Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất yaourt dạng lỏng năng suất 8 triệu lít/năm và yaourt dang gel năng suất 7 triệu tấn/năm

ệt độ đặc hoặc loãng phụ thuộc vào thị hiếu của mỗi nước. Sản phẩm yaourt có thể được phân loại như sau: - Yaourt truyền thống (Set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất yaourt truyền thống, sữa nguyên liệu sau khi được xử lí, cấy giống rồi được rót vào bao bì. Quá trình lên men diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đong và tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm. -Yaourt dạng khuấy (Stirred type) : khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá huỷ một phần do sự khuấy trộn cơ học. Trong quy trình sản xuất yaourt dạng khuấy, sữa nguyên liệu được xử lí và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là quá trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Yaourt dạng khuấy sẽ không có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như yaourt truyền thống. -Yaourt uống (drinking type) hay yaourt dạng lỏng: Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá huỷ hoàn toàn.Sản phẩm có dạng lỏng, khi sử dụng, người tiêu dùng không cần dùng muỗng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hoá để phá huỷ cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm. -Yaourt lạnh đông (frozen type): sản phẩm có dạng tương tự như kem (ice-cream) quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn hợp sau lên men sẽ đươc đem đi xử lí và lanh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm (hardening) rồi bao gói . -Yaourt cô đặc (concentrated yaourt): Quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn quan trọng như : Lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và đóng gói sản phẩm. Trong quá trình cô đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm. Yaourt cô đặc còn có tên gọi là strained yaourt hay labneh. Ngày nay, để đa dạng hoá hơn nữa sản phẩm yaourt trên thị trường, người ta có thể bổ sung thêm hương liệu, chất màu thực phẩm hoặc puree trái cây vào sản phẩm. Mặt khác phân loại yaourt dựa vào hàm lượng chất béo trong sản phẩm. Lượng chất béo trong yaourt có thể dao động từ 0 – 10%, thông thường là từ 0.5 – 3.5 %. Theo tổ chức y tế thế giới WHO và tổ chức nông lương FAO, sản phẩm yaourt có thể chia thành 3 nhóm sau: -Yaourt béo(Fat yaourt): Hàm lượng chất béo sản phẩm không thấp hơn 3% -Yaourt “ Bán gầy”(partially skimmed yaourt): Hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 0.5 – 3% -Yaourt gầy (Skimmed yaourt): Hàm lượng chất béo không lớn hơn 0.5% Sau quá trình lên men, yaourt có chứa sinh khối vi khuẩn lactic và một số enzyme ngoại bào do chúng tiết ra. Do đó, sản phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp(2 – 40C) để hạn chế những biến đổi bất lợi có thể làm thay đổi mùi, vị và các chỉ tiêu chất lượng khác của yaourt. Các vi khuẩn lactic có trong yaourt rất có lợi cho quá trình tiêu hoá thức ăn ở cơ thể người. Ngoài các giá trị dinh dưỡng thông thường, một số nhà khoa học đã cho rằng sữa lên men yaourt còn có chức năng làm chậm quá trình lão hoá và kéo dài tuổi thọ cho người sử dụng. Để kéo dài thời gian bảo quản và giảm chi phí trong việc vận chuyển, bảo quản sản phẩm, người ta có thể sử dụng quá trình thanh trùng hoặc tiệt trùng UHT trong quy trình công nghệ sản xuẩt một số dạng yaourt. Khi đó, nhóm vi khuẩn lactic và các vi sinh vật bị nhiểm vào sản phẩm sẽ bị tiêu diệt hoặc ức chế. Yaourt uống – dạng lỏng – qua xử lí tiệt trùng UHT có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, một số quốc gia hiện nay không cho phép sử dụng nhiệt độ cao để tiêu diệt hoặc ức chế nhóm vi khuẩn lactic trong sản phẩm nhằm giữ lại những nét truyền thống cho sản phẩm yaourt và những lợi ích do nhóm vi khuẩn lactic mang đến cho người sử dụng. PHẦN 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ: Yaourt dạng gel Chất ổn định Chất ổn định Siro đường VSV Siro đường VSV Bao bì Bao bì Làm lạnh Rót Cream Sữa tươi Chờ rót Lên men Phối trộn Cấy giống lên men Rót Cấy giống Đồng hóa Phối trộn Đồng hóa Xử lý nhiệt Chuẩn hóa Kiểm tra Định lượng Yaourt dạng uống 3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ: 3.2.1 Thuyết minh các quá trình chung của hai dây chuyền sản xuất: 3.2.1.1 Kiểm tra: Việc kiểm tra nguyên liệu sữa được thực hiện khi mua sữa tại các trang trại nuôi bò sữa. Yêu cầu chỉ tiêu nguyên liệu phải đạt những chi tiêu đã nêu trên. 3.2.1.2. Định lượng: Mục đích: xác định trọng lượng nguyên liệu đưa vào cho mỗi mẻ sản xuất. 3.2.1.3. Chuẩn hóa: -Mục đích : hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa đến giá trị 3,5%. -Phương pháp thực hiện: sữa sẽ được gia nhiệt đén 650C ở thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng, sau đó sẽ được bơm vào máy ly tâm hoạt động theo phương pháp liên tục. Hai dòng sản phẩm thoát ra khỏi thiết bị: một dòng là sữa gầy và một dòng là cream.Hàm lượng béo trong hai dòng sản phẩm trên sẽ phụ thuộc vào chế độ hoạt động của máy ly tâm.Sau đó, một phần cream sẽ được phối trộn lại với sữa gầy để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu sản xuất là 3,5%. Phần cream dư sẽ đưa đi xử lý tiếp để hoàn thiện sản phẩm cream. -Các biến đổi chính: +Vật lý: khối lượng riêng tăng, độ nhớt giảm, nhiệt độ tăng,… -Thiết bị: máy ly tâm và hệ thống hiệu chỉnh hàm lượng chất béo hoàn toàn tự động. -Thông số kĩ thuât: +Nhiệt độ dòng sữa trước khi vào thiết bị ly tâm là 55-650C. +Thời gian ly tâm: 30 phút 3.2.1.4. Xử lý nhiệt: -Mục đích: + Tiêu diệt enzym và VSV. + Bài khí: tách các khí phân tán và hòa tan ra khỏi sữa nguyên liệu. + Ổn định thành phần protein có trong sữa và làm biến tính sơ bộ các protein sữa đặc biệt là các whey protein, cải thiện thành phần cấu trúc gel đông. Sử dụng chế độ nhiệt cần tránh tạo màu cho sản phẩm và để sản phẩm đạt độ nhớt nhất định. -Tiến hành: nhiệt độ sữa cần được tăng lên đến 90 – 950C thời gian là 3 phút. - Các biến đổi chính: +Vật lý: nhiệt độ tăng. +Hóa sinh và hóa lý: enzyme bị vô hoạt, một số protein hòa tan bị biến tính và hình thành các hợp chất phức tạp với casein. +Hóa học: xảy ra các phản ứng hóa học không có lợi: phản ứng phân hủy acid amin, phản ứng tạo màu và mùi caramen và Maillard. +Sinh học: ức chế hệ vi sinh vật có trong sữa đáp ứng các yêu cầu cho phép về vi sinh. 3.2.1.5. Đồng hóa: -Mục đích: Các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành màng gây nên sự phân lớp. Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mất ổn định trạng thái của sữa trong quá trình bảo quản. Vì vậy đồng hóa nhằm làm giảm kích thước của các cầu béo tránh hiện tượng tách pha của chất béo trong quá trình lên men, làm chúng phân bố đều hơn, tăng sự đồng nhất cho sản phẩm yaourt. Quá trình đồng hóa sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc micelle của sữa và cải thiện cấu trúc gel của yaourt thành phẩm. -Tiến hành: ở áp lực 200-250 bar, nhiệt độ từ 65-700C. -Các biến đổi chính: +Vật lý: giảm kích thước của pha phân tán, nhiệt độ tăng, thể tích thay đổi. +Hóa lý: ổn định hệ nhũ tương. +Thiết bị đồng hóa 2 cấp. 3.2.2. Thuyết minh cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng uống: 3.2.2.1. Lên men: Cấy giống: -Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lên men. -Tiến hành: giống được thực hiện trong quá trình lên men là 2 loại Lactobacillus bulgaricus và Streptococus thermophilus dưới dạng chế phẩm vi khuẩn lactic.Tiến hành hoạt hóa giống, sau đó cấy vào bồn lên men có chứa sữa .Có thể dùng cánh khuấy để phân bố đều tế bào vi khuẩn lactic vào môi trường sữa. Lên men: -Mục đích: chế biến. Đây là công đoạn chính, quan trọng trong công nghệ sản xuất yaourt. Tạo hương vị đặc trưng cho yaourt. -Bản chất: Bản chất của quá trình lên men chính là quá trình chuyển hóa đường trong sữa thành axit lactic và một số sản phẩm khác. Chủng vi sinh vật đùng để sản xuất sữa chua gồm hai loại : + Lactobacillus bulgaricus: là loại vi khuẩn điển hình phát triển tốt tại nhiệt độ t = 45 - 500C, nó tạo ra được 2,7% lượng axit lactic từ đường . + Streptococus thermophilus: phát triển mạnh tại nhiệt độ t = 500C, sinh sản tại nhiệt độ t = 37 - 400C, pH thấp . Trong sản xuất ta dùng hỗn hợp cả hai loại trên trong môi trường có độ pH = 4 - 4,5 , t = 40 – 420C. -Tiến hành: Thiết bị dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, được làm bằng thép không rỉ và có cánh khuấy. Trong suốt quá trình, nhiệt độ luôn được khống chế trong khoảng 42 – 430C. Thời gian tiến hành lên men là 2-3h. Giai đoạn lên men kết thúc khi độ chua của sữa đạt 70 – 80oD. Chú ý phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, pH. 3.2.2.2. Phối trộn: -Sữa được đem đi phối trộn cùng với chất ổn định, si rô đường sacarose 70% với hàm lượng như đã tính và phối trộn đều các nguyên . -Tiến hành: sữa được bơm vào bồn trộn và cho các nguyên liệu khác vào.Quá trình trộn được giữ nhiệt hay điều chỉnh nhiệt độ nhờ lớp vỏ áo điều nhiệt bên ngoài và trộn đều là nhờ cánh khuấy bên trong. 3.2.2.3. Đồng hóa: Mục đích: giảm kích thước các hạt cầu béo, phân bố đều chúng trong sản phẩm, phá vỡ cấu trúc gel của khối đông, giảm độ nhớt, tăng độ đồng nhất của sản phẩm. Áp lực đồng hóa 50-200 bar. 3.2.2.4. Làm lạnh: Mục đích: sản phẩm được làm lạnh về 200C bằng nước lạnh. 3.2.2.5. Rót hộp vô trùng: -Mục đích: tránh sự xâm nhập của vi sinh vật vào sản phẩm trong quá trình rót. -Nhiệt độ rót: 200C -Bao bì: bao bì giấy 7 lớp của tetraPak, hình hộp chữ nhật, thể tích 250ml.bao bì giấy được cuộn thành hình ống và dán mí dọc. bao bì được dẫn qua bồn H2O2 35% để tráng thuốc sát trùng rồi được thổi không khí nóng vô trùng 1800C nhằm giải phóng oxi nguyên tử làm khô bao bì và đuổi lượng H2O2 dư. Sữa được rót vào bao bì khi đủ lượng sữa cần thiết thì máy ngừng rót đồng thời ngàm cắt sẽ cắt bịch sữa ra. Bịch sữa được gấp mép thành hình hộp chữ nhật, gắn ống hút, bao thành lốc 4 hộp rồi xếp vào thùng carton, chât lên pallet đua vào kho thành phẩm bảo quản ở nhiệt độ thấp ( 2-40C ). Thời gian bảo quản có thể kéo dài từ 1-2 tháng. 3.2.3. Thuyết minh cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng gel: 3.2.3.1. Cấy giống: tương tự như dây chuyền sản xuất yaourt dạng lỏng. 3.2.3.2. Phối trộn: tương tự như dây chuyền sản xuất yaourt dạng lỏng. 3.2.2.3. Rót hộp: tương tự như dây chuyền sản xuất yaourt dạng lỏng. 3.2.2.4. Lên men: -Các bao bì chứa hỗn hợp sữa và giống vi khuẩn lactic được đưa vào phòng lên men. -Nhiệt độ lên men tối ưu là 42-430C. -Phòng lên men phải được vô trùng không khí và sạch sẽ. -Thời gian lên men kết thúc sau 2,5-3h. -Độ chua yaourt đạt 70-800D. 3.2.2.5. Làm lạnh: -Sản phẩm sau khi lên men tiếp tục được đưa vào phòng làm lạnh để hạ nhiệt độ đạt giá trị yêu cầu rồi đi đến kho bảo quản lạnh( 2-40C ). Thời gian bảo quản có thể kéo dài từ 1-2 tháng. PHẦN 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Bố trí lịch sản xuất Sữa tươi nguyên liệu được nhập từ nước ngoài về. Do nhu cầu sữa rất lớn nên sẽ được thu mua quanh năm. Số lượng sữa được thu mua nhiều hay ít phụ thuộc vào chất lượng, giá cả nguyên liệu, phụ thuộc vào nhu cầu sản xuất của nhà máy trong tháng và các tháng sắp tới. Vì vậy phải thường xuyên tìm kiếm và lựa chọn các nhà cung ứng nguyên liệu cho phù hợp nhằm tìm ra nguồn cung cấp nguyên liệu có chất lượng tốt với giá cả hợp lí. Công nhân trong phân xưởng được nghỉ ngày chủ nhật và các dịp lễ Tết. Mỗi ngày công nhân làm việc 2 ca. Những tháng cao điểm có thể tăng lên 3 ca. Bảng 4.1: Biểu đồ bố trí sản xuất cho từng phân xưởng Tháng Số ngày sản xuất Yaourt dạng uống Yaourt dạng gel Ca/ngày Ca/tháng Ca/ngày Ca/tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 25 25 29 29 29 29 29 29 29 29 29 29 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 hay 3 2 hay 3 50 50 58 58 58 58 58 58 58 58 68 67 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 hay 3 2 hay 3 50 50 54 52 52 54 54 54 54 54 59 60 1 năm 280 699 647 4.2. Tính cân bằng vật chất: Dây chuyền sản xuất yaourt dạng lỏng: 8 triệu lit/năm Dây chuyền sản xuất yaourt dang gel: 7 triệu tấn/năm 4.2.1. Số liệu ban đầu: *Nguyên liệu : Sữa tươi + Chất khô 11,9% + Chất béo 3,9% *Thành phẩm: Yaourt dạng lỏng : + Chất khô 14 % + Chất béo 3,5% + Khối lượng riêng: 1,047 kg/l Yaourt dạng gel : +Chất khô: 16 % + Chất béo: 3,5% 4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng uống: - Năng suất của dây chuyền tính theo l/ca: =11444,9 (l/ca) Tỉ trọng của sản phẩm sữa được tính theo công thức: (g/cm3) Trong đó: F: hàm lượng chất béo trong sữa (% khối lượng) SNF: hàm lượng chất khô không béo trong sữa (% khối lượng) W: hàm lượng nước trong sữa (% khối lượng) Đối với sữa chua dạng lỏng thì: (g/cm3) - Quy đổi sang kg/ca: 11444,9 x 1,028 =11765,4(kg/ca) Tiêu hao nguyên liệu cho từng công đoạn tính bằng % so với công đoạn trước đó Bảng 4.2: Tiêu hao nguyên liệu ở quy trình sữa chua dạng lỏng STT Tên công đoạn Tiêu hao (%) 1 Cấy giống, lên men 1 2 Phối trộn 0,1 3 Đồng hóa 0,2 4 Chờ rót 0,2 5 Rót hộp 1 (5) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn rót hộp và đóng gói: 11765,4 x =11884,2 (kg/ca) (4) Lượng dịch sữa trước khi vào bồn chở rót: 11884,2 x =11908,1 (kg/ca) (3) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn đồng hóa lần 2 11908,1 x =11931,9(kg/ca) (2) Tổng lượng dịch sữa và dịch đường bổ sung trước khi vào công đoạn phối trộn: 11931,9x =11943,9(kg/ca) Tính lượng đường bổ sung và lượng dịch sữa cần phối trộn với nhau: - Gọi x là lượng dịch sữa cần tìm có tổng hàm lượng chất khô 11,9% - Gọi y là lượng dịch đường 70% cần bổ sung Ta có hệ phương trình: 0,119x +0,7y = 0,14 x 11943,9 x + y = 11943,9 Û x = 11512,2 (kg/ca) y = 431,7 (kg/ca) Từ đó ta có lượng đường RE khô cần sử dụng: 431,7 x = 302,2 (kg/ca) Vì tiêu hao đường là 1% nên lượng đường khô thực tế cần sử dụng là: 302,2 x =305,3 (kg/ca) Lượng nước cần pha với đường khô 70 % để được dịch đường 70 %: 431,7 - 305,3 = 126,4(kg/ca) Lượng dịch sữa trước khi lên men kể cả vi khuẩn giống cho vào: 11512,2 x =11628,5(kg/ca) Tính khối lượng dịch sữa , khối lượng chất ổn định và khối lượng vi khuẩn sử dụng cho quá trình lên men: - Khối lượng vi khuẩn thường dùng với tỉ lệ 3-5% so với lượng sữa dùng để lên men. Chọn mức trung bình 4% -Khối lượng chất ổn định khoảng 0,1% so với lượng sữa. - Gọi a,b,c lần lượt là khối lượng vi khuẩn giống,dịch sữa cần tìm, khối lượng chất ổn định.. Ta có hệ phương trình : a = 0,04b c =0,01b a + b+c = 11628,5 a = 443(kg/ca) b = 11074,8(kg/ca) c = 110,7(kg/ca) Vì quá trình bổ sung vi khuẩn giống hao hụt 0,5% nên lượng vi khuẩn giống thực tế sử dụng : 443x = 445,2 (kg/ca) 4.2.3. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng gel: - Năng suất của dây chuyền tính theo kg/ca: =10819,2 (kg/ca) Tiêu hao nguyên liệu cho từng công đoạn tính bằng % so với công đoạn trước đó: Bảng 4.3: Tiêu hao nguyên liệu ở quy trình sữa chua dạng gel STT Tên công đoạn Tiêu hao (%) 1 Cấy giống 0,5 2 Phối trộn 0,1 3 Rót 1 4 Lên men 0,1 5 Làm lạnh 0,1 (5) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn làm lạnh 10819,2 x =10830 (kg/ca) (4) Lượng dịch sữa trước khi lên men: 10830 x =10840,8 (kg/ca) (3) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn rót 10840,8 x =10950,3 (kg/ca) (2) Tổng lượng dịch sữa và dịch đường bổ sung trước khi vào công đoạn phối trộn: 10950,3 x =10961,3 (kg/ca) Tính lượng đường bổ sung và lượng dịch sữa cần phối trộn với nhau: - Gọi x là lượng dịch sữa cần tìm có tổng hàm lượng chất khô 11,9% - Gọi y là lượng dịch đường 70% cần bổ sung Ta có hệ phương trình: 0,119x +0,7y = 0,16 x 10961,3 x + y = 10961,3 Û x = 10187,8 (kg/ca) y = 773,5 (kg/ca) Từ đó ta có lượng đường RE khô cần sử dụng: 773,5 x = 541,5 (kg/ca) Vì tiêu hao đường là 1% nên lượng đường khô thực tế cần sử dụng là: 650,23 x =547 (kg/ca) Lượng nước cần pha với đường RE khô để được dịch đường 70 %: 773,5 - 547 = 226,5 (kg/ca) Lượng dịch sữa trước khi lên men kể cả vi khuẩn giống và chất ổn định cho vào: 10187,8 x =10239 (kg/ca) Tính khối lượng dịch sữa và khối lượng vi khuẩn sử dụng cho quá trình lên men: - Khối lượng vi khuẩn thường dùng với tỉ lệ 3-5% so với lượng sữa dùng để lên men. Chọn mức trung bình 4% - Khối lượng chất ổn định khoảng 0,1% so với lượng sữa. - Gọi a,b,c lần lượt là khối lượng vi khuẩn giống,dịch sữa cần tìm,khối lượng chất ổn định.. Ta có hệ phương trình : a = 0,04b c =0,01b a + b+c = 10239 a = 390,1(kg/ca) b = 9751,4(kg/ca) c = 97,5(kg/ca) Vì quá trình bổ sung vi khuẩn giống hao hụt 0,5% nên lượng vi khuẩn giống thực tế sử dụng : 390,1 x = 392,1(kg/ca) 4.2.4. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất chung: Tổng lượng dịch sữa sau khi đồng hóa lần thứ nhất là: 11074,8 + 9751,4 = 20826,2 (kg/ca) Tiêu hao nguyên liệu cho từng công đoạn tính bằng % so với công đoạn trước đó: Bảng 4.4: Tiêu hao nguyên liệu ở dây chuyển sản xuất chung STT Tên công đoạn Tiêu hao (%) 1 Kiểm tra 0,1 2 Định lượng 0,2 3 Chuẩn hóa 0,2 4 Xử lý nhiệt 0,3 5 Đồng hóa 0,2 (5) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn đồng hóa lần 1: 20826,2 x = 20867,9 (kg/ca) (4) Lượng dịch sữa trước khi xử lý nhiệt: Khoái löôïng söõa sau chuaån hoùa coù haøm löôïng chaát beùo 3,5%: 20867,9 x =20930,7 (kg/ca) (3) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn tiêu chuẩn hóa: 20930,7 x =21227,4(kg/ca) Khối lượng cream thu được:=254,2(kg/ca) (2) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn định lượng: 21227,4x = 21270 (kg/ca) (1) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn kiểm tra 21270x =21291,3 (kg/ca) Tổng kết cho tính cân bằng vật chất Bảng 4.5: Bảng tổng kết tiêu hao nguyên liệu STT Công đoạn Tiêu hao (%) Lượng sữa (kg/ca) Dịch đường 70% (kg/ca) Vi khuẩn (kg/ca) Chất ổn định (kg/ca) Chung cho cả hai dây chuyền 1 Kiểm tra 0,1% 21291,3 2 Định lượng 0,2% 21270 3 Chuẩn hóa 0,2% 21227,4 4 Xử lý nhiệt 0,3% 20930,7 5 Đồng hóa 0,2% 20867,9 Yaourt lỏng dạng uống 6 Cấy giống và lên men 1% 11074,8 445,2 110,7 7 Phối trộn 0,1% 11943,9 431,7 8 Đồng hóa 0,1% 11931,9 9 Bồn chờ rót(làm lạnh) 0,1% 11908,1 10 Rót hộp 0,1% 11884,2 Yaourt dạng gel 5 Cấy giống 0,5% 9751,4 390,1 97,5 6 Phối trộn 0,1% 10187,8 773,5 7 Rót hộp 1% 10950,3 8 Lên men 0,1% 10840,8 9 Làm lạnh 0,1% 10830 PHẦN 5: CHỌN THIẾT BỊ 5.1. Tank chứa sữa tươi: - Ta có tỉ trọng ban đầu của sữa: d = 1,028(g/cm3). - Theo số liệu lượng sữa tươi ban đầu là: 21291,3 (kg/ca). - Lượng sữa tươi cần cho một ca sản xuất là = 20711,4 (lít/ca) -Ngày có 2 ca.Chọn bồn làm lạnh sữa đủ để sản xuất trong một ngày. - Lượng sữa cho một ngày sản xuất là: 20711,4x2 = 41422,8(lít/ca) -Hệ số chứa đầy: 0,85. - Thể tích bồn làm lạnh sữa cần chọn là: = 48732,7(lít/ca) - Chọn 2 bồn loại Tetra Alsafe LA có : Thể tích :30000lít. Đường kính : 3600mm. Chiều cao : 5650mm Khối lượng thiết bị : 6000kg Hình 1 :Bồn chứa sữa Tetra Alsafe LA Thể tích chiếm chỗ : 98,5 m3 Vật liệu chế tạo : thép không rỉ AISI 304 Áp suất làm việc cực đại : 300kPa (3 bar) 5.2. Thiết bị chuẩn hóa: - Lượng sữa vào chuẩn hóa là 21227,4 (kg/ca) Một ca chia làm 2 mẻ Thể tích sữa cần chuẩn hóa trong một mẻ là: = 10324,6 (l/mẻ) Thời gian chuẩn hóa 30 phút, năng suất của thiết bị là: =20649,2 (l/h) Thiết bị có năng suất thực tế lớn hơn tính toán 20% nên năng suất thiết bị là: =25811,5(l/h) -Chọn thiết bị ly tâm Tetra Alfast Plus của TetraPak - Các thông số kĩ thuật: Hình 2: Thiết bị ly tâm Tetra Alfast Plus +Năng suất: 5000-75000l/h +Kích thước thiết bị:DxRxC= 1425x1000x2600mm +Công suất: 0,5kW +Khối lượng thiết bị: 200kg +Khối lượng có bao bì vận chuyển: 430kg +Thể tích: 3,3 m3. 5.3.Thiết bị xử lý nhiệt: - Lượng sữa đem xử lý nhiệt là 21013,8 (kg/ca) - Thể tích sữa xử lý nhiệt trong một mẻ: = 10180,3 (lít/mẻ) -Chọn thời gian xử lý nhiệt là 30 phút.Năng suất thiết bị là: =20360,6 (lít/h) Thiết bị có năng suất thực tế lớn hơn năng suất tính toán là 20% nên năng suất thiết bị là: = 25450,8 (lít/h) Chọn thiết bị Tetra Plex C8 -Năng suất :35000 l/h -Việt liệu chế tạo: thép không rỉ AISI316 -Kích thước tấm truyền nhiệt: 1250x375 -Diện tính bề mặt truyền nhiệt: 0.38 m2 -Bề dày mỗi tấm: 0.5/0.6/0.7 -Công suất: 2kW Hình 3: Thiết bị gia nhiệt bản mỏng 5.4. Thiết bị đồng hóa lần 1: - Lượng sữa đem đồng hóa là 20867,9 (kg/ca) - Thể tích sữa đòng hóa trong một mẻ: = 10149,8(lít/mẻ) -Chọn thời gian đồng hóa là 30 phút.Năng suất thiết bị là: Hình 4: Thiết bị đồng hóa Tetra Alex =20299,6(lít/h) Thiết bị có năng suất thực tế lớn hơn tính toán 20% Nên năng suất thiết bị là: =25374,5(l/h) Vậy chọn thiết bị đòng hóa Tetra Alex 400 của TetraPak.Các thông số của thiết bị: -Thiết bị đồng hóa hai cấp,áp suất làm việc cấp một là 250bar -Năng suất thiết bị: 27400l/h -Nước làm mát ( áp lực > 3bar,nhiệt độ cao nhất 250C: 400l/h -Hơi tiệt trùng ( áp lực >3bar ): 50kg/h -Năng lượng tiêu thụ trên 1000l sản phẩm:4,6 kWh -Lượng nước tiêu thụ trên 1000l sản phẩm:12 l/h -Tiếng ồn: 82dB - Kích thước thiết bị: DxRxC = 2075x1950x2005 mm -Kích thước không gian đặt thiết bị: DxRxC = 4500x4000x3000 mm -Công suất động cơ: N= năng suất x áp lực/30600 = kW -Khối lượng thiết bị: 5100 kg -Khối lượng động cơ: 1350 kg -Khối lượng bao bì khi vận chuyển: 800 kg -Thể tích khi vận chuyển: 15,5 m3. 5.5. Thiết bị đồng hoá lần 2: - Lượng sữa đem đồng hóa là 11931,9 (kg/ca) - Thể tích sữa đòng hóa trong một mẻ: = 5747,5 (lít/mẻ) -Chọn thời gian đồng hóa là 25 phút.Năng suất thiết bị là: =13794 (lít/h) Thiết bị có năng suất thực tế lớn hơn năng suất tính toán là 20% nên năng suất thiết bị là: = 17242,5 (lít/h) -Chế độ áp suất: +Áp suất đồng hóa cấp 1: 200bar +Áp suất đồng hóa cấp 1: 40bar +Nhiệt độ dòng sữa : 650C -Chọn thiết bị đồng hóa Tetra Alex 30 của TetraPak: áp lực đồng hóa 200bar, năng suất tối đa: 18.100l/h -Thông số kĩ thuật của thiết bị: +Công suất động cơ N= năng suất x áp lực đồng hóa/30600 kW N= 18100x200/30600= 118kW +Nước làm mát ( áp lực >300 kPa, nhiệt độ 250C, độ cứng <100dB):700l/h +Hơi tiệt trùng ( áp lực >300kPa ): 25 kg/h +Kích thước thiết bị: DxRxC = 2670x1700x1250 mm +Kích thước không gian đặt thiết bị: DxRxC = 4300x3300x1700 mm +Khối lượng thiết bị: 2855 kg +Khối lượng động cơ: 3780 kg +Khối lượng bao bì khi vận chuyển: 500 kg +Thể tích khi vận chuyển: 11,9 m3. +Năng lượng tiêu thụ trên 1000l sản phẩm: 8,2 kWh +Lượng nước tiêu thụ trên 1000l sản phẩm: 67 l/h + Hơi tiêu tốn trên 1000l sản phẩm: 3,4 kg/h +Tiếng ồn: 80dB 5.6.Thiết bị lên men: -Lượng sữa vào thiết bị lên men:10840,8 lít -Thể tích sữa lên men trong một mẻ: = 5601,4 (lít/mẻ) Thiết bị có năng suất thực tế lớn hơn năng suất tính toán là 20% nên năng suất thiết bị là: = 7001,7 (lít/mẻ) -Thời gian lên men:2.5h -Chọn thiết bị lên men của hãng IPP (International Process Plants) -Thể tích chứa tối đa: 12500 lít - Đường kính 2.2m chiều dài 2.5m -Vật liệu chế tạo: thép không rỉ -Có hệ thống ống dẫn nước nóng và lạnh để giúp nhiệt độ ổn định -Các bộ phận chính +Cánh khuấy +Cửa vào và cửa ra +Cửa quan sát +Nhiệt kế +Cửa vào và cửa ra của nước nóng hoặc lạnh +Hệ thống vệ sinh tự động Hình 5: Thiết bị lên men 5.7.Thiết bị cấy giống: Khối lượng sữa cần cho gây giống vi khuẩn là: 450,9kg Thể tích sữa lên men cho một ca sản xuất là: (lit/ca) Thiết bị cấy giống phải có thể tích lớn hơn thể tính tính toán là 20% nên thể tích của thiết bị là: (lit/ca) Chọn thiết bị phối trộn DSH -1 của hãng Sengli (Trung Quốc): Thể tính làm việc: 600 lít Vật liệu chế tạo: thép không rỉ Các bộ phận chính -Cánh khuấy -Cửa vào và cửa ra -Cửa quan sát -Nhiệt kế -Lớp vỏ áo để ổn định nhiệt độ -Hệ thống vệ sinh tự động Công suất: 4kW Hình 6 : Thiết bị cấy giống 5.8.Thiết bị phối trộn: - Lượng sữa đem phối trộn là 12164,5 (kg/ca) - Thể tích sữa xử lý nhiệt trong một mẻ: = 5859,6 (lít/mẻ) -Chọn thời gian phối trộn là 30 phút.Năng suất thiết bị là: =11719,2 (lít/h) Thiết bị có năng suất thực tế lớn hơn năng suất tính toán là 20% nên năng suất thiết bị là: = 14649 (lít/h) Chọn 2 cái thiết bị phối trộn LDSH – 15 của hãng Shuanglong Group (Trung Quốc). Thể tích làm việc: 15000 lit Kích thước: đường kính lớn nhất: 3442mm. Chiều cao: 6540mm Công suất: 55kW Khối lượng: 6400kg Vật liệu chế tạo: thép không rỉ Các bộ phận chính -Cánh khuấy -Cửa vào và cửa ra -Cửa quan sát -Nhiệt kế -Lớp vỏ áo để ổn định nhiệt độ -Hệ thống vệ sinh tự động Hình 7: Thiết bị phối trộn 5.9.Thiết bị rót cho dạng yaourt uống: -Lượng sữa vào thiết bị rót :11908,1 kg/ca -Thể tích sữa cần đóng gói trong một mẻ: =5736,1 (l/mẻ) -Chọn thời gian đóng gói 70 phút. -Mỗi hộp có thể tích 250ml nên năng suất thiết bị rót: Hình 8: Thiết bị đóng gói =19667 (hộp/h) -Chọn thiết bị đóng gói TBA/22 của TetraPak: -Năng suất thiết bị: 20.000 hộp/h - Loại hộp: Tetra Brik Aseptic 250 Baseline 5.10.Thiết bị rót cho dạng yaourt gel: -Lượng sữa vào thiết bị rót :10950,3 kg/ca -Thể tích sữa cần đóng gói trong một mẻ: =5229,4 (l/mẻ) -Chọn thời gian đóng gói 30 phút.Mỗi hộp có thể tích 110ml Nên năng suất thiết bị rót: =10459 (l/h) -Chọn thiết bị