Tài liệu Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp

Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I­ Lập luận kinh tế Sữa bắp là một sản phẩm giàu dinh dưỡng, được chế  biến chủ  yếu từ  bắp ngọt tươi,  xuất hiện trong những năm gần đây  ở  nhiều n ước  Châu á như  Trung quốc, Thái lan,... Sữa   bắp có dạng dịch sữa đóng chai hoặc  ở dạng bột. Quy trình sản xuất gồm những công đoạn   chủ yếu như : nghiền bắp hạt t ươi, lọc lấy dịch, gia nhiệt có bổ sung các chất nhũ hoá, đồng   hoá áp lực cao, đóng hộp, thanh trùng và làm nguội sản phẩm. Ở Trung quốc, nhiều nghiên  cứu đã sử dụng các nguyên liệu khác như lạc, đỗ tương, sữa bột,... dùng phối trộn để tạo sản  phẩm có giá trị cảm quan và dinh dưỡng cao, phù hợp cho người bệnh, người già và trẻ nhỏ.  Sản phẩm sữa ngô của công ty IWA (Thái lan)đã sử dụng thiết bị thanh trùng UHT (Ultra high  temperature) tạo sản phẩm sữa bắp có hương vị  tự  nhiên và kéo dài thời gian bảo quản sản   phẩm lên 180 ngày.  Ở  Việt nam, bắp ngọt mới được nhập nội từ  khoảng 10 năm qua, ban  đầu phát triển  mạnh  ở các tỉnh phía Nam, đến nay đã được trồng  ở  một số tỉnh phía Bắc, tập trung  ở  vùng   ngoại thành Hà nội và một số tỉnh lân cận như Hưng yên, Hà tây,... Các giống bắp ngọt được   trồng phổ  biến hiện nay là các giống bắp Thái và bắp Mỹ; có thời gian sinh tr ưởng ngắn,  khoảng 70 – 80 ngày. Trong những năm qua, Viện nghiên cứu bắp cũng đã vàđang nghiên cứu,  lai tạo ra các giống bắp ngọt như giống TSB, đáp ứng nhu cầu sản xuất và tiêu thụ bắp ngọt   ngày càng tăng của nhân dân.  Hiện nay, bên cạnh những sản phẩm ngô hộp nhập ngoại, sản phẩm bắp đóng chai đã  được nghiên cứu, sản xuất trong nước và bán trên thị  trường, dần dần trở  thành món ăn bổ  dưỡng, tươngđối phổ  biến của người dân thành thị. Ngoài ra, bắp ngọt còn được chế  biến   thành sữa bắp tại một số  cơ  sở  nhỏ  như  cơ  sở  sản xuất Hà Văn Vinh (Hà nội), cơ  sở  chế  biến thực phẩm SVB (Thành phố  Hồ Chí Minh). Các sản phẩm sữa bắp này đóng trong chai  nhựa, được bán trên thị trường với số lượng hạn chế do chỉ giữ  được 3 ngày  ở điều kiện  dưới 4oC. Do điều kiện b ảo quản như vậy nên sản phẩm sữa bắp sản xuất trong nước chưa  đư ợc phổ biến rộng rãi, trong khi đó sản phẩm sữa bắp nhập từ Thái lan có giá thành quá cao   (giá bán lẻ: 5000đ/hộp 200ml). Vì vậy nghiên cứu công nghệ  sản xuất sữa bắp là việc làm   cần thiết nhằm tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, quy trình ổn định và kéo dài thời gian sử  dụng sản phẩm.  II­ Nguyên liệu 2.1. Bắp 2.1.1. Tên khoa học Họ (family) Phân họ (subfamily) Tộc (tribe) Trang 1 Poacea (hòa thảo) Andropogonoideae Tripsaceace Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Chi (genus) Loài (species) Zea Zea mays L. 2.1.2. Phân loại: Ngô bọc (Zea mays Tunicata Sturt): nguồn gốc Mexico, là dạng nguyên thủy, mỗi  hạt đều có vỏ bọc do mày nhỏ, trên đỉnh có râu dài. Loài này có nhiều lá, hoa cờ phát triển   đôi khi có hạt trên bong cờ. Hạt cứng, tinh bột dạng sừng Ngô nổ (Zea mays Everta Sturt): Hạt có màu trắng, vàng,  tương đối nhỏ, đầu hơi  nhọn, nội nhũ có cấu tạo trong. Hàm lượng tinh bột khoảng 62­72%. Hạt ngô nổ khá cứng,  khó nghiền ra bột.  Ngô bột (Zea mays Amylacea Sturt):xuất xứ Peru, hạt đầu tròn hoặc hơi vuông, màu   trắng, phôi tương đối lớn. Nội nhũ hạt ngô bột có màu trắng đục, cấu tạo bở xốp, dễ hút  nước. Hàm lượng tinh bột khoảng 55­80%. Thành phần tinh bột gồm 20% amylase và 80%   amylopectin. Hạt hầu như không có lớp sừng, nội nhũ cấu tạo hoàn toàn bằng tinh bột, hạt  màu trắng sữa, bên trong mềm, dễ xay thành bột, là nguyên liệu tốt để sản xuất bột và làm   rượu Ngô đường (Zea mays Saccharata Sturt): phôi tương đối lớn, nội nhũ sừng, trong  hạt có nhiều gluxit dễ  hòa tan (dextrin). Hàm lượng tinh bột của nội nhũ tương đối từ  khoảng 25­47%. Hàm lượng đường và dextrin khá cao, có thể  đến 19­31%. Thành phần   tinh bột của ngô đường gồm 60­90% amylose và 10­40% amylopectin Ngô răng ngựa (Zea mays Indentata Sturt): Hạt tương đối lớn, màu vàng, trắng,  tím… lõi bắp tương đối nhỏ  màu trắng, đỏ  tía, đỏ  nhạt. Hàm lượng tinh bột khoảng 60­ 65%, thành phần tinh bột gồm 21% amylase và 79% amylospectin Ngô tẻ­ngô đá rắn (Zea mays Indurata Sturt): hạt màu trắng ngà hoặc vàng, đôi khi  có màu tím. Nội nhũ của ngô đá có cấu tạo trong và một phần nhỏ   ở  lõi hạt có cấu tạo   đục. Lõi bắp to, tỉ lệ hạt thấp, năng suất thấp. Hàm lượng tinh bột khoảng 56­75%. Thành  phần tinh bột gồm 21% amylose và 79% amylopectin Ngô nếp (Zea mays Ceratina Kalesh): còn gọi là ngô sáp, hạt ngô tròn màu trắng  đục. Phần ngoài của nội nhũ có cấu tạo trong. Hàm lượng tinh bột khoảng 60%, thành   phần gồm 100% amylopectin, tỉ lệ amylose không đáng kể Ngô đường bột (Zea mays Amylacea Saccharata): phần trên hạt là nội nhũ sừng, có  nhiều tinh bột đường, phần dưới là nội nhũ bột, nguồn gốc Nam Mỹ 2.1.3. Cấu tạo bắp ngô  2 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Cấu tạo của một bắp ngô được mô tả trong hình: bao gồm lá bao, râu, bẹ, lõi, cuống, hạt.  Nếu bóc hết lá bao và râu thì bắp ngô có hình trụ  thuôn  ở  2 đầu. Trong một bắp, hạt chiếm   khoảng 78%, còn lại lõi và cuống khoảng 22% tính theo hàm  ẩm tự  nhiên. Trong lõi còn lại   trung bình 0.22% hạt không tẻ  ra được gọi là hạt kẹ. Tùy theo giống, điều kiện canh tác mà   bắp ngô trong khoảng 200­400g, cá biệt có loài cho bắp đến 600g. Chiều dài bắp vào khoảng  10­25cm. Hạt ngô phát triển thành từng hàng thẳng, số  hàng mọc trên mỗi bắp thường là số  chẵn. Số  hàng nhiều hay ít phụ  thuộc vào kích cỡ  bắp ngô trong khoảng từ  8­24 hàng hạt,  trung bình 16­20. Hình 1.1 : Cấu tạo của bắp ngô 2.1.4. Cấu tạo hạt ngô  Bắp và hạt ngô có hình dạng và kích thước khác biệt nhau rất nhiều giữa các giống. Dựa   vào đặc tính này người ta có thể  phân biệt được chúng. Ngay trong cùng một bắp, hạt cũng  thay đổi về  hình dạng và độ  lớn. Hạt  ở  đầu cuống bắp dường như  có cùng khối lượng với   hạt giữa bắp, có dạng ngắn hơn và to hơn, phôi to hơn. Hạt của các giống ngô khác nhau   nhưng đều cấu tạo gồm từ 3 phần chính : vỏ, phôi, và nội nhũ. Tỉ lệ giữa các thành phần của  hạt ngô được trình bày trong bảng Bảng 1.1 : Thành phần các phần chính trong hạt ngô răng ngựa Thành phần Phần trăm trong  hạt ( theo % chất  khô) Vỏ 5.1 – 5.7 Phôi 10.2 – 11.9 Nội nhũ 81.8 – 83.5 Mày 0.8 – 1.1 Vỏ : ngô là loại hạt trần nên không có có vỏ  trấu mà chỉ  có lớp vỏ  quả và vỏ  hạt. Chiều dày lớp vỏ khoảng 35­60ìm Vỏ quả gồm có 3 lớp :   Lớp ngoài cùng : tế bào xếp theo chiều dọc của hạt nên gọi là lớp tế bào dọc  Lớp giữa : gồm những tế bào tương tự như lớp ở ngoài nhưng tế bào xếp thành   chiều ngang. Khi hạt còn xanh những tế bào của lớp giữa chứa những hạt diệp   Trang 3 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp lục. Khi hạt đã chín trong tế bào này trống rỗng.  Lớp trong : gồm những tế bào hình ống xếp theo chiều dọc của hạt. Chiều dày   của lớp vỏ  ngoài thay đổi theo tùy loại và giống hạt. Trong cùng một hạt thì  chiều dày của vỏ ngoài tại các vị trí khác nhau cũng không giống nhau. Vỏ hạt gồm 2 lớp tế bào :   Lớp ngoài : gồm những tế bào xếp rất xít với nhau và chứa đầy chất màu ( sắc  tố )   Lớp trong : gồm những tế bào không màu và không ngấm nước, dễ cho nước đi   qua Lớp aleurone : gồm những lớp tế bào lớn, thành dày, trong có chứa hợp chất  của Nitơ  và những giọt nhỏ  chất béo. Lớp tế  bào này có dạng nhỏ  hình vuông hoặc chữ  nhật. Lớp aleurone dày khoảng 10­70um, trong này hầu như  không chứa tinh bột. Chiều   dày của lớp aleurone phụ  thuộc vào giống, loại hạt và nhất là phụ  thuộc vào điều kiện  canh tác. Nội nhũ  ­ Sau lớp aleurone là khối những tế bào lớn hơn, thành mỏng, có hình dạng khác nhau,  xếp không có thứ tự rõ ràng, đó là tế bào nội nhũ.  ­ Nội nhũ của ngô được chia làm 2 phần, nội nhũ sừng và nội nhũ bột:  Lớp nội nhũ bột nằm bên trong, gần phôi, mềm và đục, chứa nhiều hạt tinh   bột. Các hạt tinh bột của lớp nội nhũ lớn và trơn nhẵn. Liên kết các tế  bào  trong lớp nội nhũ bột lỏng lẻo. Trong phần nội nhũ bột, màng lưới các hạt   protein mỏng và không bao bọc được xung quanh hết các hạt tinh bột.   Lớp nội nhũ sừng cứng và trong mờ, nằm gần lớp vỏ, chứa nhiều hạt protein.   Hạt tinh bột của lớp nội nhũ hình đa giác, kích thước nhỏ, kết dính nhau rất sít.  ­ Tỉ lệ giữa nội nhũ sừng và nội nhũ bột thay đổi tùy thuộc vào giống ngô. Ví dụ  với  ngô răng ngựa tỉ lệ này là 2:1 phụ thuộc vào tỉ lệ giữa nội nhũ sừng và nội nhũ bột mà  nhìn bên ngoài nội nhũ hạt ngô có thể  trong hay đục. Ngô đá thì hầu như  toàn bộ  nội   nhũ trong còn ngô bột thì nội nhũ đục hoàn toàn. Bảng 1.2 : Thành phần nội nhũ sừng và nội nhũ bột của ngô răng ngựa ( % chất khô)  Thành phần Tinh bột Protein Chất béo Tro Các chất khác Tổng Nơi nhũ sừng (%) 80.4 13.25 0.73 0.27 5.51 100 Nơi nhũ bột (%) 85.6 7.69 0.33 0.35 5.51 100 Ngô xay (%)  88.1 8.47 0.79 0.34 2.3 100 Phôi  Phôi nằm gần cuống hạt và dính liền với nội nhũ. Trong những điều kiện thích hợp,   cây non được phát triển ra từ  phôi. Tỉ  lệ  khối lượng các phần vỏ, nội nhũ và phôi phụ  thuộc vào điều kiện canh tác. Phôi của hạt ngô rất lớn, có thể  chiếm 8­15% khối lượng   4 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp hạt. Các giống ngô đá và răng ngựa có phôi nhỏ, trong khi các giống ngô bột lại có phôi   lớn. Cấu trúc của phôi khá xốp và thành phần chứa nhiều chất béo nên rất dễ bị hư hỏng. 2.1.5. Thành phần hóa học Thành phần hóa học của hạt ngô thay đổi tùy theo điều kiện khí hậu, giống, loại ngô, kỹ  thuật canh tác, đất đai...Thành phần hóa học của hạt ngô phân bố không đều trong hạt, nó có tỉ  lệ khác nhau giữa 3 phần chính là vỏ, nội nhũ và phôi. Bảng 1.3 : Sự phân bố các chất trong các phần của ngô Thành phần hóa học Protein Lipid Chất tro Tinh bột Đường Chất xơ Vỏ  3.7 1 0.8 7.3 0.34 86.7 Nội nhũ 8 0.8 0.3 87.6 0.62 2.7 Phôi 18.4 33.2 10.5 8.3 10.8 8.8 Giữa các giống ngô khác nhau thành phần hóa học cũng khác nhau. Bảng 1.4 : Thành phần hóa học trung bình của hạt ngô ( % chất khô) Giống ngô Protein  Tinh bột Đường Lipid Tro Ngô đá 12.3 60 1.74 7.9 1.28 Ngô bột 113 64.2 1.97 72 1.05 Ngô răng ngựa 12.2 615 1.83 7.7 1.16 Ngô nổ 14.3 59.9 2.66 6.36 1.33 Bắp sử dụng để sản xuất sữa bắp là loại bắp ngọt Bảng 1.5 : Thành phần hóa học trung bình của bắp ngọt: Trang 5 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Thành phần (100g hạt) Tinh bột Đường Cellulose Lipid Protein Khoáng Nước Bắp ngọt 13,16 g 17,24 g 5 g 2,79 g 4,44 g 0,87 g 56,5 g 2.2. Sữa tươi Sữa tươi được bổ sung vào sữa bắp để làm tăng giá trị cảm quan cho sữa bắp. Bảng 1.6 : Thành phần hóa học của sữa bò tươi : Chất khô Protein Chất béo Carbohydrate Khoáng 12,9 % 3,4 % 3,9 % 4,8 % 0,8 % Bảng 1.7 : Chỉ tiêu vi sinh của sữa tươi : Tên chỉ tiêu Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn laic trong 1ml sản phẩm Coliforms, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm E. coli, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm Salmonella, số vi khuẩn trong 25ml sản phẩm Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1ml sản phẩm Mức cho phép 10 0 0 0 0 0 2.3. Nước Nước là thành phần chủ  yếu trong sữa bắp, thành phần và tính chất của nước sẽ   ảnh  hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm.  Bảng chỉ tiêu của nước [TCVN 5501­91] Bảng 1.7 : Chỉ tiêu vi sinh của nước dùng trong sản xuất sữa bắp Loại vi sinh vật 6 Số lượng  Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Vi sinh vật hiếu khí trong 1 ml nước < 100 (khuẩn lạc) Vi sinh vật kỵ khí trong 1 ml nước 0 Vi khuẩn E.Coli trong 1 lít  nước < 20 (khuẩn lạc) Vi khuẩn gây bệnh lị hoặc thương hàn 0 Trứng giun sán 0 ( trứng) 2.4. Đường Đường được bổ  sung vào sữa bắp ngoài mục đích cung cấp năng lượng còn có tác dụng   điều   vị   và   tăng   mùi   thơm   cho   sản   phẩm.   Loại   đường   thường   được   sử   dụng   là   đường  saccharose dạng kết tinh (đường tinh luyện) 2.5. Phụ gia  Kali sorbat: Là muối của kali với acid sorbic, có dạng bột hoặc dạng hạt màu trắng và  tan nhiều trong nước, không độc đối với cơ  thể  con người, không gây mùi vị  lạ   ảnh hưởng  đến chất lượng sản phẩm. Kali sorbat  ức chế mạnh nấm men và nấm mốc nhưng lại ít tác  dụng đến vi khuẩn. Hàm lượng Kali sorbat cho phép sử dụng trong đồ uống là 1000ppm  CMC: Dạng màu trắng, có tính hút  ẩm, dễ  phân tán trong nước và rượu, chủ  yếu được  dùng để  điều chỉnh độ  nhớt của sản phẩm mà không tạo gel. Mức độ  sử  dụng của CMC là  0,05 đến 0,5% trên toàn bộ sản phẩm  Lecithin : trên thị trường là hỗn hợp photpholipid trong dầu, được sử dụng làm chất nhũ   hóa cho các sản phẩm sữa, tránh làm sữa bị  tách pha trong quá trình bảo quản sau này. Hàm   lượng lecithin sử dụng trong sữa bắp là 0,1 – 0,4 %w/w III­ Sữa bắp Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm sữa bắp 3.1. Chỉ tiêu hóa lý Tỉ lệ giữa bắp và nước trong quá trình sản xuất sữa bắp có thể thay đổi từ 1:4 đến 1:6, sự  thay đổi này sẽ ảnh hưởng đến thành phần và chất lượng của sữa 3.2. Chỉ tiêu  visinh  Trong sản phẩm sữa bắp phải: Trang 7 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp  Không được có sự có mặt của các vi khuẩn sau: Staphylococcus aureus, Salmonella   enteropathogenic,  Esherichia coli,  Vibrio parahemolyticus,  Listeria monocytogenes,  Campylobacter jejuni.  Không được có sự có mặt của Yersinia enterocolitica.  Số tế bào vi sinh vật không được lớn hơn 20.000 cfu/g.   Trong mẫu kiểm tra, không có sự xuất hiện của Coliform. 3.3. Chỉ tiêu hóa sinh Các phép thử hoạt tính của enzyme cho kết quả âm tính 3.4. Chỉ tiêu cảm quan  Trạng thái : Dung dịch đồng nhất, không tách lớp  Màu sắc : Sản phẩm sữa bắp có màu vàng nhạt  Mùi : Thơm, êm dịu đặc trưng của sữa bắp, có thể có thêm mùi bổ sung   vào sản phẩm, nhưng mùi đậu không được quá nhiều  Vị : Ngọt, không có vị đắng 3.5. Bao bì   Bao bì phải được kiểm tra chất lượng và rửa sạch trước khi đưa và sử dụng  Bao bì phải thể hiện đầy đủ thông tin cần thiết thể hiện bản chất của sản phẩm,   đơn vị sản xuất, hướng dẫn sử dụng, thời hạn sử dụng… Hình 1.2 : Một số sản phẩm sữa bắp trên thị trường IV­ Địa điểm xây dựng phân xưởng   Nguyên tắc lựa chọn :  1. Gần mạng lưới giao thông 2. Phải nằm trong vùng qui hoạch của trung ương và địa phương,  8 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp 3. 4. 5. 6. Nơi khí hậu thời tiết thuận lợi. Gần thị trường tiêu thụ Gần nguồn điện nước Có đủ diện tích để xây dựng các công trình hiện hữu phù hợp mặt bằng nhà máy và có  khu dự trữ để xây dựng trong tương lai Phân xưởng sản xuất sữa bắp được chọn xây dựng tại khu công nghiệp Long Thành, tỉnh  Đồng Nai. Vị trí: nằm trên quốc lộ 51, xã An Phước, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai Có điều kiện thuận lợi để xây dựng  phân xưởng như:  Có vị trí thuận lợi:  + Cách trung tâm thành phố  Hồ  Chí Minh 44km, khi đường cao tốc thành phố  Hồ  Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây hoàn thành thì khoảng cách này chỉ còn 23km + Cách trung tâm thành phố Biên Hòa 20km + Cách cảng Gò Dầu 23km + Cách cảng Sài Gòn 48km + Cách cảng Phú Mỹ 25km + Cách cảng Vũng Tàu 63km + Cách sân bay Tân Sơn Nhất 32km + Cách sân bay Long Thành 11k  Thổ nhưỡng:  + Độ cao trung bình so với mặt biển: 28m + Cường độ chịu tải của đất: 1,5 – 2,5 kg/cm2  Khí hậu:  + Nhiệt độ trung bình năm: 25 – 260C + Độ ẩm trung bình năm: 78 – 84% + Lượng mưa trung bình năm: 1800 – 1900mm  Nguồn điện: lưới điện quốc gia từ nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ, thuỷ điện Đa Mi – Hàm   Thuận và trạm biến áp Long Bình 220/110 kV đảm bảo cung cấp điện  ổn định cho các nhà  máy trong khu công nghiệp Long Thành. Thông qua 2 trạm biến thế  63MVA, điện hạ  thế  22kV được kéo đến tường rào từng nhà máy  Nguồn nước: lấy từ nhà máy nước Thiện Tân, năng suất 30000m3/ngày  Xử lý nước thải: có nhà máy xử lý nước thải năng suất 12000 m3/ngày Hệ  thống đường  ống thu gom nước thải được thiết kế  riêng rẽ  với hệ  thống thoát nước   mưa và được kéo đến sát tường rào các nhà máy, đảm bảo thu gom toàn bộ  nước thải trong   khu công nghiệp để dẫn về nhà máy xử lý nước thải Trang 9 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp  Đường giao thông nội khu: trải bê tông nhựa tải trọng H30, đường chính rộng 19m và  15m, có vỉa hè rộng rãi cho người đi bộ, có đèn chiếu sáng, cây xanh, thảm cỏ  Đường ống thoát nước mưa đường kính 800 – 1000mm, xây dựng 2 bên trục đường giao   thông nội khu  Phương tiện thông tin liên lạc: đáp  ứng đầy đủ nhu cầu liên lạc trong nước và quốc tế:  tổng đài điện tử tự động, đường truyền internet tốc độ cao do VDC cung cấp, các dịch vụ bưu   điện khác  Các dịch vụ  hỗ  trợ  cho doanh nghiệp: tài chính, ngân hàng, thương mại; thủ  tục hành  chính thuận tiện, nhanh chóng, dịch vụ “một cửa”  Các tiện ích khác: xây dựng khu nhà ở cho 40000 công nhân, có chỗ ở cho chuyên gia, có  chợ, siêu thị, công viên cây xanh, công viên nước  Lực lượng lao động : Dân số Đồng Nai là 2 triệu người, 70% dân số dưới 35 tuổi  Các loại chi phí:  + Giá điện: 890 VND/KWh + Giá nước: 4.400 VND/m3 + Giá xử lý nước thải: 1.000 VND/m3 + Phí quản lý khu công nghiệp: 0,2 USD/m2/ năm + Giá thuê đất và sử dụng cơ sở hạ tầng: < 2,05 USD/m2/ năm (trả hằng năm) CHƯƠNG II : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ  I­   Quy trình công nghệ  10 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Bã thô Tinh bột  II­ Thuyết minh   quy trình công nghệ  2.1. Nghiền ướt        Quá trình này nhằm giảm kích thước của hạt bắp, trích ly các chất trong hạt bắp vào  nước.        Quá trình nghiền ướt được thực hiện bởi thiết bị nghiền đĩa trục quay. Tỷ lệ nước : bắp là 5:1 2.2. Lọc  Trang 11 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Quá trình này có mục đích khai thác, loại bỏ các chất không tan ra khỏi dịch chiết sau   khi nghiền. Lọc trong buồng lọc có trục vít xoắn. Dịch bắp sau lọc có nhiệt độ khoảng 60oC. 2.3. Ly tâm Tách tinh bột ra khỏi dịch sữa, tránh hiện tượng thoái hóa tinh bột trong quá trình bảo   quản sữa sau này Sử dụng thiết bị lắng ly tâm đĩa % tinh bột còn sót trong dịch sữa bằng 0,5% khối lượng sữa sau khi ly tâm % khối lượng sữa thoát ra theo tinh bột bằng 40% lượng huyền phù tinh bột sau ly tâm 2.4. Gia nhiệt Mục đích chuẩn bị cho quá trình phối trộn Dịch sữa được gia nhiệt trong thiết bị  trao đổi nhiệt bản mỏng, gia nhiệt bằng hơi   nước 2.5. Phối trộn  Quá trình này có mục đích là hoàn thiện, làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.  Tiến hành phối trộn dịch bắp sau khi thủy phân với sữa tươi, syro đường, phụ gia Tỉ lệ phối trộn dịch sữa bắp : sữa tươi : syrup là 10:1:2 2.6. Đồng hoá  Quá trình đồng hoá nhằm xé nhỏ  các giọt cầu béo và phân tán chúng đều trong sữa,   tăng tính  ổn định của hệ  nhũ tương, tăng giá trị  cảm quan và hiệu quả  của quá trình truyền   nhiệt. Sử dụng thiết bị đồng hoá áp lực cao 2 cấp : 245bar và 35bar. 2.7. Rót chai, đóng nắp  Sau khi đồng hoá, sữa được rót vào chai 200ml, đóng nắp và đem đi hấp tiệt trùng. 2.8. Tiệt trùng  Quá trình này nhằm tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật và enzym có trong sữa, kéo dài thời  gian bảo quản của sữa. Thực hiện quá trình bằng thiết bị tiệt trùng hydrolock với chế độ  xử  lý nhiệt 135oC ­10 phút – 3,5at. CHƯƠNG III : CÂN BẰNG VẬT CHẤT I­ Tính chất của nguyên liệu Bảng 3.1 : Thông số của nguyên liệu Nguyên liệu Bắp 12 Thông số (% khối lượng) Tinh bột Carbohydrate Giá trị  13,16  17,24  Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Sữa tươi Cellulose Lipid Protein Khoáng Nước 5 2,79  4,44  0,87  56,5  Protein Chất béo Carbohydrate Khoáng Nước 3,4  3,9  4,8 0,8  87,1 II­ Tổn thất trong các quá trình Bảng 3.2 : Tổn thất trong từng quá trình Tổn thất Giá trị Quá trình nghiền ướt (% khối lượng dịch) 1 Quá trình lọc (% khối lượng dịch) 2,9 Quá trình ly tâm (% khối lượng dịch) 10,8 Quá trình phối trộn (% khối lượng dịch) Trang 13 ­ 30 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Quá trình đồng hoá (% khối lượng sữa) 0,5 Quá trình rót chai (% khối lượng sữa) 1 Quá trình tiệt trùng (% số lượng chai) 0,5 Quá trình bảo ôn (% số lượng chai) 0,5 III­ Tính cân bằng vật chất  Căn cứ  vào bảng 3.1 ta suy ra trong 100 kg bắp có 25,34 kg chất khô hoà tan, 5 kg xơ,   13,16 kg tinh bột và 56,5 kg ẩm. 3.1. Quá trình nghiền Tỉ lệ nước : bắp ban đầu trong quá trình nghiền ướt là 5:1 (w/w). Lượng nước cung cấp cho quá trình nghiền là 500 L Sau quá trình nghiền ướt, khối lượng nguyên liệu là: (100 + 500)×(1­0,01) = 594 (kg). Phần trăm chất khô của dịch nghiền : % 3.2. Quá trình lọc  Độ ẩm của bã là 60%. Khối lượng xơ trong b l 5 kg Khối lượng chất tan trong bã : 25,34×0,05 = 1,27 (kg) Khối lượng tinh bột trong bã : 13,16×0,05 = 0,66 (kg) Khối lượng chất khô trong bã : 5 + 1,27 + 0,66 = 6,93 (kg)  Khối lượng bã :  Khối lượng dịch sữa thu được sau quá trình lọc là: 594 – 17,33 = 576,67 (kg). Lượng chất khô trong dịch sữa : 43,5 – 6,93 = 36,57 (kg) Phần trăm chất khô của dịch sau khi lọc : % 3.3. Quá trình ly tâm    Lượng dịch đưa vào thiết bị ly tâm : Q2 = 576,67 kg Nồng độ tinh bột trong dịch sữa : % Nồng độ tinh bột trong dịch tinh bột sau khi ly tâm : t1 = 20 % Nồng độ tinh bột trong dịch sữa đã ly tâm : X1 = 0 % 14 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Ta có các phương trình cn bằng vật chất  576,67 = Q1 + T1  12,5 = 0,2×T1  Q1 = 514,17 kg T1 = 62,5 kg   Sau qu trình ly tm, khối lượng sữa đ tch tinh bột l 514,17 kg Khối lượng dịch tinh bột đã tách là 62,5 kg Lượng chất tan bị tổn thất : 24,07×0,05 = 1,2 kg Lượng chất tan trong dịch sữa sau khi ly tâm : 24,07 – 1,2 = 22,87 (kg) Nồng độ chất khô của dịch sữa : 4,45 % Bảng 3.3 : Thành phần các chất trong dịch bắp sau ly tâm Chất khô Đường Protein Lipid Khoáng 4,45 % 3,03 % 0,78 % 0,49 % 0,15 % 3.4. Quá trình phối trộn Chọn tỷ lệ phối trộn dịch bắp : sữa tươi : syrup = 10:1:2 Sử dụng syrup 69% Lượng syrup phối trộn vào sữa là :  (kg) Tổn thất sau khi syrup qua thiết bị lọc khung bản là 3% Lượng đường sử dụng để nấu syrup :  73,14 (kg) Lượng nước sử dụng để nấu syrup :  32,86 (kg)   32,86 (L) Tổn thất sau khi thanh trùng sữa là 0,5 % Lượng sữa tươi sử dụng :  (kg) Bảng 3.4 : thành phần sữa tươi Chất khô Protein Chất béo Carbohydrate Khoáng 12,9 % 3,4 % 3,9 % 4,8 % 0,8 % Tổn thất khi phối trộn trong thiết bị là 0,5 % Tổng khối lượng sữa sau khi phối trộn : (514,17 + 106 + 51,68)×(1 – 0,005) = 668,5 (kg) Trang 15 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Lượng chất khô trong sữa : 22,87 + 106×0,69 + 51,68×0,129 = 102,68 (kg) Hàm lượng chất khô trong sữa sau phối trộn : % Bảng 3.5 : Thành phần sữa bắp sau phối trộn Chất khô Đường Protein Lipid Khoáng 15,36 % 13,64 % 0,86 % 0,68 % 0,18 %      3.5. Quá trình đồng hóa Khối lượng sữa bắp thu được sau quá trình đồng hóa là: 668,5×(1 – 0,005) = 665,16 (kg). 3.6. Quá trình rót chai Khối lượng sữa bắp thu được sau quá trình rót chai là:665,16×(1 – 0,01) = 661,82 (kg). Giả sử dịch sữa thu được có d   1 (kg/L)  Thể tích dịch sữa thu được sau quá trình rót   chai là 661,82 L Thể tích sữa mỗi chai là 240 ml Số lượng chai rót được :  (chai) 3.7. Quá trình tiệt trùng Số  lượng chai sữa bắp thu được sau quá trình tiệt trùng : 2032,15×(1 – 0,005) = 2743,8   (chai). 3.8. Quá trình bảo ôn Số lượng chai sữa bắp thu được sau quá trình bảo ôn : 2743,8×(1 – 0,005) = 2730,1 (chai) IV­ Tính cân bằng vật chất theo năng suất phân xưởng  Phân xưỡng làm việc 1 ca/ngày, mỗi ca 8h Năng suất phân xưởng được chọn theo năng suất của thiết bị rót chai đóng nắp Lựa chọn thiết bị rót chai đóng nắp KM24 của hãng JM­Angel năng suất 2500 L/h   10417  chai/h   83333 chai/ngày Số lượng chai thu được sau quá trình tiệt trùng : 83333×(1 – 0,005) = 82917 chai/ngày Số lượng chai thu được sau quá trình bảo ôn : 82917×(1 – 0,005) = 82502 chai/ngày Lựa chọn năng suất phân xưởng là 19000 L/ngày (79167 chai/ngày) Bảng 3.6 : Cân bằng vật chất theo năng suất phân xưởng 16 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Quá trình Nghiền Lọc Ly tâm Phối trộn Đồng hóa Rót chai, đóng nắp Tiệt trùng Bảo ôn 100 kg bắp 594 kg 576,67 kg 514,17 kg 668,5 kg 665,16 kg 2757,6 chai 2743,8 chai 2730,1 chai 19000 L/ngày 17225 kg 16722 kg 14910 kg 19385 kg 19288 kg 79964 chai 79564 chai 79167 chai Khối lượng bắp sử dụng :  (kg/ngày) Khối lượng nước sử dụng cho quá trình nghiền và nấu syrup :  (L/ngày) Khối lượng đường saccharose sử dụng :  (kg/ngày) Khối lượng sữa tươi sử dụng :  (kg/ngày) Thể tích sữa tươi :  (L/ngày) Trang 17 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp CHƯƠNG IV : TÍNH CHỌN THIẾT BỊ I­ Chọn thiết bị chính Bảng 4.1 : Cơ sở lựa chọn thiết bị chính STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thiết bị Nghiền ướt Lọc Ly tâm Thanh trùng Nấu syrup  Lọc khung bản  Phối trộn Đồng hoá Rót chai, đóng nắp Tiệt trùng Hoạt động Liên tục Liên tục Liên tục Liên tục Gián đoạn  Gián đoạn  Gián đoạn Liên tục Liên tục Liên tục Năng suất yêu cầu 362,5 kg bắp/h 2153 kg dịch/h 2090 kg dịch/h  181 L/h 3074 kg syrup/ngày 3074 kg syrup/ngày  19385 kg/ngày 2423 L/h 9996 chai/h 9946 chai/h 1.1. Thiết bị nghiền Chọn thiết bị nghiền đĩa trục quay FFC 37 của hãng Rizhao Peakrising Số lượng : 1 Thông số thiết bị : ­ Năng suất : 450 kg/h ­ Tốc độ trục quay : 3600­3800 vòng/phút ­ Công suất : 7,5 kW ­ Khối lượng : 158 kg ­ Kích thước : 800 × 400 × 1500 mm 2. Thiết bị lọc ly tâm Chọn thiết bị ly tâm lọc LW450×1000­N của hãng Shanghai Sunking Số lượng : 1 Thông số thiết bị :  ­ Năng suất : 2500 kg/h ­ Đường kính roto : 450 mm ­ Tốc độ trục quay : 1800 vòng/phút ­ Công suất : 30 kW ­ Khối lượng : 3300 kg ­ Kích thước : 2580 × 1700 × 1840 mm 3. Thiết bị ly tâm lắng Chọn thiết bị lắng ly tâm SCXXX­LD Tripod loại SC600 18 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp Số lượng : 1 Thông số thiết bị : ­ Năng suất : 2200 L/h ­ Độ dày đĩa : 8 mm ­ Đường kính đĩa : 600 mm ­ Diện tích lắng : 0,75 m2 ­ Tốc độ vòng quay : 2200 vòng/phút ­ Công suất : 3 kW ­ Khối lượng : 700 kg ­ Kích thước : 1490 × 1150 × 1000 mm 4. Thiết bị thanh trùng Chọn thiết bị thanh trùng bản mỏng GJ­50 của hãng Kingpak Số lượng : 1 Thông số thiết bị : ­ Năng suất : 200 L/h ­ Công suất : 1 kW ­ Kích thước : 800 × 1600 × 1800 mm 5. Thiết bị nấu syrup Syrup được nấu trung bình 1 mẻ sử dụng trong 1 ngày Chọn thiết bị nấu syrup là nồi nấu syrup WJF – TP của hãng Shar System Số lượng : 1 Thông số thiết bị :  ­ Năng suất : 3500 L/mẻ ­ Công suất : 1 kW ­ Kích thước :  1600 × 2000 mm 6. Thiết bị lọc khung bản Chọn thiết bị lọc khung bản YLX­80 của hãng Anyang Số lượng : 1 Thơng số thiết bị : ­ Năng suất : 3500 L/mẻ ­ Cơng suất : 10 kW ­ Kích thước : 1800 × 1000 × 1800 mm 7. Phối trộn Thời gian phối trộn là 45 phút, mỗi mẻ có 2 lần phối trộn. Thời gian phối trộn mỗi mẻ là : 45×2 = 90 (phút) 1 ngày làm việc 8h : chia thành 5 mẻ phối trộn Chọn thiết bị phối trộn Mixing tank của Kingpak Số lượng : 1 Thông số thiết bị :  ­ Năng suất : 4000 L/mẻ Trang 19 Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp ­ Kích thước :  1770 × 3350 mm ­ Diện tích trao đổi nhiệt : 10 m2 ­ Áp suất làm việc : 0,6 MPa ­ Nhiệt độ làm việc : 160 oC ­ Công suất : 1,5 kW 8. Đồng hóa Chọn thiết bị đồng hóa áp lực cao GJJ­250 của Kingpak Số lượng : 1 Thông số thiết bị : ­ Năng suất 2500 L/h ­ Áp suất : 25 – 100 MPa ­ Nhiệt độ : 90 oC ­ Độ nhớt : 0,2 Pa.s ­ Kích thước hạt : 0,1 – 0,2 µm ­ Công suất : 7,5 kW ­ Kích thước : 1000 × 700 × 1100 mm 9. Tiệt trùng chai Chọn thiết bị tiệt trùng tunnel SS­1828 của Shengsen Số lượng : 1 Thông số thiết bị :  ­ Năng suất : 200 – 300 chai/phút ­ Nhiệt độ  : 300 – 500 oC ­ Chiều rộng băng tải : 600 mm ­ Khối lượng : 3500 kg ­ Công suất 40 kW ­ Kích thước : 4400 × 1650 × 2400 mm 10. Rót chai, đóng nắp Chọn thiết bị rót chai, đóng nắp KM24 của hãng JM­Angel Số lượng : 1 Thông số thiết bị :  ­ Năng suất : 2500 L/h ­ Công suất : 7,5 kW ­ Kích thước : 5400 × 2800 × 2400 mm 11. Thiết bị tiệt trùng Chọn thiết bị tiệt trùng hydrolock HK15 của hãng Henckert Số lượng : 1 Thông số thiết bị : ­ Năng suất : 12000 chai/h ­ Công suất : 8 kW ­ Kích thước : 6000 × 2800 × 2400 m 20