của nhà máy sẽ được cung cấp từ các tỉnh Nghệ An, Lâm Đồng, Gia Lai, Đồng Nai,... 1.4. Hợp tác hóa Là khu công nghiệp với nhiều loại hình nhà máy khác nhau nên việc hợp tác hóa giữa các nhà máy đem lại thuận lợi lớn về mặt kinh tế như liên kết với nhà máy bao bì, nhựa,... tạo sự phát triển bền vững [3]. Một số công ty đã mở ở khu công nghiệp Chu Lai tạo điều kiện thuận lợi cho nhà máy chế biến sữa là Công ty TNHH Liên doanh chế biến nguyên liệu giấy Quảng Nam, công ty TNHH Quan Châu sản xuất plastic, giấy và các sản phẩm từ giấy, các loại bao bì; công ty TNHH Sài Gòn Hào Hưng chuyên bốc xếp hàng hóa, công ty TNHH Sĩ Dũng chuyên sữa chữa, bảo dưỡng thiết bị, máy móc; công ty TNHH Công nghiệp MTV Núi Thành bán buôn vật liệu, thiết bị lắp đặt trong nhà máy, vận chuyển hàng hóa bằng đường bộ và đường thủy; công ty CP Number on Chu Lai chuyên lắp đặt hệ thống cấp thoát nước, điều hòa không khí, sản phẩm từ plastic [4]. 1.5. Nguồn cung cấp điện SVTH: Hoàng Dương Thụy Đan GVHD: Mạc Thị Hà Thanh 3 Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa cô đặc không đường và phô mai ủ chín dạng mềm Camembert Công ty Điện lực Quảng Nam đã tiếp nhận lưới điện hạ áp từ 132 tổ chức kinh doanh điện nông thôn, với hơn 2000 km đường dây hạ áp và 180 nghìn công tơ. Đến nay, hệ thống lưới điện Quảng Nam đã phủ khắp địa bàn tỉnh, tỷ lệ điện thương phẩm cung cấp trên địa bàn tỉnh năm 2016 đạt gần 1,5 tỷ. 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. Nguồn điện được cung cấp từ lưới điện quốc gia qua trạm biến áp Kỳ Hòa 110KV với 2 máy biến áp công suất 40 MVA mỗi máy, cung cấp điện ổn định cho KCN [5]. 1.6. Nguồn cung cấp hơi Trong nhà máy, hơi được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như đun nóng, thanh trùng, tiệt trùng, phục vụ máy rót, vệ sinh khử trùng máy móc thiết bị... Hơi nước phải là hơi bão hòa và được cung cấp bởi lò hơi hoặc hợp tác hóa với các nhà máy khác để mua hơi phục vụ cho sản xuất. 1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý 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 sạch được cung cấp bởi Nhà máy nước Tam Hiệp với tổng công suất là 20.000 m3/ ngày đêm đảo bảo cung cấp đủ nước 24/24, được đấu nối đến chân hàng rào các Doanh nghiệp [6]. Trước khi đưa vào sản xuất nước phải được đưa qua các công đoạn xử lý sơ bộ như làm giảm độ cứng, điều chỉnh độ pH thích hợp,... 1.8. Thoát nước Phần lớn nước thải của nhà máy đều là môi trường thích cho vi sinh vật phát triển, khi thải ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Vì vậy, nước từ các phân xưởng sản xuất chảy ra sẽ được đưa qua hệ thống xử lý nước thải của nhà máy trước khi thải ra ngoài môi trường. Còn các chất thải rắn nên xử lý bằng cách đào hố để chon tránh gây ô nhiễm cho môi trường. Hệ thống thoát nước mưa và nước thải được xây dựng riêng. Nước thải cục bộ từ mỗi nhà máy và đưa đến trạm xử lý chung của KCN Chu Lai. Hệ thống thu gom xử lý nước thải giai đoạn 1 với công suất 1.900 m3/ ngày đêm đã hoàn thành đưa vào hoạt động [6]. 1.9. Giao thông vận tải Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, nằm ngay trên quốc lộ 1A, là cầu nối giữa thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quảng Ngãi. Đi qua địa phận các huyện, thị xã, thành SVTH: Hoàng Dương Thụy Đan GVHD: Mạc Thị Hà Thanh 4 Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa cô đặc không đường và phô mai ủ chín dạng mềm Camembert phố: Núi Thành, Tam Kỳ, Phú Ninh, Thăng Bình, Quế Sơn, Duy Xuyên và Điện Bàn. Tổng chiều dài 85km, tiêu chuẩn đường cấp II đồng bằng với bê tông rộng nên đường 12m, mặt đường 11m kết cấu bề mặt bê tông nhựa. Bên cạnh đó, khu công nghiệp Chu Lai gần cảng Kỳ Hà, thuận lợi cho việc xuất nhập khẩu, phân phối [3]. Bên cạnh đó, nhà máy gần với sân bay Chu Lai, bến cảng Tam Hiệp, bến cảng Tam Hòa, bến cảng Kỳ Hà [2]. 1.10. Năng suất nhà máy Với những điều kiện về nguồn nguyên liệu, giao thông đi lại và thị trường tiêu thụ sản phẩm rộng lớn thì việc thiết kế và xây dựng nhà máy chế biến sữa là hoàn toàn có tính khả thi cao. 1.11. Cung cấp nhân công Đến năm 2025, khu KTM Chu Lai có quy mô dân số 250.000 người ( trong đó đô thị là 120.000 người); đến năm 2035 có quy mô dân số 550.000 người (trong đó đô thị là 450.000 người) [2]. Quảng Nam 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. Dân số Quảng Nam hiện nay là 1.487.721 người, trong đó số người trong độ tuổi lao động là 903.500 người, chiếm 60% dân số Quảng Nam, khu vực nhà nước là 7,94%, khu vực ngoài nhà nước là 88,89%, khu vực có vốn đầu tư nước ngoài là 3,17%, số lao động đã qua đào tạo chiếm 18,2%, tỷ lệ thất nghiệp gần 3% trên tổng số lao động địa bàn tỉnh Quảng Nam. Bên cạnh đó, dân số các vùng lân cận như Kontum 507,8 nghìn người, Đà Nẵng 1.046,2 nghìn người, Quãng Ngãi 1.251,5 nghìn người [6]. 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. SVTH: Hoàng Dương Thụy Đan GVHD: Mạc Thị Hà Thanh 5 Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa cô đặc không đường và phô mai ủ chín dạng mềm Camembert CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 2.1. Tổng quan về nguyên liệu 2.1.1. Nguyên liệu chính – sữa tươi Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non.Từ xưa con người đã biết sử dụng sữa từ các động vật nuôi để chế biến thành nhiều loại thực phẩm quý giá. Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β-caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy (sữa đã được tách béo -skimmilk) thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt. Sữa bò có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ [7]. 2.1.1.1.Thành phần hóa học của sữa bò Bảng 2. 1 Thành phần hóa học của sữa bò [7] Các thành phần chính Nước Tổng các chất khô Lactose Protein Chất béo Khoáng Khoảng biến thiên Giá trị trung bình 85,5 ÷ 89,5 10,5 ÷ 14,5 3,6 ÷ 5,5 2,9 ÷ 5,0 2,5 ÷ 6,0 0,6 ÷ 0,9 87,5 13,0 4,8 3,4 3,9 0,8 ➢ Nước Hàm lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%. Phần lớn lượng nước ở trong sữa có thể thoát ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốc hơi nước ở sữa để chế biến thành sữa đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và bảo quản hơn [7]. ➢ Đường lactose Đường lactose trong sữa có hàm lượng trung bình 50g/l và tồn tại dưới hai dạng α và β-lactose. Ở 200C, α-lactose chiếm 40% và β-lactose chiếm 60%. Khi bị thủy phân lactose cho ra hai monosaccharide là glucose và galactose theo phương trình tổng quát: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 Lactose glucose SVTH: Hoàng Dương Thụy Đan galactose GVHD: Mạc Thị Hà Thanh 6