Tải bản đầy đủ
PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

Tải bản đầy đủ

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Lượng chất béo lỏng Lượng chất béo rắn
(%, so với tổng lượng
chất béo)

Cấu trúc bơ thành
(%, so với tổng lượng phẩm
chất béo)

85

15

Bơ mềm

55

45

Bơ cứng

65 - 78

22 – 35

Bơ có độ cứng vừa phải
dễ quết lên bánh

+ Chất phụ gia tạo màu, vị, chất chống oxi hóa, vi sinh là 20%
+ Hàm lượng chất chống oxi hóa sử dụng không quá 1.01%
+ Muối NaCl độ tinh sạch không thấp hơn 99.7%
Thông số của sữa nguyên liệu ban đầu :
Sữa nguyên liệu có 4% béo
Tỉ trọng sữa biến thiên từ 1.028 – 1.038 (g/l)
pH biến thiên từ 6.5 – 6.8
Độ acid từ 0.14 – 0.18% acid lactic
Độ nhớt của sữa 2.0 cP tại 20oC
Lượng vi khuẩn lactic sử dụng 5%, phụ thuộc vào chỉ số iod của nguyên liệu
Chỉ số iod
<28
28-29
30-31
32-34
35-37
38-39
>40

Chế độ xử lý nhiệt – lạnh
8-21-20
8-21-16
8-20-13
6-19-12
6-17-11
6-15-10
20-8-11

Lượng giống cấy (%v/v)
1
2-3
5
5
6
7
5

Quá trình nhân giống vi sinh vật :
Tận dụng lượng sữa gầy trong quá trình tách cream để làm môi trường nhân
giống vi khuẩn lactic. Trước khi nhân giống sữa gầy được thanh trùng ở 90 – 95 oC
trong thời gian 15 – 30 phút. Ta sử dụng phương pháp nhân giống nhiều cấp để có
đủ số tế bào vi khuẩn cho quá trình sản xuất bơ. Mỗi cấp nhân giống từ 7 – 10 giờ
ở 20oC. canh trường có độ chua 18 – 20oSH, số tế bào vi khuẩn có thể lên tới 10 9 tế
bào/ml.
Vi khuẩn lactic được nuôi cấy riêng ở phân xưởng nhân giống, khi lượng giống
đảm bảo về số lượng tế bào (khoảng 106 tế bào/ml) người ta sẽ chuyển giống vào
cream để tham gia vào quá trình lên men. Lượng sử dụng thì tùy thuộc vào chỉ số
iod của nguyên liệu.
Thông số sản phẩm :
+ Bơ thành phẩm chứa:
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 26

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Thành phần

Tiêu chuẩn (%)

Hàm lượng béo

Nhỏ nhất 80%

Hàm ẩm

Lớn nhất 16%

Muối

Lớn nhất 2%

Thành phần rắn không
béo của sữa

Lớn nhất 2%

pH

Nhỏ nhất 6.2%

+ Lượng vi khuẩn lactic còn lại duy trì giống dự trữ và tiếp tục nuôi cấy cho
các mẻ sau
+ Bơ không đạt yêu cầu chất lượng sẽ được đem đi kiểm tra và xử lí lại.
+ Lượng sữa bơ tách ra trong công đoạn tạo hạt bơ có thành phần giống như
sữa gầy, ta sẽ bán trực tiếp ra thị trường.
+ Sữa gầy (0.05% béo) tách ra trong giai đoạn tách cream sẽ dùng một phần để
làm môi trường nhân giống vi khuẩn lactic, phần còn lại bán trực tiếp cho những
nơi thu mua sữa gầy.
2. Ước lượng tổn thất ở từng quá trình :
Công đoạn

% hao hụt

Nguyên nhân hao hụt

Tách cream

91

Tách sữa gầy thu cream, sữa dính thành
thiết bị ly tâm, thùng chứa.

Thanh trùng

0.2

Nguyên liệu dính vào ống dẫn, nồi thanh
trùng.

Cấy giống

0.1

Nguyên liệu dính thành thiết bị và thành
ống.

Lên men và xử lý 0.2
nhiệt lạnh

Nguyên liệu dính vào thiết bị, cánh
khuấy, thùng chứa và ống dẫn.

Tạo hạt bơ và thêm 3.4
phụ gia

Sữa bơ và nước bị tách ra để tạo hạt bơ

Bao gói

0.1

Bao bì hư, ghép mí bị lỗi

Tổng

Hao hụt 95%

Công đoạn tách cream:
100 kg sữa tươi nguyên liệu (4% béo)

Ly tâm
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 27

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Sữa gầy (0.05% béo)

Cream (40% béo)

Sử dụng phương pháp cân bằng béo và cân bằng khối lượng:
Ta có hệ phương trình:
Cream + Sữa gầy = 100.
40% cream + 0.05% Sữa gầy = 4% x 100.
=> cream = 9.89 kg ; sữa gầy = 90.11 kg.
Vì quá trình ly tâm tách cream không đạt hiệu suất thu hồi hoàn toàn nên tỉ lệ
hao hụt chọn là 91%.
Công thức pha trộn :
100kg cream.
5kg vi khuẩn lactic.
15kg phụ gia tạo màu, vị, chất chống oxy hóa.
Tỷ lệ hao hụt nguyên liệu trong quy trình là 95% so với khối lượng đưa vào sản
xuất. Tỷ lệ hao hụt trong công đoạn cấy vi sinh vật là 0.1%.
Bảng tính tỉ lệ hao hụt cho 15000 kg sữa nguyên liệu :
Nguyên liệu vào/ngày (kg) % hao
Khối lượng
hụt
hao hụt/ngày
(kg)
30000
0
0

Nguyên
liệu
Tách cream 30000
Thanh
2700
trùng
Cấy giống 2640 kg cream
+ 132 kg vi khuẩn lactic
Lên men và 2742
xử lý nhiệt
lạnh
Tạo hạt bơ 2682kg nguyên liệu

thêm + 402 kg chất phụ gia
phụ gia
Bao gói
2064
Tổng

Khối lượng
còn lại/ngày
(kg)
30000

91
0.2

27300
60

2700
2640

0.1

30

2742

0.2

60

2682

3.4

1020

2064

0.1
∑ = 95%

30

2034

Ngoài ra nhà máy còn nguồn lợi thu từ việc bán sữa gầy và bơ sữa
3. Cách tính cân bằng vật chất cho 30000kg sữa nguyên liệu ban đầu:
Tách cream:
 Khối lượng nguyên liệu vào: 30000kg.
 Khối lượng cream thu được: Mcream = (1 – 91%) x 30000 = 2700kg.
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 28

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Thanh trùng:
 Khồi lượng nguyên liệu vào: = Mcream = 2700kg.
 Khối lượng nguyên liệu ra: Mtt = 2700 – 0.2% x 30000 =2640kg.
Cấy giống:
 Khối lượng nguyên liệu vào: = Mtt = 2640kg.
 Lương giống cấy vào chiếm 5% của khối lượng nguyên liệu vào:
 Mvk.lactic = 5% x 2640= 132kg.
 Khối lượng nguyên liệu ra: Msau cấy giống = (2640+132) – 0.1% x 30000 =
2742kg.
Lên men và xử lý nhiệt lạnh:
 Khối lượng nguyên liệu vào: = Msau cấy giống = 2742kg.
 Khối lượng nguyên liệu ra: Mlmxlnl = 2742 – 0.2% x 30000 = 2682kg.
Tạo hạt bơ và thêm phụ gia:
 Khối lượng nguyên liệu vào: = Mlmxlnl = 2682kg.
 Lượng phụ gia thêm vào chiếm 15% khối lượng nguyên liệu vào:
 Mphụ gia = 15% x 2682 402kg.
 Khối lượng nguyên liệu ra: M sau tạo hạt+thêm phụ gia = (2682+402) – 3.4% x
30000 = 2064kg.
Bao gói:
 Khối lượng nguyên liệu vào: = Msau tạo hạt+thêm phụ gia = 2064kg.
 Khối lượng thành phẩm : Mthành phẩm = 2064 – 0.1% x 30000 = 2034kg.
 Năng suất nhà máy đạt 2034kg/ ngày.
 Một ngày nhà máy làm việc 2 ca, có những tháng tăng cường lên thành
3 ca.
 Một ca làm việc có 7 tiếng.
 Năm tới nhà máy làm việc 292 ngày. Tổng cộng 620 ca.
Nguyên liệu cho 1giờ, 1 ca, 1 ngày(2 ca), 1 năm(2016) sản xuất:
Đơn vị
1 giờ
1 ca
1 ngày
1 năm

Thành
phần
Sữa bò tươi Kg
Vi khuẩn
Kg
lactic
Phụ gia tạo Kg
màu, vị,
chất chống
oxy hóa.

2142.86
9.429

15000
66

30000
132

9300000
40920

28.714

201

402

124620

Chọn bao bì để chứa thành phẩm là 100g. Dạng thỏi hình chữa nhật.
Số lượng thỏi bơ thành phẩm/ngày = = 20340 (thỏi).
Thành phần nguyên liệu trong một ca sản xuất:
Công đoạn
Nhà máy sản xuất bơ lên men

Khối lượng đầu Khối lượng đầu
Trang 29

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

vào (kg)
15000
15000
1350
1386
1371
1548
1032

Nguyên liệu
Tách cream
Thanh trùng
Cấy giống
Lên men và xử lý nhiệt lạnh
Tạo hạt bơ và thêm phụ gia
Bao gói

ra (kg)
15000
1350
1320
1371
1341
1032
1017
(10170 thỏi bơ)

PHẦN 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ
1. Thiết bị của nhà máy
1.1. Xe bồn

Sữa
tươi
đầu
các
liệu

ban

số
sau:

Chất béo: 4%
Tỷ trọng 1,032 g/cm3.
Lượng sữa tươi cần cho 1 ca sản xuất là 15000 kg.
Thể tích : 15000 ÷ 1.032 = 14534.88 lít.
Chọn loại xe bồn chở được 10000 lít sữa tươi nguyên liệu.
Thông số kỹ thuật xe ô tô xi-téc chở sữa:
 Model xe: CLW5160GNY3.
 Tải trọng 9200kg. Model sat-xi DFL1160BX.
 Kích thước 8850x2490x3200 mm.
 Vận tốc tối đa 90km/h.



Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 30

Đại học Công Nghệ
TP.HCM

GVHD: ThS. Nguyễn Xuân Nam

Số lượng xe: 2 xe.
1.2. Cân xe bồn – Cân điện tử
Chọn cân điện tử - cân chìm- 40
tấn.
Thông số kỹ thuật:
 Kích thước sàn: 9x3 m.
 Kiểu sàn: sàn chìm.
 Cảm biến tải: WBKL-30T.
 Đầu hiển thị: NT-501A.
 Phần mềm điều khiển: CAS
Corporation ( Việt-AnhTrung).
Số lượng cân: 1.

1.3. Bồn chứa sữa nguyên liệu

Lượng sữa nguyên liệu 1 ca: 15000 kg.
Thể tích: 14534.88 lít.
Chọn thể tích bồn chứa là
15000 lít.
Thông số kỹ thuật:
- Bồn có dạng hình trụ, đáy
cầu, đặt nằm ngang. Cấu tạo vỏ áo
có lớp cách nhiệt nhằm ổn định
nhiệt độ bảo quản của sữa. Bồn
được trang bị các cảm biến mực
chất lỏng, cảm biến nhiệt độ, bộ
phận điều khiển kết nối CIP.
- Bồn chứa vô trùng có lớp vỏ
áo và cánh khuấy.
- Vật liệu: vật liệu bồn là thép
không gỉ AISI 304, vật liệu ống và van là thép không gỉ AISI 306.
- Áp suất làm việc max: 300 Kpa (3 bar).
- Công suất motor: 1KW.
- Kích thước: + đường kính 2000mm.
+ chiều dài cần thiết của bồn : L =
=> chiều dài thực tế đặt mua 5m.
- Mỗi bồn có hai cánh khuấy, công suất động cơ 2.5 hp.
Số lượng bồn chứa: 2 bồn. Đảm bảo nhà máy hoạt động liên tục

Nhà máy sản xuất bơ lên men

Trang 31