Tài liệu Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền sữa tiệt trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu năm và phô mai ủ chín năng suất 6 tấn sản phẩm ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI VỚI HAI DÂY CHUYỀN: SỮA TIỆT TRÙNG CÓ ĐƯỜNG NĂNG SUẤT 27 TRIỆU LÍT NGUYÊN LIỆU/NĂM PHÔ MAI Ủ CHÍN NĂNG SUẤT 6 TẤN SẢN PHẨM/CA Sinh viên thực hiện: Võ Văn Khoa Số thẻ sinh viên: 107140132 Lớp: 14H2B Đà Nẵng – Năm 2019 Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền: - Sữa tiệt trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm - Phô mai ủ chín năng suất 6 tấn sản phẩm/ca. Sinh viên thực hiện: Võ Văn Khoa Số thẻ sinh viên: 107140132 Lớp: 14H2B 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 Đà Nẵng 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 tài liệu 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: Quy trình công nghệ 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 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 Dựa vào chương V để tính các công trình xây dựng đảm bảo kỹ thuật và kiến trúc có tính kinh tế, dựa vào chương I 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 TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Văn Khoa Lớp: 14H2B Khoa: Hóa 1. Tên đề tài đồ án: Số thẻ sinh viên: 107140132 Ngành: Công Nghệ Thực phẩm Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền: - Sữa tiệt trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm. - Phô mai ủ chín năng suất 6 tấn sản phẩm/ca. 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: - Nguyên liệu sữa tươi có hàm lượng chất khô 13,5% trong đó 3% chất béo. - Sữa tiệt trùng có đường có 3,4% chất béo, 5% saccharose - Phô mai ủ chín tổng chất khô 44% trong đó 1,7% muối. 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp. Lời cảm ơn Mục lục Danh mục hình ảnh Danh mục bảng Mở đầu Chương 1: Lập luận kinh tế, kỹ thuật. Chương 2: Tổng quan tài liệu. Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ. Chương 4: Tính cân bằng vật chất. Chương 5: Chọn và tính thiết bị. Chương 6: Tính cân bằng nhiệt - hơi - nước Chương 7: Tính tổ chức - xây dựng Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm. Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp. Kết luận. Tài liệu tham khảo. 5. Các bản vẽ: - Bản vẽ dây chuyền công nghệ (kích thước khổ giấy A0). - Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (kích thước khổ giấy A0). - Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (kích thước khổ giấy A0). - Bản vẽ mặt bằng tổng thể (kích thước khổ giấy A0). - Bản vẽ sơ đồ hơi nước (kích thước khổ giấy A0). 6. Họ và tên người hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 10/02/2019 7. Ngày hoàn thành đồ án: 28/05/2019 Đà Nẵng, ngày ...... tháng ....... năm 2019 Trƣởng bộ môn Công nghệ thực phẩm Ngƣời hƣớng dẫn PGS. TS ĐẶNG MINH NHẬT TS. MẠC THỊ HÀ THANH LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Hóa, Ngành Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho em được học tập và nghiên cứu trong môi trường học tập khoa học, giúp cho em có kiến thức vững vàng trước khi bước vào đời. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cô giáo Mạc Thị Hà Thanh là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Trong quá trình làm đồ án của mình, ngoài sự nổ lực của bản thân, em cũng đã nhận được nhiều sự giúp đỡ từ bạn bè và các anh chị khóa trên, đã chia sẻ tài liệu, kiến thức cũng như kinh nghiệm, bên cạnh đó cũng không thể thiếu sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm, đã giúp em có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của mình. Em xin hết lòng cám ơn và ghi nhận những sự giúp đỡ chân thành. 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 em không tránh khỏi những thiếu sót mong quý thầy cô và bạn bè góp ý. Em xin chân thành cám ơn. Đà Nẵng, ngày 18 tháng 05 năm 2019 Sinh viên thực hiện Võ Văn Khoa i LỜI CAM ĐOAN Đầu tiên em xin cam đoan bài làm đồ án tốt nghiệp của em hoàn toàn do chính bản thân em 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 được tham khảo từ đồ án của các năm trước nhưng không sao chép nguyên mẫu. Các giấy tờ quy định của nhà trường đã được em chuẩn bị đầy đủ. Bố cục và trình bày bài làm thuyết minh, bản vẽ, các giấy tờ quy định cũng được thực hiện theo đúng hướng dẫn của nhà trường. Sinh viên thực hiện Võ Văn Khoa ii MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu và cảm ơn Lời cam đoan i ii Mục lục Danh sách các bảng, hình vẽ iii viii Danh sách cá cụm từ viết tắt xii Trang LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................ii DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG ....................................................................viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... xi MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT .................................................. 2 1.1. Sự cần thiết của xây dựng nhà máy ................................................................... 2 1.2. Vị trí đặt nhà máy ............................................................................................... 2 1.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội ở Đà Nẵng..................................................... 2 1.2.2. Vị trí đặt nhà máy .............................................................................................. 3 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ...................... 6 2.1. Tổng quan về nguyên liệu ................................................................................... 6 2.1.1. Sữa tươi ............................................................................................................. 6 2.1.2. Nguyên liệu phụ ............................................................................................... 13 2.2. Các quá trình biến đổi của sữa tƣơi trong bảo quản và chế biến ................... 17 2.2.1. Biến đổi trong bảo quản ................................................................................... 17 2.2.2. Biến đổi trong chế biến .................................................................................... 18 2.2.2.1. Biến đổi trong quá trình tiệt trùng.................................................................. 18 2.3. Tổng quan về sản phẩm .................................................................................... 19 2.3.1. Sữa tiệt trùng có đường .................................................................................... 19 2.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa ................................................................... 23 2.4.1. Tại Việt Nam ................................................................................................... 23 2.4.2. Trên thế giới..................................................................................................... 23 2.5. Phƣơng án thiết kế ........................................................................................... 24 CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ....................................... 25 3.1. Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng có đƣờng và phô mai ủ chín [1] ... iii ............................................................................................................................25 MỤC LỤC 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ.......................................................................26 3.2.1. Thuyết minh công đoạn chung cho 2 sản phẩm ................................................ 27 3.2.2. Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng ....................................................................... 29 CHƢƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ...................................................... 37 4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ....................................................................... 37 4.1.1. Năng suất nhà máy ........................................................................................... 37 4.1.2. Phân tích kế hoạch sản xuất.............................................................................. 37 4.2. Tính toán ........................................................................................................... 39 4.2.1 Sữa tươi tiệt trùng có đường .............................................................................. 39 4.2.2. Phô mai ủ chín ................................................................................................. 42 4.2.3. Tính chung cho cả 2 dây chuyền ...................................................................... 49 4.2.4. Tính tỉ trọng ..................................................................................................... 49 4.2.5. Tính số hộp, số thùng cần cho hoàn thiện sản phẩm ......................................... 50 4.3. Bảng tổng kết .................................................................................................... 51 CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ ............................................... 54 5.1. Các thiết bị cần sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất ............................. 54 5.2. Cách chọn thiết bị và tính toán......................................................................... 55 5.2.1. Cách chọn thiết bị ............................................................................................ 55 5.2.2. Tính toán thiết bị .............................................................................................. 55 5.3. Thùng chứa nguyên liệu cho cả 2 dây chuyền.................................................. 56 5.4. Thiết bị chung cho 2 dây chuyền ...................................................................... 58 5.4.1. Thiết bị lọc ....................................................................................................... 58 5.4.2. Thiết bị định lượng........................................................................................... 59 5.4.3. Thiết bị xử lý nhiệt sơ bộ.................................................................................. 60 5.5. Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đƣờng .............................. 61 5.5.1. Nồi nấu siro...................................................................................................... 61 5.5.2. Bunke chứa đường ........................................................................................... 62 5.5.3. Thùng chứa siro sau nấu ................................................................................... 63 5.5.4. Thùng chứa nước hòa trộn siro ......................................................................... 64 5.5.5. Thiết bị phối trộn ............................................................................................. 64 5.5.6. Thiết bị bài khí ................................................................................................. 65 5.5.7. Thiết bị đồng hóa ............................................................................................. 65 5.5.8. Thiết bị tiệt trùng UHT..................................................................................... 66 5.5.9. Bồn chờ rót ...................................................................................................... 67 5.5.10. Chiết rót vô trùng và đóng hộp ....................................................................... 68 5.5.11. Máy đóng thùng ............................................................................................. 68 iv 5.6. Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô LỤC mai ủ chín............................................ 69 MỤC 5.6.1. Thiết bị chuẩn hóa ............................................................................................ 69 5.6.2. Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng....................................................................... 70 5.6.3. Thiết bị hoạt hóa giống lên men sơ bộ .............................................................. 71 5.6.4. Thiết bị lên men sơ bộ ...................................................................................... 72 5.6.5. Thiết bị thanh trùng, làm nguội ........................................................................ 73 5.6.6. Thùng hoạt hóa giống lên men ......................................................................... 74 5.6.7. Thiết bị lên men ............................................................................................... 74 5.6.8. Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh thế hệ mới ............................................... 75 5.6.9. Thiết bị đổ khuôn và ép tạo bánh...................................................................... 76 5.6.10. Bể ướp muối bánh phô mai ............................................................................ 77 5.6.11. Thiết bị phun bào tử ....................................................................................... 77 5.6.12. Phòng tàng trữ lạnh ........................................................................................ 78 5.6.13. Phòng ủ phô mai ............................................................................................ 79 5.6.14. Thiết bị đóng gói ............................................................................................ 80 5.7. Tính và chọn bơm ............................................................................................. 80 5.8. Bảng tổng kết thiết bị ........................................................................................ 82 CHƢƠNG 6: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT - HƠI - NƢỚC ................................... 84 6.1. Cân bằng nhiệt .................................................................................................. 84 6.1.1. Cân bằng nhiệt của thiết bị gia nhiệt bản mỏng ................................................ 84 6.1.1.4. Lượng nhiệt dịch sữa cần đạt được ................................................................ 85 6.1.2. Cân bằng nhiệt của thiết bị tiệt trùng UHT ....................................................... 85 6.1.3. Cân bằng nhiệt của thiết bị thanh trùng ............................................................ 87 6.1.4. Cân bằng nhiệt cho thiết bị nấu siro.................................................................. 88 6.1.5. Cân bằng nhiệt cho thiết bị lên men.................................................................. 90 6.2. Tính hơi và nhiên liệu ....................................................................................... 92 6.2.1. Tính tổng lượng hơi sử dụng ............................................................................ 93 6.2.2. Tính nhiên liệu ................................................................................................. 93 6.3. Tính nƣớc.......................................................................................................... 94 6.3.1 Cấp nước........................................................................................................... 94 6.3.1.1. Nước dùng trong sản xuất ............................................................................. 94 6.3.1.2. Nước dùng cho sinh hoạt ............................................................................... 94 6.3.1.3. Nước dùng cho thiết bị thanh trùng, tiệt trùng, làm lạnh ................................ 95 6.2.1.4. Nước dùng cho nồi hơi .................................................................................. 95 6.3.2. Thoát nước ....................................................................................................... 95 CHƢƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC - XÂY DỰNG ..................................................... 97 7.1. Sơ đồ tổ chức hành chính ................................................................................. 97 v 7.2. Chế độ làm việc ................................................................................................. 97 MỤC LỤC 7.3. Tính nhân lực .................................................................................................... 98 7.3.1. Nhân lực ở các vị trí quản lý và phục vụ hỗ trợ ................................................ 98 7.3.2. Nhân lực tại phân xưởng sản xuất .................................................................... 98 7.4. Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy............................................................... 99 7.5. Các công trình trong nhà máy ........................................................................ 100 7.5.1. Phân xưởng sản xuất chính............................................................................. 100 7.5.2. Kho nguyên vật liệu ....................................................................................... 101 7.5.3. Kho thành phẩm ............................................................................................. 105 7.5.4. Gara ô tô ........................................................................................................ 106 7.5.5. Nhà để xe ....................................................................................................... 106 7.5.6. Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa .......................................................................... 107 7.5.7. Nhà ăn............................................................................................................ 107 7.5.8. Khu hành chính .............................................................................................. 107 7.5.9. Phòng bảo vệ.................................................................................................. 107 7.5.10. Các công trình phục vụ sinh hoạt, vệ sinh..................................................... 108 7.5.11. Khu xử lí nước thải ...................................................................................... 108 7.5.12. Trạm biến áp ................................................................................................ 109 7.5.13. Nhà đặt máy phát điện dự phòng .................................................................. 109 7.5.14. Khu cung cấp nước và xử lý nước ................................................................ 109 7.5.15. 7.5.16. 7.5.17. 7.5.18. Đài nước ...................................................................................................... 110 Phân xưởng nồi hơi ...................................................................................... 110 Kho chứa nhiên liệu ..................................................................................... 110 Kho chứa hóa chất ........................................................................................ 111 7.5.19. 7.5.20. 7.5.22. 7.5.23. Phân xưởng cơ khí ....................................................................................... 111 Phân xưởng lạnh .......................................................................................... 111 Kho bao bì.................................................................................................... 111 Bãi nhập hàng .............................................................................................. 112 7.5.24. Bãi xuất hàng ............................................................................................... 112 7.5.25. Phòng KCS .................................................................................................. 112 7.5.26. Đường giao thông trong nhà máy ................................................................. 112 7.5.26. Bảng tổng kết ............................................................................................... 113 7.6 Tính khu đất xây dựng nhà máy ..................................................................... 114 7.6.1. Diện tích khu đất ............................................................................................ 114 7.6.2. Tính hệ số sử dụng Ksd ................................................................................... 114 CHƢƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM ....... 115 8.1. Mục đích .......................................................................................................... 115 vi 8.2. Nội dung chính ................................................................................................ 115 MỤC LỤC 8.2.1. Kiểm tra đầu vào ............................................................................................ 115 8.2.2. Kiểm tra các công đoạn trong quy trình sản xuất ............................................ 116 CHƢƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP .................... 119 9.1. An toàn lao động ............................................................................................. 119 9.1.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây tai nạn trong sản xuất ...................................... 119 9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ..................................................... 119 9.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động ................................................................ 120 9.2. Vệ sinh xí nghiệp ............................................................................................. 121 9.2.1. Vệ sinh cá nhân .............................................................................................. 121 9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị ............................................................................... 121 9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp ........................................................................................... 122 9.2.4. Xử lý nước thải .............................................................................................. 122 KẾT LUẬN ............................................................................................................ 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 1 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Bản đồ vị trí của khu công nghiệp Hòa Khánh-Đà Nẵng............................... 3 Hình 2.1 Leuconostoc lactic....................................................................................... 16 Hình 2. 2 Lactococcus cremoris ................................................................................. 16 Hình 2. 3 Nấm sợi Geotrichum candidum .................................................................. 17 Hình 2.4 Nấm sợi Penicillium camemberti ................................................................. 17 Hình 2.5. Sản phẩm sữa tươi tiệt trùng ....................................................................... 20 Hình 2.6. Phô mai Camembert ................................................................................... 22 Hình 5.1. Thùng lưu trữ nguyên liệu một lớp SSG ..................................................... 56 Hình 5.2 Thùng chứa ................................................................................................. 56 Hình 5.3 Thiết bị lọc .................................................................................................. 59 Hình 5.4 Lưu lượng kế MAG-LOW 650 .................................................................... 60 Hình 5. 5 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng BR4 – JZH – 36B .................................... 60 Hình 5.6 Nồi nấu siro đường G300-I .......................................................................... 62 Hình 5.7 Bunke chứa đường ...................................................................................... 63 Hình 5.8 Thiết bị phối trộn......................................................................................... 64 Hình 5.9 Thiết bị bài khí Vacuum degasser ................................................................ 65 Hình 5.10 Thiết bị đồng hóa Tetrapak ........................................................................ 66 Hình 5.11 Thiết bị tiệt trùng UHT bản mỏng ............................................................. 66 Hình 5.12 Bồn chờ rót Tetra Pak® Aseptic Tank VC ................................................. 67 Hình 5.13 Máy đóng hộp Tetrapak A3 ....................................................................... 68 Hình 5.14 Máy đóng thùng ........................................................................................ 69 Hình 5.15 Thiết bị chuẩn hóa có cánh khuấy .............................................................. 70 Hình 5.16 Thiết bị trao đổi nhiệt BR4 – JZH – 10B ................................................... 71 Hình 5. 17. Thiết bị hoạt hóa giống ............................................................................ 72 viii Hình 5.18 Thiết bị lên men sơ bộ ............................................................................... 73 Hình 5.19 Thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng BS-2 ................................................. 74 Hình 5.20 Thiết bị lên men ........................................................................................ 75 Hình 5.21. Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh ......................................................... 75 Hình 5.22. Thiết bị đổ khuôn và ép khuôn ................................................................. 76 Hình 5.23. Bể ướp muối............................................................................................. 77 Hình 5.24. Thiết bị phun bào tử ................................................................................. 78 Hình 5.25. Giá đỡ phô mai ......................................................................................... 78 Hình 5.26 Thiết bị bao gói phô mai tự động XINYUE XY-250 ................................. 80 Hình 5. 27 Bơm ly tâm A41 ....................................................................................... 81 Hình 5.28. Bơm răng khía .......................................................................................... 81 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Thành phần chính của sữa ............................................................................ 6 Bảng 2.2. Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò ................................................ 7 Bảng 2.3. Các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan của sữa tươi ............................................... 8 Bảng 2.4. Hàm lượng các loại vitamin trong sữa bò ................................................... 11 Bảng 2.5. Chỉ tiêu chất lượng đường.......................................................................... 13 Bảng 2.6. Chỉ tiêu nước theo TCVN 5502:2003......................................................... 14 Bảng 2.7. Chỉ tiêu cảm quan ...................................................................................... 20 Bảng 2.8. Chỉ tiêu hóa lý ........................................................................................... 20 Bảng 2.9. Chỉ tiêu vi sinh........................................................................................... 20 Bảng 2.10. Phân loại phô mai theo quá trình ủ chín ................................................... 21 Bảng 2.11. Hàm lượng kim loại nặng ......................................................................... 22 Bảng 4.1 Biểu đồ nhập liệu của nhà máy ................................................................... 37 Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất theo ca của nhà máy ......................................................... 38 Bảng 4.3 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy ...................................................... 38 ix Bảng 4.4. Tỉ lệ hao hụt dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường .................. 39 Bảng 4.5. Hao hụt của nguyên liệu qua các công đoạn ............................................... 43 Bảng 4.6. Bảng tổng kết cân bằng vật chất ................................................................. 52 Bảng 4.7. Bảng tổng kết nguyên liệu phụ ................................................................... 53 Bảng 5.1. Các thiết bị cần sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất ........................... 54 Bảng 5.2. Bảng tổng kết thùng chứa........................................................................... 58 Bảng 5.3. Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế MAG-LOW 650................................. 60 Bảng 5.4.Thông số thiết bị trao đổi nhiệt.................................................................... 61 Bảng 5.7. Thông số thiết bị trao đổi nhiệt................................................................... 71 Bảng 5.8. Thông số thiết bị bao gói tự động ............................................................... 80 Bảng 5.10. Bảng tổng kết thiết bị phân xưởng sản xuất chính .................................... 82 Bảng 7.1. Các ngày nghỉ trong năm ........................................................................... 97 Bảng 7.2. Bảng tổng kết phân phối nhân lực tại vị trí trong nhà xưởng ...................... 98 Bảng 7.3. Thông số một silo tank trữ sữa ................................................................. 101 Bảng 7.4. Thông số thiết bị trao đổi nhiệt................................................................. 102 Bảng 7.5 Nguyên liệu phụ cần dùng......................................................................... 103 Bảng 7.6. Bảng tổng kết các công trình xây dựng trong nhà máy ............................. 113 x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1. 2. UHT - Ultra Hight Temperature: Nhiệt độ cực cao CIP – Clean In Place: Làm sạch 3. 4. Heat transfer surfac: Bề mặt trao đổi nhiệt RE - Refined Extra: tinh chế xi Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín MỞ ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, để phục vụ cho lợi ích của con người, ngày càng có nhiều sản phẩm thực phẩm ra đời, với rất nhiều chủng loại đa dạng và phong phú. Trong đó, sữa tươi và các sản phẩm chế biến từ sữa tươi là các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, chứa rất nhiều thành phần quan trọng như protein, lipid, glucid, chất khoáng, vitamin,… Do đó, sữa là dạng thực phẩm rất quan trọng và đầy đủ trong việc bổ sung và nâng cao dưỡng chất phục vụ cho các hoạt động và sự phát triển của cơ thể. Công nghiệp chế biến sữa luôn là lĩnh vực quan trọng trong ngành chế biến thực phẩm. Các sản phẩm từ sữa rất đa dạng như kem, bơ, phô mai, yogurt, sữa tiệt trùng, sữa thanh trùng. Ngoài ra sữa còn là nguyên liệu cho các ngành công nghệ chế biến bánh kẹo, dược phẩm,… Với sự phát triển về quy mô dân số cũng như chất lượng cuộc sống con người ngày càng nâng cao thì dự báo trong những năm tới ngành sữa có phát triển lớn về cả quy mô kinh tế cũng như sự đa dạng về thương hiệu và chất lượng sản phẩm. Tại Việt Nam, ngành sữa được quan tâm chú trọng để đẩy mạnh phát triển. Cũng nhờ thị trường tiềm năng và đang ngày càng lớn mạnh, chúng ta đang làm rất tốt công tác thu hút các nhà đầu tư trong và ngoài nước. Sự ra đời của các nhà máy sữa không những giúp đáp ứng các nhu cầu xã hội như nâng cao chế độ dinh dưỡng, phục vụ các chương trình dinh dưỡng Quốc gia, dinh dưỡng học đường, giải quyết việc làm cho người lao động,…mà còn hướng tới xuất khẩu, đem lại những nguồn lợi to lớn cho nền kinh tế của đất nước. Vì vậy, việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là hữu ích và cần thiết trong tình hình hiện nay. Từ nhu cầu thực tế đó dẫn đến việc thực hiện đồ án: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tƣơi với 2 dây chuyền: Sữa tiệt trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm. Phô mai ủ chín năng suất 6 tấn sản phẩm/ca. SVTH: Võ Văn Khoa GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh Trang 1 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín CHƢƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 1.1. Sự cần thiết của xây dựng nhà máy Nước ta hiện nay có nhu cầu tiêu dùng sữa tươi và các sản phẩm từ sữa là rất lớn, nhu cầu mỗi ngày một tăng. Bởi vì 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. Vì vậy, việc xây dựng nhà máy sữa hiện nay là một nhu cầu cần thiết nhằm đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất khẩu. Hơn nữa, xây dựng nhà máy còn góp phần giải quyết việc làm cho người lao động, nâng cao tiềm lực kinh tế của nhà nước. 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. Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu, tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Hòa Khánh, thành phố Đà Nẵng. 1.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội ở Đà Nẵng 1.2.1.1. Điều kiện tự nhiên 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 25.6ºC; cao nhất là tháng 6 (29.2ºC), thấp nhất là tháng 2 (21.2ºC). Riêng vùng rừng núi Bà Nà ở độ cao gần 1500m có nhiệt độ trung bình từ 17ºC đến 20ºC. Độ ẩm: Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83.4%. SVTH: Võ Văn Khoa GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh Trang 2 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín Lượng mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm là 1355mm, cao nhất là tháng 10 với 266mm, thấp nhất là tháng 2 với 7mm. - Hướng gió: Hướng gió chủ yếu là Đông Nam. 1.2.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội Thành phố Đà Nẵng nằm ở vị trí trung độ của Việt Nam, nằm trên trục giao thông Bắc – Nam của quốc gia về đường bộ, đường sắt, đường hàng không; cách thành phố Hà Nội 764km, cách thành phố Hồ Chí Minh 964km. Đà Nẵng có vị trí thuận lợi về các tuyến đường biển, đường hàng không. Đà Nẵng – Thành phố động lực của Vùng Kinh tế trọng điểm miền Trung. Ngày 13/8/2004, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định thành lập Vùng Kinh tế trọng điểm miền Trung gồm năm tỉnh và thành phố: Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi và Bình Định, nhằm phát huy tiềm năng, vị trí địa lý và các lợi thế so sánh của Vùng, từng bước phát triển Vùng Kinh tế trọng điểm miền Trung thành một trong những vùng phát triển năng động của cả nước. Trong đó, Đà Nẵng được xác định là thành phố đóng vai trò hạt nhân tăng trưởng, tạo động lực thúc đẩy phát triển cho cả khu vực miền Trung và Tây Nguyên. Đà Nẵng - Cửa ngõ phía Đông của Hành lang Kinh tế Đông – Tây (EWEC). Hành lang Kinh tế Đông - Tây là một trong năm hành lang kinh tế được phát triển theo sáng kiến của Ngân hàng Phát triển Châu Á ở khu vực Tiểu vùng sông Mê Kông. Đây là tuyến đường bộ dài 1481 km nối hai bờ Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương đi qua 13 tỉnh/thành phố của 4 nước, bắt đầu từ thành phố cảng Mawlamyine đến cửa khẩu Myawaddy (Myanma), đi qua Thái Lan, Lào và điểm đến cuối cùng là cảng Tiên Sa Đà Nẵng của Việt Nam. Hình 1.1. Bản đồ vị trí của khu công nghiệp Hòa Khánh-Đà Nẵng 1.2.2. Vị trí đặt nhà máy 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 (KCN) của thành phố, KCN Hòa Khánh được thành lập từ năm 1998 với tổng diện tích 395,72 ha, trong đó 298,25 ha đất công SVTH: Võ Văn Khoa GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh Trang 3 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín nghiệp có thể cho thuê. Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10 km, cảng biển Tiên Sa 20 km, cảng sông Hàn 13 km, cảng biển Liên Chiểu 5 km Dự án do Công ty phát triển và khai thác hạ tầng KCN Đà Nẵng (Daizico) thực hiện khai thác giai đoạn 1 và Công ty cổ phần đầu tư Sài Gòn – Đà Nẵng kinh doanh khai thác hạ tầng giai đoạn 2. Các công trình hạ tầng kỹ thuật như hệ thống cấp điện, cấp nước, bưu chính viễn thông..., đều đã được đầu tư xây dựng hoàn chỉnh, sẵn sàng phục vụ các nhà đầu tư đến đầu tư xây dựng nhà xưởng sản xuất và kinh doanh. Các dịch vụ phục vụ sản xuất công nghiệp luôn sẵn có để đáp ứng ngay nhu cầu của các nhà đầu tư. 1.2.3. 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. Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, nằm ngay trên quốc lộ 1A, gần sân ga, sân bay, và cảng biển Tiên Sa. Tất cả đều tạo điều kiện vô cùng thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm và máy móc thiết bị. 1.2.4. 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 Đà Nẵng. 1.2.5. Nguồn cung 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, nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng. 1.2.6. Nguồn nhân lực Đà Nẵng là thành phố lớn của khu vực miền Trung, đang trên đà phát triển mạnh. Cộng thêm việc có nhiều trường Đại học, Cao đẳng trên địa bàn đào tạo hàng nghìn kỹ sư mỗi năm. 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. 1.2.7. Thiết bị trong nhà máy Thiết bị trong nhà máy được đặt hàng sản xuất từ các công ty cơ khí. Một số thiết bị công nghệ cao nhập từ nước ngoài về nhằm tối ưu hoá quy tình sản xuất. 1.2.8. Nguồn cung cấp nguyên liệu SVTH: Võ Văn Khoa GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh Trang 4 Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín Là khu vực chưa phát triển mạnh về việc chăn nuôi bò sữa, vì vậy nguồn nguyên liệu của nhà máy sẽ được cung cấp từ các tỉnh thuộc Tây Nguyên và khu vực Đông Nam Bộ như Bình Dương, Lâm Đồng, Tp Hồ Chí Minh,… Để phát triển lâu dài, cần xây dựng trang trại bò sữa phục vụ cho nhà máy ngay trong thành phố Đà Nẵng hoặc các tỉnh lân cận như Quảng Nam, Huế, Quảng Trị. 1.2.9. Thị trường tiêu thụ Với sự thu hút ngày càng nhiều lao động ngoại tỉnh đến, Quảng Nam-Đà Nẵng đang trở thành một thị trường tiêu thụ sản phẩm khá hấp dẫn với nhiều nhà sản xuất. Ngoài ra còn hướng đến các tỉnh lân cận như Quảng Bình, Thừa Thiên Huế, Quảng Trị...hoặc hướng đến xuất khẩu như Lào, Camphuchia. Trong tương lai, khi nhà máy được xây dựng sẽ liên kết với các dự án nuôi sữa của nông dân để dần hình thành nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy sau này, thay thế nguồn nguyên liệu nhập khẩu từ bên ngoài. Vấn đề này giúp ổn định nguồn nguyên liệu, đảm bảo sự phát triển liên tục cho nhà máy, giảm vốn đầu tư. 1.2.10. Sự hợp tác hóa giữa các nhà máy Là khu công nghiệp với nhiều loại hình nhà máy khác nhau nên việc hợp tác hoá giữa các nhà máy đem lại thuận lợi lớn về mặt kinh tế như liên kết với nhà máy bao bì, nhựa,... tạo sự phát triển bền vững. Ngoài ra, việc hợp tác hoá còn bao gồm việc thúc đẩy phát triển quy mô trang trại chăn nuôi bò sữa với các hộ dân trong thành phố để đảm bảo nguồn nguyên liệu thuận tiện nhất. 1.2.11. Kết luận Từ những tìm hiểu và phân tích trên, ta thấy việc xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Hòa Khánh – Đà Nẵng là hoàn toàn hợp lí. SVTH: Võ Văn Khoa GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh Trang 5