Đề tài Phấn đấu tăng sản lượng sữa toàn ngành trung bình 6 – 7%/năm giai đoạn 2001-2005 và 5-6%/năm giai đoạn 2006 – 2010

LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn cô giáo TS. Mai Thị Tuyết Nga. Người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Tôi xin cảm ơn các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Khoa Chế biến, Trường học Nha Trang, Công ty Cổ phần TH Milk đã tạo điều kiện thực hiện cho đồ án tốt nghiệp này. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới tất cả các thầy cô trong Khoa đã dạy cho tôi những kiến thức chuyên ngành cơ bản. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới tất cả gia đình, bạn bè, những người đã luôn động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian vừa qua. MỤC LỤC Trang DANH MỤC VIẾT TẮT TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam VLĐ: Vốn lưu động VT: Vốn đầu tư VCĐ: Vốn cố định NH: Ngân hàng M: Tổng chí phí sản xuất chung LN: Lợi nhuận TDT: Thuế doanh thu T: Thời gian hoàn vốn GDP: Tốc độ tăng trưởng QĐ-BCN: Quy định bộ công nghiệp UHT: Ultra Hight Temperature DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1: Dự kiến sản lượng đến năm 2010 4 Bảng 2: Mức tăng trưởng của các sản phẩm cụ thể: 4 Bảng 3: Quy hoạch phát triển đàn bò sữa 5 Bảng 3.1. Yêu cầu sữa tươi nguyên liệu 18 Bảng 3.2. Thành phần sữa thành phẩm 18 Bảng 3.3. Tiêu chuẩn về nước sản xuất 19 Bảng 3.4. Tiêu chuẩn đường RE 20 Bảng 3.5. Tiêu chuẩn chất ổn định, phị gia 21 Bảng 4.1. Thời vụ nguyên liệu: 27 Bảng 4.2. Biểu đồ nhập liệu: 27 Bảng 4.3. Biểu đồ kế hoạch sản xuất 28 Bảng 4.4. Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường: 36 Bảng 4.5. Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng không đường: 37 Bảng 5.1: Máy và các thiết bị trong sản xuất 52 Bảng 6.1. Nhân lực làm việc trực tiếp. 54 Bảng 6.2: Tổng kết diện tích các công trình trong nhà máy. 62 Bảng 7.1: Bảng tính công suất của các công trình. 67 Bảng 7.2: Thống kê điện tiêu thụ cho động lực. 68 Bảng 8.1: Bảng vốn xây dựng các công trình chính 80 Bảng 8.2: Bảng vốn đầu tư cho thiết bị sản xuất. 81 Bảng 8.3: Bảng chi phí nhiên liệu, năng lượng. 84 Bảng 8.4: Bảng chi phí nguyên vật liệu của dây chuyền sữa tươi tiệt trùng 84 Bảng 8.5: Bảng năng suất và thời gian lao động trong năm. 85 Bảng 8.6: Bảng doanh thu hàng năm: 88 Bảng 9.1: Bảng kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất 96 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Sơ đồ 3.1. Sơ đồ quy trình nghệ. 17 Sơ đồ 6.1. Sơ đồ tổ chức nhà máy 53 Sơ đồ 9.1. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải. 94 MỞ ĐẦU Trong tự nhiên hiếm có một loại thực phẩm nào có thành phần dinh dưỡng đầy đủ và hài hòa như sữa tươi. Sữa vừa cung cấp cho con người nguồn năng lượng dồi dào, vừa cung cấp các chất cần thiết cho sự tạo lập cơ thể. Các thành phần chính trong sữa gồm có: + Protein trong sữa được tạo thành bởi các amino axit. Có khoảng 20 loại amino axit khác nhau, trong đó có 8 loại cần thiết cho người lớn và 9 loại cần thiết cho trẻ em. Protein trong sữa rất giàu các loại amino axít này, nên có giá trị dinh dưỡng và có hệ số sử dụng cao so với nguồn protein thực vật. Các protein trong sữa gồm 2 nhóm chính: * Proteinn hoà tan như: albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin, lactoperoxydaza * Protein ở trạng thái keo không bền (casein) gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat và canxi phosphat. + Lipit của sữa bao gồm: chất béo, các phosphatit, glicolipit, steroit Chất béo sữa là một thành phần quan trọng. Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo (A, D, E). Chất béo tồn tại trong sữa ở dạng hình cầu có kích thước rất nhỏ từ 0,1 – 15µm . Mỗi thể cầu mỡ được bao bọc bởi một lớp màng mỏng. Màng này rất bền, có tác dụng bảo vệ, giữ cho chúng không kết hợp được với nhau và bảo vệ chất béo khỏi bị phân huỷ bởi các enzym có trong sữa và do đó tạo ra mùi ôi. + Gluxit: Lactoza chiếm vị trí quan trọng nhất trong gluxit của sữa. Hàm lượng lactoza trong sữa thay đổi từ 3,6 – 5,5%. Lactoza tồn tại trong sữa ở dạng tự do và dạng liên kết với các protein và các gluxit khác. Độ ngọt của lactoza kém sacaroza 30 lần, độ hòa tan trong nước cũng kém hơn. Lactoza là một trong những nguồn năng lượng quan trọng, chúng chuyển thành hợp chất năng lượng cao, có thể tham gia vào tất cả các phản ứng sinh hóa. Ngoài ra chúng còn cung cấp nguyên liệu cho quá trình tổng hợp một số hợp chất hoá học quan trọng trong cơ thể. + Trong sữa có nhiều loại vitamin nhưng đều với một hàm lượng tương đối thấp. Các vitamin trong sữa được chia thành 2 nhóm: nhóm hoà tan trong chất béo (A, D, E, K) và nhóm hoà tan trong nước (các vitamin B và C). Các vitamin đóng vai trò hết sức quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể. + Các chất khoáng trong sữa chiếm khoảng 1%, muối khoáng có trong các dung dịch, trong nước sữa hoặc trong các hợp chất casein. Các muối quan trọng nhất là muối canxi, natri, kali và magie. Chúng có dưới dạng photphat, cloride, citrat và caseinat. Muối kali và muối canxi có nhiều nhất trong sữa thường. + Sữa có chứa các enzym thường gặp trong tự nhiên. Các enzym là một nhóm các protein được sinh ra bởi các cơ thể sống. Chúng có khả năng tạo ra các phản ứng hoá học và ảnh hưởng tới quá trình và tốc độ của các phản ứng đó. Các enzym trong sữa bắt nguồn từ bầu vú bò hay từ các vi khuẩn. Các enzym từ bầu vú bò là một thành phần thông thường của sữa và được gọi là enzym gốc. Các enzym từ vi khuẩn đa dạng ở kiểu loại và số lượng, tuỳ thuộc vào bản chất và mật độ vi khuẩn. Một số loại enzym trong sữa được sử dụng để thử nghiệm và kiểm tra chất lượng. Những enzym quan trọng là: peroxidaza, catalaza, photphataza, lipaza. Như vậy sữa là một sản phẩm thực phẩm rất giàu dinh dưỡng đối với con người và cũng là môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi sinh vật. Chính vì vậy yêu cầu đặt ra đối với việc chế biến và bảo quản sữa là rất nghiêm ngặt. Ngành công nghiệp sữa ở trên thế giới nói chung và ở Việt nam nói riêng hiện nay đang rất phát triển. Theo số liệu thống kê, tốc độ tăng dân số hàng năm của nước ta vào khoảng 1,35%. Tốc độ tăng trưởng kinh tế năm 2006 là 8,2%, GDP tăng 7,8% và thu nhập bình quân đầu người đạt 715 USD. Cùng với mức sống của người dân dần được nâng cao, nhu cầu sử dụng các sản phẩm thực phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cũng tăng lên. Do vậy sự phát triển của ngành công nghiệp chế biến sữa là một hệ quả tất yếu, phù hợp với xu thế thời đại. Bên cạnh đó, sữa là một trong những yếu tố cực kỳ quan trọng trong chiến lược phát triển nòi giống, tăng chiều cao, cải thiện thể chất cho người Việt Nam. Do đó việc phát triển chăn nuôi bò sữa và sản xuất sữa rất cần thiết cho việc giải quyết các vấn đề suy dinh dưỡng và bệnh tật cho các nước đang phát triển trong đó có nước ta. Ngày 26/04/2005 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp đã ký Quyết định số 22/2005/QĐ-BCN về việc phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp Sữa Việt Nam đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020. Trong đó bao gồm một số nội dung như sau: Mục tiêu tổng quát: Phấn đấu tăng sản lượng sữa toàn ngành trung bình 6 – 7%/năm giai đoạn 2001-2005 và 5-6%/năm  giai đoạn 2006 – 2010. [9] Bảng 1: Dự kiến sản lượng đến năm 2010 (quy ra sữa tươi) [9] Chỉ tiêu Đơn vị 2000 2005 2010 Tăng trưởng bình quân hàng năm (%/năm). 1. Số lượng sữa tiêu dùng trong nước: 2001-2005 2006-2010 - Dân số Ngàn người 77.685,5 83.352 87.758 - Mức tiêu dùng bình quân mỗi người Lít/người 5,9 8 10 - Lượng sữa tiêu dùng trong nước Ngàn lít 460.000 667.000 900.000 7,7 6,2 2. Số lượng sữa xuất khẩu: 2001-2005 2006-2010 - Sữa bột Tấn 34.400 44.000 56.000 5 5 (Quy ra sữa tươi) (Ngàn lít) 258.000 330.000 420.000 - Sữa đặc Ngàn hộp 1.000 1.104 1.219 2 2 (Quy ra sữa tươi) Ngàn lít 1.000 1.104 1.219 Cộng 1 + 2 Ngàn lít 719.000 998.104 1.321.219 6,8 5,8 Bảng 2: Mức tăng trưởng của các sản phẩm cụ thể: [9] Mức tăng trưởng giai đoạn 2001 – 2005 (%/năm) Mức tăng trưởng giai đoạn 2006 – 2010 (%/năm) Sữa đặc 2% 1% Sữa bột 15% 10% Sữa tươi thanh trùng, tiệt trùng 25% 20% Sữa chua các loại 15% 15% Kem các loại 10% 10% Bảng 3: Quy hoạch phát triển đàn bò sữa [9]. Dự kiến đàn bò sữa năm 2005 và 2010 như sau: Vùng Tỉnh, thành phố 2005 2010 Tổng đàn bò Bò vắt sữa Tổng đàn bò Bò vắt sữa 1 2 3 4 5 I. Đông Nam Bộ 61.103 27.499 78.591 35.365   Lâm Đồng 4.533 2.000 7.385 3.300 II. Tây Nam Bộ 9.913 4.461 26.011 11.696 III. Nam Trung Bộ 9.578 4.310 32.270 14.508 IV. Bắc Trung Bộ 12.500 5.625 39.500 17.775 V. Đồng bằng Bắc Bộ 21.217 9.545 49.100 22.095 VI.Vùng núi phía Bắc 18.917 8.512 38.382 17.270 Tổng cộng 137.761 61.952 252.239 113.459 Từ những lợi ích của sữa đối với sự phát triển của con người và phát triển kinh tế, việc xây dựng nhà máy sữa để đáp ứng nhu cầu thị trường tiêu thụ và thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, góp phần phát triển nòi giống, tăng chiều cao, cải thiện thể chất cho người Việt Nam là rất cần thiết. Là một sinh viên ngành công nghệ thực phẩm, tôi chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế nhà máy chế biến sữa tươi tiệt trùng năng suất 160 tấn sản phẩm/ngày”. Với các loại sản phẩm sau: Sữa tươi tiệt trùng có đường và sữa tươi tiệt trùng không đường. PHẦN 1: LẬP LUẬN KINH TẾ- KĨ THUẬT 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy: Sau hơn hai mươi năm đổi mới, nước ta đã thu được thành tựu đáng khích lệ trên nhiều lĩnh vực kinh tế, văn hoá, đời sống xã hội… Tốc độ tăng trưởng hàng năm của nước ta khoảng 7 – 8%, thu hút đầu tư nước ngoài không ngừng tăng lên, cơ sở hạ tầng khoa học kỹ thuật có bước tiến rõ rệt. Đời sống người dân tăng lên, nhu cầu dinh dưỡng của người dân cũng tăng cao. Trong thời gian gần đây, thị trường tiêu dùng sữa của nước ta đang phát triển cực thịnh, ngành công nghiệp chế biến sữa mặc dù có nhiều nỗ lực đầu tư, phát triển. Tuy nhiên, số lượng các nhà máy chế biến sữa không nhiều, khối lượng các sản phẩm sữa sản xuất trong nước còn hạn chế nên vẫn chưa đủ đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước. Chính vì vậy nước ta vẫn phải nhập sữa ngoại với giá thành rất cao. Sản phẩm sữa đầu vào được sử dụng 100% nguồn nguyên liệu sữa tươi sạch và cao cấp từ hệ thống nông trại TH Milk hứa hẹn cung cấp nguồn sữa tươi dồi dào cho người tiêu dùng thay cho sữa bột, đáp ứng đủ nhu cầu tiêu thụ sữa của Việt Nam trong tương lai. Về công nghệ sản xuất: tôi lựa chọn công nghệ tiệt trùng sữa ở nhiệt độ siêu cao (Ultra Hight Temperature, gọi tắt là công nghệ UHT) đang được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới. Về dây chuyền thiết bị sản xuất: trên thế giới có rất nhiều công ty nổi tiếng về thiết bị thực phẩm như: GEA, Alpha – Laval, Tetra Pak, Combibloc… Tuy nhiên, Tetra Pak là công ty có nhiều ưu thế hơn. Công ty này hiện có mặt ở hầu hết các quốc gia, trình độ kĩ thuật hiện đại và các nhà máy chế biến sữa nước ta phần lớn sử dụng thiết bị của công ty này. Vì vậy, tôi chọn dây chuyền công nghệ chế biến của hãng Tetra Pak – Thụy Điển và Alpha– Laval. Dựa vào điều kiện địa lý thuận lợi về khả năng cung cấp nguyên liệu, thuận tiện về giao thông, thị trường tiêu thụ sản phẩm, nguồn nhân công .... tôi lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa nằm ở xã Nghĩa Trung, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An. 1.2. Vùng nguyên liệu: Do người tiêu dùng ngày càng ưa chuộng các các sản phẩm sữa từ nguồn nguyên liệu sữa tươi. Chính vì vậy nhà máy cần xây dựng gần các vùng có nguồn nguyên liệu dồi dào, để đáp ứng được yêu cầu sản xuất của nhà máy. Bên cạnh đó, việc xây dựng nhà máy cần phải đảm bảo không cách quá xa vùng nguyên liệu, nhằm tránh các hư hỏng có thể xảy ra đối với sữa trong quá trình vận chuyển. Nghĩa Đàn là vùng đất có nhiêu đồi núi là nơi thuận lợi cho việc chăn nuôi bò sữa. Khu Dự án chăn nuôi bò sữa và chế biến sữa tập trung quy mô công nghiệp tại huyện Nghĩa Đàn. Với một hệ thống trang trại hiện đại có tổng số đàn bò là 45.000 con trong đó có 20.000 con cho sữa. Đến năm 2017, dự kiến Dự án sẽ có 137.000 con bò và nhà máy chế biến đạt công suất 500 triệu lít/ năm. Vì vậy nguồn nguyên liệu sữa có thể nói rất phong phú. 1.3. Thị trường tiêu thụ: Thị trường tiêu thụ của nhà máy đầu tiên là ở tỉnh Nghệ An, sau đó là các tỉnh thành lớn trên cả nước. Sản phẩm khi ra mắt sẽ được bán ở các đại lí lớn như sau: Hà Nội. Vinh. Đà Nẵng. Hồ Chí Minh. Và quan trọng nhất, sản phẩm của nhà máy sẽ có mặt ở khắp các tỉnh thành miền Bắc và miền Nam. Đó chính là thị trường tiêu thụ chính của nhà máy khi đi vào hoạt động. 1.4. Nguồn cung cấp nước Lượng nước tiêu thụ trong một nhà máy sữa là rất lớn. Nước sử dụng với các mục đích: Nước phụ trợ: nước sinh hoạt, nước làm mát thiết bị, dùng cho nồi hơi, sử dụng cho chu trình CIP... Do vậy chất lượng của nước đưa vào sản xuất rất quan trọng và nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nhà máy xây dựng một hệ thống xử lý nước, với nguồn cung cấp là nước ngầm. Nước sau khi được xử lý phải đạt tiêu chuẩn nước dùng cho sản xuất sữa. 1.5. Nguồn cung cấp điện: Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy nằm trong mạng lưới điện cung cấp cho khu công nghiệp. Ngoài ra để đề phòng sự cố mất điện lưới đột xuất, nhà máy dự trữ thêm một số máy phát điện để dùng khi mất điện. 1.6. Nguồn cung cấp hơi nước: Hơi nước là một trong những nguồn phụ trợ rất quan trọng đối với một nhà máy sản xuất, trong nhà máy hơi được dùng với nhiều mục đích khác nhau, nhưng chủ yếu là dùng cho sản xuất, cho sinh hoạt... Để đảm bảo cho hoạt động của nhà máy, hơi cấp phải là hơi bão hoà, được cấp bởi lò hơi có áp suất > 9,5 atm. 1.7. Nguồn cung cấp nhiên liệu: Để đảm bảo cho lò hơi hoạt động tốt, cho nhiệt lớn, sạch sẽ và ít độc hại đáp ứng được yêu cầu về sản xuất cũng như đảm bảo vệ sinh môi trường, nhà máy sẽ sử dụng dầu DO, FO, xăng được mua từ nhiều nguồn khác nhau, có thể mua từ công ty dầu khí Petrolimex. 1.8. Hệ thống thoát nước: Đi đôi với các yêu cầu cấp nước, việc thoát nước thải cũng không kém phần quan trọng. Trong nhà máy sữa, nước thải chủ yếu là nước rửa các thiết bị trong đó chủ yếu là hoá chất cộng với các chất hữu cơ – môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển.... Do đó hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát hết nước, không bị ứ đọng, không ảnh hưởng đến vệ sinh, môi trường trong khu sản xuất chính. 1.9. Xử lí nước thải: Đối với nước thải nhà máy sữa, phương pháp xử lý tốt nhất là phương pháp xử lý kị khí kết hợp với xử lý hiếu khí. Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường (TCVN 5945), đảm bảo vệ sinh môi trường cho khu vực nhà máy và khu công nghiệp. 1.10. Giao thông vận tải: Nhà máy được đặt gần với trang trại nên việc vận chuyển sữa chuyển liệu tới nhà máy nhanh chóng và đảm bảo chất lượng nguyên liệu, chi phí vận chuyển ít. Với địa bàn giáp với quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, đường 48 nên đường giao thông thuận tiện, rút ngắn được thời gian vận chuyển nguyên vật liệu đến nhà máy, cũng như việc phân phối sản phẩm đến các nơi khác dễ dàng, thông suốt. 1.11. Khả năng cung cấp nguồn nhân lực: Nhà máy được xây dựng trên địa bàn huyện Nghĩa Đàn là một khu vực đông dân cư, có thể đáp ứng được nguồn nhân lực phục vụ cho quá trình sản xuất. Nhà máy sẽ tuyển dụng cán bộ, kỹ sư cho nhà máy từ các trường đại học ở Nghệ An, Hà Nội, Nha Trang… Qua những luận điểm đã phân tích ở trên, chúng ta có thể khẳng định việc xây dựng một nhà máy chế biến sữa ở khu Nghĩa Đàn với các sản phẩm là: sữa tươi tiệt trùng có đường, và tương lai sẽ lắp đặt thêm các dây chuyền sản xuất sữa chua đặc có đường, sữa đặc có đường từ nguyên liệu là sữa tươi có tính khả thi cao và có khả năng phát triển mạnh mẽ. PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU 2.1. Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi: Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng. Trong sữa có đầy đủ các chất cần thiết cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể và cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất cao. Trong sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng như chất béo, đường lactoza, các vitamin, chất khoáng, các enzym,... Ngoài ra trong sữa còn có đầy đủ các axit amin không thay thế. Đây là các axit amin rất cần thiết cho cơ thể .Có thể nói rất ít loại thực phẩm nào mà toàn diện về các chất như sữa. Nguyên liệu ban đầu của dây chuyền là sữa bột gầy, vì vậy trong sữa chứa hầu hết các phần giống nhau như trong sữa tươi, chỉ khác về hàm béo, hàm lượng nước, một phần nhỏ vitamin.Về mặt hoá lý thì sữa sau khi tiêu chuẩn hoá gần giống với sữa tươi. 2.2. Thành phần hoá học của sữa tươi: [ 2 ]. 2.1.1. Chất béo: Gồm 2 loại: Đơn giản và phức tạp. Chất béo đơn giản: Có hàm lượng 35 đến 45g/l đối với sữa tươi gồm các axit béo no và không no như: axit oleic, palmitic, stearic. Chất béo phức tạp: Chất béo này thường chứa các phần tử nitơ, photpho, lưu huỳnh. Các axit béo phức tạp này có tên chung là photpho amino axit. Đại diện quan trọng nhất của axit béo này là lexitin. * Đặc tính hoá lý của chất béo: - Mật độ quang ở 15 0C: 0,91 -0,95. - Nhiệt độ nóng chảy: 28-350C - Nhiệt độ đông đặc: 18-26 0C - Chỉ số iốt: 32-37 - Chỉ số xà phòng: 218 - 235 - Chỉ số axit bay hơi không hoà tan: 1,5 – 3. - Chỉ số axit bay hơi hoà tan: 26 - 30 - Chỉ số khúc xạ: 1,453 - 1,462 * Cấu trúc chất béo có trong sữa: Chất béo trong sữa có dạng hình thù của các hạt tiểu cầu hoặc hình ovan với đường kính 2 –10 mm tuỳ thuộc vào giống bò sản sinh ra sữa. Cấu trúc các hạt hình cầu được bao bọc bởi một màng Protein và màng này có 2 phần: Một phần có thể hoà tan trong nước và một phần thì không. Bề mặt bên trong của màng có liên quan mật thiết với một lớp phụ có bản chất Phospholipit, có thành phần chủ yếu là lexitin và cephalin. Đây là những chất béo phức tạp có hàm lượng 0,3 - 0,5g/l. Ngoài ra, màng tế bào còn chứa nhiều chất khác với hàm lượng nhỏ chủ yếu là Cu, Fe, Enzym. Enzym chủ yếu là photphataza mang tính kiềm tập trung trong phần protit và enzym reductaza có trong phần không hoà tan được. Trong quá trình bảo quản, luôn xảy ra sự phân chia các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc tính chung như sau: Phần trung tâm của hạt tiểu cầu chứa các glixetit có điểm nóng chảy thấp, giàu hàm lượng axit oleic và luôn ở trạng thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Trong khi đó, phần ngoại vi nơi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit có chỉ số iod thấp (5 - 6) nhưng lại có điểm nóng chảy rất cao và đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường. Vì lẽ đó, xu thế chung của các hạt chất béo có trong sữa sẽ liên kết lại với nhau để tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn hơn. Đó là nguyên nhân gây nên trạng thái mất ổn định của chất béo có trong sữa và đó là nguyên nhân gây nên sự phân lớp chất béo và các thành phần trong sữa. 2.1.2. Protein. Protein trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất, vì nó chứa hầu hết các loại axit amin đặc biệt là axit amin không thay thế. Protein Polypeptit peptit axit amin *Trong cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau: Cazein toàn phần chứa: 26 -29 g/l b-lactoglobulin: 26 -29 g/l a-lactalbumin: 2,4 - 4 g/l Imunoglobulin 0,8 -1,5g/l Và một số thành phần khác. Trong các thành phần trên, Cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của sữa.Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 - 200 mm và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng như keo có màu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ quá trình axit hoá sữa đến pH đẳng điện ( pH = 4,6 ). 2.1.3. Đường lactoza: Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa, với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn tại chủ yếu 2 dạng avà b. Lactoza khi bị thuỷ phân tạo ra các phần tử đường glucoza và một phần tử đường galactoza. C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Lactoza Glucoza Galactoza Trong sữa đường latoza luôn ở trạng thái hoà tan, khả năng hoà tan và kết tinh của lactoza cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa.Hai đường a-b lactoza luôn tốn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt độ. Đường lactoza ít hoà tan hơn đường sacharoza ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn. Độ hoà tan của đường lactoza tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thuỷ phân rất chậm theo nhiệt độ ở nhiệt độ cao.Sự có mặt của đường lactoza góp phần biến màu của sữa trong công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao. Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi khuẩn để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men. C12H22O11 + H2O 4CH3CHOH - COOH + H2O + CO2 lactoza Axit lactic Axit lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit propionic hay axit butyric. 3CH3CHOH - COOH CH3(CH2)2COOH + 2CO2 + 2H2 Axit butilic CH3CHOH-COOH CH3-CH2COOH + CO2 + H2O + CH3-COOH Axit propionic Nếu dưới tác động của nấm men đặc biệt thì đường lactoza sẽ tạo thanh các chất theo phản ứng sau: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Lactoza Glucoza Galactoza 2.1.4. Các loại muối khoáng: Hàm lượng của nó trong sữa khoảng: 9 -9,1 (g/l) Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm: Muối clorua, photphat, xitrat, sunphatnatri, bicacbonnat. Các muối khoáng trong sữa tồn tại dưới 2 dạng cân bằng: dạng hoà tan và dạng keo. Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yêu tố công nghệ: pH, nhiệt độ ... Sự tồn tại cân bằng của muối Ca ở dạng hoà tan và dạng phức của các thể keo là có ý nghĩa lớn hơn cả vì nó quyết định đến sự ổn định của sữa. Sự tăng lên hàm lượng Ca sẽ làm tăng khả năng bất ổn định, đặc biệt trong quá trình đun nóng và quá trình lên men. Để tránh hiện tượng này thông thường người ta cho thêm vào sữa những dạng phức tạp đó là các muối photphat hoặc xitrat với liều lượng thích hợp. 2.1.5. Axit hữu cơ: Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như: axit citric, lactic, axetic... Trong đó, axit citric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa nhờ vào quá trình. Axit citric diaxetyl axetoin 2,3 butylen glycol. 2.1.6. Các chất xúc tác sinh học: a. Vitamin: Sữa được coi là thức ăn tiêu biểu nhất về số lượng vitamin tuy với hàm lượng không lớn lắm.Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả năng hoà tan của chúng trong nước hay chất béo. Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: Vitamin A, D, E, chủ yếu nằm trong thành phần của mỡ sữa. Nhóm vitamin hoà tan trong nước: B, C, PP. b. Các enzym: Các enzym tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzym trong sữa được chia làm hai nhóm chính. Nhóm enzym thuỷ phân: gồm Lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza. Trong đó, vai trò của các enzym Lipaza có tính quyết định đến quá trình chế biến và bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành axit béo và glyxerin có pH = 9,4. Nhóm enzym oxy hoá: gồm Reductaza, lactoperoxydaza, catalaza. Các enzym này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa. 2.1.7. Vi sinh vật trong sữa: Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc. Nấm men: Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 - 9mm. Phần đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi. Nấm mốc: Chủ yếu là Muco và Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên những biến động khi sản xuất các sản phẩm như: Bơ, phomát. Ngoài ra còn có: Penicillium, Aspergillus. Vi khuẩn: Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước không vượt quá vài micromet. Các vi khuẩn trong sữa: Coccus, Bacterium... quan trọng là vi khuẩn lactic. Thông thường trong sữa chúng có đặc điểm: + Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tuỳ tiện. + Không sản sinh ra các hợp chất nitrat. + Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau. + Ít hay không tiết ra enzym proteaza trong sữa Hai loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là: Streptococcus thermophillus. Được coi là tác nhân của sự hình thành axit và quá trình chín của phomát. Streptococcus cremoris và Streptococcus lactis: Là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên của quá trình phồng lên của phomát, tạo hương. 2.1.8. Nước: Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng của sữa tươi, chiếm 90% thành phần trong sữa. Nước trong sữa gồm nước tự do, nước liên kết, nước kết tinh và nước trương. Ngoài nước kết tinh ra thì tất cả những loại nước khác đều có giá trị trong công nghiệp chế biến sữa. PHẦN 3: LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường: Sơ đồ 3.1. Sơ đồ quy trình nghệ. Đối với sản xuất sữa không đường thì quy trình không bổ sung đường, còn lượng chất ổn định và chất nhũ hóa vẫn giống sữa tươi tiệt trùng có đường. 3.2. Thuyết minh quy trình: (Quy trình tham khảo tại nhà máy): 3.2.1. Sữa tươi nguyên liệu: Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm sữa nói chung phải là sữa có chất lượng cao: - Cảm quan: + Trạng thái đồng nhất, không bị tách bơ, không có tạp chất + Màu vàng kem nhạt + Mùi đặc trưng, không có mùi lạ (chất kháng sinh, chất tẩy rửa, thức ăn…) + Hương vị tự nhiên. Bảng 3.1. Yêu cầu sữa tươi nguyên liệu [2]. STT Các thông số Yêu cầu 1 Hàm lượng chất béo 3- 4 % 2 Hàm lượng chất khô 11,8- 12,8% 3 pH 6,6 4 Tỷ trọng 1,027 – 1,032 5 Độ axit 12 – 18oT Bảng 3.2. Thành phần sữa thành phẩm [theo công ty]. STT Sản phẩm Các thông số Yêu cầu 1 Sữa tươi tiệt trùng có đường Tổng chất khô (%) 15,8 Hàm lượng chất béo (%) 3,2 Hàm lượng chât khô không mỡ (%) 8,6 Hàm lượng đường (%) 4,0 pH 6,4 – 6,8 3.2.2. Các nguyên liệu khác: Nước là nguồn nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất các sản phẩm sữa nói chung. Ngoài ra sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường còn sử dụng đường RE và chất ổn định để duy trì trạng thái đồng nhất của sản phẩm sữa. Bảng 3.3. Tiêu chuẩn về nước sản xuất (QCVN 02:2009/BYT) Cảm quan: - Màu sắc: Không màu - Mùi vị: Không Chỉ tiêu VSV: - Tổng số vi khuẩn hiếu khí £ 1000 cfu/ml - Coliform £ 0/100 ml Chỉ tiêu hoá lý: - pH: 7 - 8,5 - Độ cứng: £ 70 mg/l - Hàm lượng Clo dư £ 0,3 mg/l - Hàm lượng sắt tổng số £ 0,1 mg/l - Ammonia £ 0,5 mg/l - Mangan £ 0,005 mg/l - Nitrat £ 30 mg/l - Nitrit £ 0,02 mg/l - Sunfat £ 100 mg/l - Axit cacbonic ăn mòn: không có - Tổng lượng sắt hoà tan £ 500 mg/l - Hàm lượng kim loại nặng: Ca £ 20 mg/l Cd £ 0,003 mg/l Pb £ 0,01 mg/l Hg £ 0,001 mg/l Bảng 3.4. Tiêu chuẩn đường RE (TCVN 7968:2008) STT Các thông số Tiêu chuẩn 1 Chỉ tiêu cảm quan Trạng thái Tinh thể đồng đều không vón cục màu trắng Vị Vị ngọt đặc trưng, không có vị lạ Mùi Không có mùi lạ 2 Chỉ tiêu hóa lí Hàm lượng Saccharose ³ 99,9% Hàm lượng tro £ 0,03% Độ màu £ 30 ICUMSA Hàm lượng ẩm £ 0,05% Tạp chất £ 2 ppm Đường khử < 0,02% 3 Chỉ tiêu vi sinh Nấm men, nấm mốc £ 10/10 g Clostridium perfringens 0/g 4 Chỉ tiêu kim loại Chì – Pb £ 5 ppm 5 Quy cách đóng gói 50 kg/bao Bao bì gồm 2 lớp: PP và PE 6 Date Còn ít nhất 18 tháng tại thời điểm nhập Tiêu chuẩn về chất ổn định Mục đích của việc sử dụng chất ổn định nhằm duy trì trạng thái đồng nhất của dịch sữa trong thời gian dài. Chất ổn định được sử dụng phải hoà tan ngay và hoàn toàn trong dung dịch sữa. Trong suốt quá trình chế biến độ nhớt không được tăng lên nhằm tránh gây ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị. Bảng 3.5. Tiêu chuẩn chất ổn định, phị gia (TCVN 6471-98). STT Các thông số Yêu cầu 1 Cảm quan Trạng thái Dạng bột mịn, tơi, không vón cục Màu sắc Màu trắng nhạt. 2 Chỉ tiêu vi sinh Tổng số VSV Max 5000 cfu/g Nấm men Max 500 cfu/g Nấm mốc Max 500 cfu/g Enterobacteiaceae 0/ 0,01 g Staphylococcus 0/ 0,01 g E.coli 0/0,1 g Salmonella 0/25 g 3 Chỉ tiêu kim loại nặng (mg/kg) As ≤ 3,0 Pb ≤ 5,0 Hg ≤ 1,0 Cd ≤ 1,0 4 Quy cách đóng gói 25 kg/bao, Bao bì có nhiều lớp với lớp PE ở ngoài 5 Thời hạn sử dụng - Còn ít nhất 2/3 hạn sử dụng, 3.2.3. Kiểm tra - thu nhận: - Sữa tươi được thu mua từ các trại chăn nuôi 2 lần trong một ngày, Sữa đưa đến nhà máy được kiểm tra về chất lượng cũng như số lượng trước khi bơm vào các bồn chứa, trên đường ống có lắp đặt hệ thống lọc tạp chất, làm sạch sơ bộ sữa. 3.2.4. Làm lạnh bảo quản: Mục đích: - Làm lạnh hạn chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu. - Hạn chế sự phân hủy chất dinh dưỡng của sữa dưới tác dụng của hệ enzyme có sẵn trong sữa tươi. Tiến hành: làm lạnh nhiệt độ của sữa tươi xuống 4- 6 0C. - Trong quá trình tạm chứa cần khuấy trộn đều, làm nhiệt độ khối sữa đồng đều. Đồng thời kiểm tra liên tục chỉ tiêu vi sinh vật nhằm khắc phục kịp thời những hư hỏng của sữa tươi. 3.2.5. Ly tâm tách béo và tiêu chuẩn hóa: Mục đích: - Tách một phần chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu. - Ly tâm làm sạch nhằm loại bỏ triệt để các tạp chất nhỏ nhất, làm tăng chất lượng cho sữa, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm tách béo và tránh hư hỏng cho các máy móc thiết bị. Tiến hành: Sữa được ly tâm bằng thiết bị ly tâm, trước khi ly tâm sữa được làm nóng lên 45 oC để giảm độ nhớt, tăng hiệu suất ly tâm. Nguyên tắc: Sữa nguyên liệu được đưa vào qua ống trục giữa của thiết bị ly tâm. chảy theo các rãnh vào khe của các đĩa rồi phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa. Khe hở giữa các đĩa của thùng quay khoảng 0.4mm. Sữa trong thùng quay chuyển động với tố tộ 2– 3 cm/s. dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ phân chia sữa. Các cầu mỡ nhẹ hơn nên dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ chuyển động về phía trục quay tập trung xung quanh trục giữa. Các cầu mỡ có kích thước lớn tập trung ở gần tâm. càng xa tâm thì lượng cream càng giảm dần. Sữa gầy nặng hơn nên có xu hướng tiến về phía ngoại vi. Sữa nguyên liệu tiếp tục được đưa vào gây áp suất đẩy sữa gầy và cream đến phía trên. Cream theo một đường riêng qua van điều chỉnh và được đưa ra ngoài. Sữa gầy đi qua một đường khác ra ngoài, chảy vào bình đựng sữa gầy. Hàm lượng chất béo trong sữa gầy là 0,05%, còn trong cream là 40%. Sữa trong đường ống sẽ được phối trộn với sữa gầy và sữa béo thành sữa có hàm lượng chất béo là 3,2%. 3.2.6. Gia nhiệt: Mục đích: - Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa. giảm độ nhớt của khối sữa và tiêu diệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạp trùng. Tiến hành: Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 650C. 3.3.7. Bài khí: Mục đích: Tách khí còn lại trong sữa giúp quá trình đồng hóa đạt hiệu quả cao nhất. Tiến hành: Sữa sẽ được bơm từ thiết bị gia nhiệt sang thiết bị bài khí. Yêu cầu: phải tách tối đa hàm lượng khí còn lại trong sữa. 3.2.8. Đồng hóa: Mục đích: Làm giảm kích thước cầu mỡ, tăng tốc độ phân tán của sữa. Ngăn chặn sự phân lớp giữa chất béo và các thành phần khác trong sữa làm cho sữa có trạng thái nhũ tương bền vững. Giảm quá trình oxy hóa. Tăng chất lượng của sữa (tăng mức độ phân tán của cream. phân bố lại giữa các pha chất béo và plasma. thay đổi thành phần và tính chất của protein). Tiến hành: Sữa được bơm vào thiết bị đồng hóa nhờ piston. sau đó dịch sữa đi qua một khe hẹp với áp suất suất 180¸200 bar, ở to = 60¸70 oC. Phương pháp: Máy đồng hóa hoạt động với 3 piston chuyển động lệch pha nhau 1/3 chu kì. Sữa được nén trong xy lanh 3 cấp ở áp suất 200 bar. 3.2.9. Thanh trùng: Mục đích: - Tiêu diệt vi sinh chịu nhiệt kém kéo dài thời gian bảo quản cho sữa. Tiến hành: Sữa từ thiết bi đồng hóa bơm sang thiết bị gia nhiệt nâng ở đây sữa được chảy qua các tấm gia nhiệt lên 75 0C. Khi sữa đạt lên 75 0C rồi được chuyển qua các ống lưu nhiệt 15- 20 s. Sau đó sữa lại quay về các thiết bị gia nhiệt. ở đây sữa ra sẽ tiếp xúc với sữa vào và truyền nhiệt cho sữa vào để giảm nhiệt độ xuống. Sữa sau khi thanh trùng xong được đưa qua bồn chứa sau thanh trùng, thời gian chứa tối đa là 48h. Yêu cầu: sữa phải được thanh trùng đạt 75 0C trong 15s. 3.2.10. Phối trộn: Phối trộn đường và chất ổn định và chất nhũ hóa. Mục đích: Tạo cho sản phẩm có độ ngọt thích hợp cho người tiêu dùng. Tạo trạng thái ổn định cho sữa. tránh phân lớp. Tăng thời gian bảo quản. Tiến hành: Bơm 25% sữa làm sữa nền rồi gia nhiệt lên 65 – 70 0C rồi chovào bồn almix. Trộn chất ổn định và chất nhũ hóa vào tuần hoàn trong vòng 10 – 15 phút, QA kiểm tra chất lượng đạt rồi cho lượng sữa còn lại vào, tiếp tục cho đường vào tuần hoàn 5 - 10 phút rồi cho qua bồn chứa sau trộn. Kiểm tra chất lượng nếu đạt thì đi lọc rồi đưa đi tiệt trùng UHT. Quá trình được thực hiện trong bồn trộn có cánh khuấy với số vòng quay 250- 300 vòng/ phút. 3.2.11. Lọc: Mục đích: - Lọc những đường và những chất chưa tan trong quá trình phối trộn. Tiến hành: Sữa sẽ được lọc qua thiết bị lọc. 3.2.12. Đồng hóa lần 2: Tương tự đồng hóa lần 1 nhưng ở nhiệt độ 70 – 75 0C. 3.2.13. Tiệt trùng UHT: Tiệt trùng đây là giai đoạn chính trong dây truyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng. Sử dụng nhiệt độ cao trong thời gian ngắn. Mục đích: - Để tiêu diệt tất cả các vi sinh vật cũng như các enzym. kể cả loại chịu nhiệt có trong sữa. Do đó thời hạn bảo quản và sử dụng sữa ở điều kiện nhiệt độ thường có thể kéo dài tới hơn 6 tháng. - Chế độ tiệt trùng: 140 oC ± 4/4giây. Thực hiện: + Thiết bị chính ở công đoạn này là thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng có nhiều ngăn. Quá trính được thực hiện qua 4 công đoạn chính: * Nâng nhiệt sơ bộ. * Tiệt trùng. * Hạ nhiệt sơ bộ. * Hạ nhiệt đến nhiệt độ yêu cầu. + Dịch sữa mới vào sẽ trao đổi nhiệt với dịch sữa sau tiệt trùng đẻ nâng nhiệt sơ bộ lên khoảng 85- 90 0C. Tiếp theo dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với hơi từ lò hơi để nâng lên nhiệt độ tiệt trùng là 136- 140 0C và sẽ được lưu ở nhiệt độ này trong thời gian 4 giây, áp suất tiệt trùng là 6 bar. Sau đó, dịch sữa sau tiệt trùng sẽ được trao đổi nhiệt với dịch sữa mới vào để hạ dần nhiệt độ. Cuối cùng dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với nước lạnh 2 0C để đạt nhiệt độ yêu cầu khi ra khỏi thiết bị. Sữa được vào thiết bị tiệt trùng dạng ống lồng ống và thực hiện quá trình tiệt trùng. Cuối cùng. sữa được làm nguội về 28oC ngay trong thiết bị tiệt trùng và được bơm vào thiết bị Alsafe. + Toàn bộ quá trình tiệt trùng và làm nguội được điều khiển bằng chương trình đã lập trình sẵn. 3.2.14. Bồn chờ rót: Mục đích: chứa dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót. Tiến hành: Dịch sữa sau khi qua hệ tiệt trùng và làm nguội thì sẽ vào bồn chờ rót vô trùng.Bồn là một thiết bị kín có cánh khuấy.Toàn bộ hoạt động của bồn dược điều khiển bằng môt máy tính đã lập trình sẵn. 3.2.15. Rót và bao gói: Mục đích: rót vào bao bì thích hợp giúp tạo điều kiện thuận lợi khi sử dụng và vận chuyển sản phẩm. Sữa được rót vào bao bì hộp giấy 180ml trong điều kiện hoàn toàn vô trùng. Sau đó được dán ống hút. in date và xếp hộp carton. Tiến hành: - Đưa băng giấy qua bể H2O2 để tiệt trùng giấy, có nồng độ 32– 38%, Sau đó loại bỏ H2O2 trên bề mặt bao bì tiếp xúc với sản phẩm bằng trục ép. - Khi tiến hành rót, hộp được hút chân không đồng thời được nạp khí nitơ, để cấu trúc hộp vững chắc, tạo khoảng không cho sữa dãn nở và sản phẩm khi uống có cảm giác đồng đều. - Trong khi rót hộp, khoảng 45 phút một lần hoặc sau khi hết một cuộn giấy, nhân viên vận hành máy phải kiểm tra xem hộp có kín không, có vuông cạnh không. QA thường xuyên kiểm tra quá trình đóng hộp quá trình lấy mẫu đầu quá trình rót, cuối quá trình rót và 20 phút/ lần... - Đóng block và đóng thùng: 4 hộp/block, 10 block/thùng, 100 thùng/pallet. 3.2.16. Sản phẩm: - Sản phẩm dạng lỏng, đồng nhất có qua xử lý tiệt trùng. - Không sử dụng chất bảo quản. - Màu trắng ngà, hương thơm đặc trưng của sữa, vị ngọt. - Có pH = 6,4 – 6,8; % khô = 15,8 ± 0,1; % béo = 3,2 PHẦN 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1. Thời vụ nguyên liệu: Bảng 4.1. Thời vụ nguyên liệu: Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sữa tươi nguyên liệu  X X X X X X x X X X  X X 4.2. Biểu đồ nhập nguyên liệu: Bảng 4.2. Biểu đồ nhập liệu: Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sữa tươi nguyên liệu  X X X X X X x X X X  X X Ghi chú: Tháng 7 nhà máy sẽ nghỉ nửa tháng để bảo dưỡng máy móc và 6 ngày nghỉ tết. 4.3. Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy: Sản xuất sản lượng 160 tấn/ngày. trong đó kế hoạch sản xuất theo tuần trong đó: 4 ngày sản xuất sữa có đường và 3 ngày sản xuất sữa không đường. Bảng 4.3. Biểu đồ kế hoạch sản xuất Tháng Số ngày sản xuất trong tháng Sữa tươi tiệt trùng có đường Sữa tươi tiệt trùng không đường Số ngày sản xuất trong tháng Số ca sản xuất trong tháng Số ngày sản xuất trong tháng Số ca sản xuất trong tháng 1 31 15 45 10 30 2 28 16 48 12 36 3 31 19 57 12 36 4 30 16 48 14 42 5 31 18 54 13 39 6 30 18 54 12 36 7 31 8 24 8 24 8 31 19 57 12 36 9 30 17 51 13 39 10 31 17 51 14 42 11 30 18 54 12 36 12 31 17 51 14 42 1 năm 365 594 438 Vậy một năm làm 1032 ca. 4.5. Tính cân bằng vật chất: Sản xuất sản lượng 160 tấn sản phẩm/ngày. Một ngày nhà máy sẽ sản xuất được 20 giờ, còn 4 h để vệ sinh thiết bị. 160 tấn sản phẩm sẽ được chia làm 20 mẻ. Lượng nguyên liệu sữa tươi là 160 tấn/ngày = 8 (tấn/mẻ) = 8 (tấn/h). Đổi sang thể tích: Áp dụng công thức: Trong đó: - là lượng sữa trước khi vào mỗi công đoạn. - là lượng sữa sau mỗi công đoạn. - là lượng sữa tiêu hao ở mỗi công đoạn. 4.5.1. Số liệu ban đầu: Sữa tươi tiệt trùng: yêu cầu về thành phẩm. +Chất khô của sữa: 12,5% (không kể sacharoza). + Chất béo: 3,2%. + Khối lượng riêng: 1,04 kg/l = 1.04.103 kg/m3. + Dung tích hộp: 180 ml/ hộp. 4.5.2. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường: Một ngày nhà máy sẽ sản xuất được 20 giờ, còn 4 h để vệ sinh thiết bị. 160 tấn sản phẩm sẽ được chia làm 20 mẻ. Lượng nguyên liệu sữa tươi là 160 tấn/ngày = 8 (tấn/mẻ) = 8 (tấn/h). Đổi sang thể tích: Áp dụng công thức: Trong đó: - là lượng sữa trước khi vào mỗi công đoạn. - là lượng sữa sau mỗi công đoạn. - là lượng sữa tiêu hao ở mỗi công đoạn. Lượng sữa trước khi chiết rót: Lượng sữa hao hụt ở công đoạn chiết rót là 1%. . 11. Lượng sữa trước khi tiệt trùng: Lượng sữa hao hụt ở công đoạn tiệt trùng là 0,2%. . 10. Lượng sữa trước khi đồng hóa là: Lượng sữa hao hụt ở công đoạn đồng hóa là 0,1%. . 9. Lượng sữa trước khi lọc: Lượng sữa hao hụt ở công đoạn lọc là 0,1%. . 8. Lượng dịch sữa trước công đoạn trộn là: Lượng sữa hao hụt ở công đoạn trộn là 0,1%. . Lượng sữa chuyển sang kg 7.808,98x1,04=8121,34 (kg/mẻ). Tính lượng đường cần thêm vào Đường có độ tinh khiết 99,9%: Theo quy tắc tam giác: Lượng đường thất thoát 0,5% ta có lượng đường cần là: (kg/mẻ). . Tính lượng chất ổn định thêm vào: - Lượng chất ổn định cần thêm vào là 0,065%: (kg/mẻ). - Khối lượng dịch sữa trước khi trộn là: 8.121,178 – 340,444 – 5,278 = 7.775,456 (kg/mẻ), Đổi sang thể tích: 7. lượng sữa trước công đoạn lưu trữ, gia nhiệt: Lượng sữa tiêu hao trong công đoạn này là 0,1%. 6. Lượng sữa trước khi thanh trùng: Lượng sữa tiêu hao trong công đoạn này là 0,1%. 5. Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 1: 4. Lượng sữa trước khi bài khí, gia nhiêt: 3. Lượng sữa trước khi ly tâm tách béo: M = 7.586,852 (l/mẻ). Dởi sang thể tích: 7.586,852 x 1,03 = 7.814,458 (kg/mẻ). X: lượng sữa tươi cần phải ly tâm tách béo (kg/mẻ). Y: lượng sữa tươi không ly tâm tách béo (kg/mẻ). Z: lượng sữa gầy thu được sau khi ly tâm tách béo (kg/mẻ). T: lượng cream thu được sau khi tách béo (kg/mẻ). X(chất béo) 3,9% Y(chất béo) 3,9% Z(chất béo) 0,05 % T(chất béo) 40 % Z + Y(chất béo) 3,2% M(chất béo) 3,9% Sơ đồ ly tâm tách béo: Theo phương trình cân bằng vật chất ta có: X + Y = Z + T + Y = M Theo công thức đường chéo Peason: Với lượng sữa ly tâm tách béo Với lượng sữa phối trộn theo yêu cầu sản phẩm (Z) 0,05 36,1 (Z) 0,05 0,7 3,9 3,2 (T) 40 3,85 (Y) 3,9 3,15 Như vậy ta có: và Giải hệ phương trình sau: Z/T = 9,38 Kết quả: Z = 1.382,737 (kg/mẻ). Z/Y = 0,22 T = 147,402 (kg/mẻ). Z + T + Y = 7.814,458 Y = 6.284,7 ((kg/mẻ). - Lượng sữa tươi không ly tâm tách béo là: Y = 6.284,7 (kg/mẻ). - Lượng sữa tươi cần ly tâm tách béo là: X = Z + T = 1.530,039 (kg/mẻ). - Lượng cream thu được sau khi ly tâm là: T =147,402 (kg/mẻ). - Lượng sữa gầy thu được sau khi ly tâm là: Z = 1.382,737 (l/mẻ). - Lượng sữa tươi sau khi tiêu chuẩn hoá về hàm lượng chất béo 3,2% là: Z + Y = 7.667,337 (kg/mẻ). Đổi sang thể tích là: (l/mẻ). 2. Lượng sữa trước khi làm lạnh: 1. Lượng sữa trước khi lọc tách khí: Tính số hộp cho sản phẩm sữa có đường một mẻ: Lượng sữa trong công đoạn rót hộp là 7.770(l/mẻ). Sữa được rót vào hộp có thể tích 180ml. Vậy số hộp là: (hộp). Trong quá trình rót hộp tỉ lệ hao hụt là 1%. Ta có số hộp thực tế là: (hộp). 4.5.3. Tính cân bằng vật chất cho sữa tươi tiệt trùng không đường: 8b. Lượng dịch sữa trước công đoạn trộn là: Lượng sữa sau phối trộn là: 7.808,825(l/mẻ). Tính lượng chất ổn định thêm vào: Lượng chất ổn định cần thêm vào là 0.065%: 0.065%× 8121,178 = 5,278(kg/mẻ). Khối lượng dịch sữa trước khi trộn là: 8.121,178 – 5,278= 8.115,9 (kg/mẻ). Đổi sang thể tích: 7b. Lượng sữa trước công đoạn lưu trữ. gia nhiệt: Lượng sữa hao hụt trong công đoạn lưu trữ gia nhiệt là 0,1%. 6b. Lượng sữa trước khi thanh trùng: Lượng sữa hao hụt trong công đoạn thanh trùng là 0,1%. 5b. Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 1: Lượng sữa hao hụt trong công đoạn đồng hóa là 0,1%. 4b. Lượng sữa trước khi bài khí, gia nhiêt: Lượng sữa hao hụt trong công đoạn bài khí, gia nhiệt là 0,1%. 3b. Lượng sữa trước khi ly tâm tách béo: M = 7919,038 (l/mẻ)=8.156,609(kg/mẻ). X: lượng sữa tươi cần phải ly tâm tách béo (kg/mẻ). Y: lượng sữa tươi không ly tâm tách béo (kg/mẻ). Z: lượng sữa gầy thu được sau khi ly tâm tách béo (kg/mẻ). T: lượng cream thu được sau khi tách béo (kg/mẻ). Sơ đồ ly tâm tách béo: X(chất béo) 3,9% Y(chất béo) 3,9% Z(chất béo) 0,05 % T(chất béo) 40 % Z + Y(chất béo) 3,2% M(chất béo) 3,9% Theo phương trình cân bằng vật chất ta có: X + Y = Z + T + Y = M Theo công thức đường chéo Peason: Với lượng sữa ly tâm tách béo Với lượng sữa phối trộn theo yêu cầu sản phẩm Z 0,05 36,1 Z 0,05 0,7 3,9 3,2 T 40 3.85 Y 3,9 3,15 Như vậy ta có và Giải hệ phương trình sau: Z/T = 9,38 Kết quả: Z = 1.443,120(kg/mẻ). Z/Y = 0,22 T = 153,637 (kg/mẻ). Z + T + Y = 8.156,609 Y = 6.559,637 (kg/mẻ). - Lượng sữa tươi không ly tâm tách béo là: Y = 6559,637 (kg/mẻ). - Lượng sữa tươi cần ly tâm tách béo là: X = Z + T = 1.596,97 (kg/mẻ). - Lượng cream thu được sau khi ly tâm là: T = 153,637 (kg/mẻ). - Lượng sữa gầy thu được sau khi ly tâm là: Z = 1.443,120(kg/mẻ). - Lượng sữa tươi sau khi tiêu chuẩn hoá về hàm lượng chất béo 3.2% là: Z + Y =8.002,757 (kg/mẻ). 2b. Lượng sữa trước khi làm lạnh: 1b. Lượng sữa trước khi lọc, tách khí: Tính số hộp cho sữa tươi tiệt trùng không đường: Lượng sữa trong công đoạn rót hộp là 7.770(l/mẻ). Sữa được rót vào hộp có thể tích 180ml. Vậy số hộp là: (hộp). Trong quá trình rót hộp tỉ lệ hao hụt là 1%. Ta có số hộp thực tế là: (hộp). Tính số hộp sữa tươi tiệt trùng rót được trong một ngày: - Sữa được rót vào hộp giấy 180 ml trong đó thể tích thực của sữa là 180 ml. - Số thùng carton cần dùng là: Mỗi ngày số lượng thùng là Bảng 4.4. Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường: STT Nguyên vật liệu và bán thành phẩm qua các công đoạn Tiêu hao (%) l/mẻ l/ngày 1 Lọc, tách khí 0,2 7.466,400 149.328,000 2 Làm lạnh 0,1 7.451,467 149.029,340 3 Ly tâm tách béo 0,1 7.440,016 148.800,320 4 Gia nhiệt, bài khí 0,1 7.586,852 151.737,040 5 Đồng hóa 0,1 7.571,678 151.433,560 6 Thanh trùng 0,1 7.564,107 151.282,140 7 Lưu trữ, gia nhiệt 0,1 7.556,542 151.130,840 8 Lượng sữa sau phối trộn 0,1 7.808,980 156.179,600 Lượng đường 0,5 340,444 6.808,880 Phụ gia 5,278 105,560 Lượng sữa trước phối trộn 7.548,986 150.979,720 9 Lọc, trữ đệm 0,2 7.801,173 156.023,460 10 Đồng hóa 0,1 7.793,372 155.867,440 11 Tiệt trùng UHT 0,1 7.785,578 155.711,560 12 Chiết rót 1 7.770,000 155.400,000 13 Số hộp 1 43.603,000 872.060,000 Bảng 4.5. Bảng tổng kết tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng không đường: STT Nguyên vật liệu và bán thành phẩm qua các công đoạn Tiêu hao (%) l/mẻ l/ngày 1 Lọc, tách khí 0,2 7.793,029 155.860,580 2 Làm lạnh 0,1 7.777,443 155.548,860 3 Ly tâm tách béo 0,1 7.769,666 155.393,320 4 Gia nhiệt, bài khí 0,1 7.919,038 158.380,760 5 Đồng hóa 0,1 7.903,200 158.064,000 6 Thanh trùng 0,1 7.895,297 157.905,940 7 Lưu trữ, gia nhiệt 0,1 7.887,401 157.748,020 8 Lượng sữa sau phối trộn 0,1 7.808,980 156.179,600 Phụ gia 5,278 105,560 Lượng sữa trước phối trộn 7.879,514 157.590,280 9 Lọc, trữ đệm 0,2 7.801,173 156.023,460 10 Đồng hóa 0,1 7.793,372 155.867,440 11 Tiệt trùng UHT 0,1 7.785,578 155.711,560 12 Chiết rót 1 7.770,000 155.400,000 13 Số hộp 1 43.603,000 87.2060,000 Ghi chú: Khối lượng của đường và phụ gia được tính bằng (kg/mẻ). Lượng sữa cho 1 ngày là 155.860,580 (l/ngày). PHẦN 5: TÍNH VÀ CHỌN MÁY MÓC THIẾT BỊ Xe bồn: Chọn xe bồn chứa được 10 (tấn) sữa tươi nguyên liệu: Lượng sữa cần cho một mẻ chở là: 7.793,029 (l/mẻ). Đổi sang thể tích: (kg/mẻ). Tính số xe là: Vậy chọn 2 để chở sữa luôn phiên, 1 xe đi lấy sữa, 1 xe chở sữa về. Thiết bị thu nhận sữa tươi: - Chọn cụm thiết bị thu nhận sữa có mã hiệu M42 – 2193 của Tetra Pak. - Cụm thiết bị bao gồm có bồn khử khí, bơm, bộ lọc, đồng hồ đo lưu lượng. - Các thông số kỹ thuật như sau: - Năng suất 1 bơm : 8.000 lít/h. - Công suất thiết bị: 7,5 KW/h. - Sai số đồng hồ đo : ± 0.1%. Các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm bằng - Nhiệt độ làm việc tối đa : 100oC - Công dụng: để tiếp nhận. đo lường lượng sữa được giao từ các xe bồn. - Nguyên lý vận hành: Hệ thống được điều khiển tự động nhờ bộ điều khiển. Hệ thống được lắp đặt trên cùng mặt phẳng với nơi các xe bồn đến giao sữa. tạo ra một đầu hút dương trước bộ khử khí, sữa đi vào bộ khử khí nhờ trọng lực. Không khí được loại trừ một cách hữu hiệu nhờ chân không và kết quả là việc đo lường được chính xác và chất lượng sữa được cải thiện. Việc vận hành của bơm chân không. bộ xả khí và lưu lượng của sữa được điều khiển theo mức trong bộ khử khí. Sau khi nạp. lượng sữa đã đo lường được đọc và ghi vào hệ thống. Lượng sữa từ xe bồn là 7.793,029 (l/mẻ). Vậy số thiết bị là: . Vậy chọn 1 cụm thiết bị tiếp nhận sữa. Thiết bị làm lạnh sau tiếp nhận: Chọn thiết bị làm lạnh nhanh kiểu Alpha- Laval Năng suất 8.000 (l/h). Công suất thiết bị: 7,5 KW/h. Tiêu thụ năng lượng: nước lạnh 2 oC, 3 bar, 8 000 lít/h - Công dụng: làm lạnh sữa nguyên liệu đầu vào từ 12oC xuống 4oC. - Nguyên lý hoạt động: thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Kích thước 200x500x900 (mm). Khối lượng sữa chuyển vào thiết bị làm lanh lần lọc là 6 lần. Số lượng thiết bị là . Vậy số lượng thiết bị là 1 cái. Bồn tạm chứa: Bồn tạm chứa có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, vỏ thùng được làm bằng thép không gĩ, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, phía trên thùng là động cơ được gắn với cánh khuấy nằm ở sát đáy. Công suất thiết bị: 5 KW/h. * Tính kích thước thùng: Gọi D là đường kính của thân hình trụ. Ht là chiều cao của thân hình trụ. h là chiều cao của thân hình chỏm cầu. Chiều cao toàn thiết bị là H: H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên. Vnón là thể tích thân hình hình nón. Vtb =Vtrụ + 2x Vnón = + Chọn: Ht = 1,3D. h = 0,3D. Chiều cao toàn thiết bị là H0: Vậy H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Thì Vtb = + Vtb = 0,375. p.D3 (1). Chọn thùng có thể tích 10.000 (l). Từ công thức (1) ta có: D = 2,039 (m) D H Ht h D Ta tính được kích thước của thùng: Ht = 1,3xD = 2,650(m). h = 0,3xD = 0,611(m). H = 1,9xD = 3,874(m). - Lượng dịch sữa cần chứa sau làm lạnh là: 7.777,443 - Chọn hệ số chứa đầy là 0,85. Vì đây là thiết bị hoạt động gián đoạn nên chọn 2 bồn để đảm bảo sản xuất và vệ sinh. Bồn cân bằng cho thiết bị ly tâm: Đây là bồn chứa sữa từ thiết bị gia nhiệt trước ly tâm sang thiết bị ly tâm. Bồn chỉ chứa trong 1 thời gian ngắn nên thể tích 1.000 (l) là đảm bảo. Công suất thiết bị: 2,2 KW/h. Chọn 1 bồn cân bằng có thể tích 1.000 (l). Kích thước bồn: 940x1500 mm. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm: Chọn thiết bị trao đổi nhiệt 3 ngăn ngăn chứa nước nóng. ngăn chứa nước lạnh. ngăn chứa sữa. - Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu tấm bản MS 10 của Tetra Pak: Năng suất: 8.000 lít. Công suất 7 KW/h. Chiều dày tấm: 0,5 mm Kích thước: 1 928 ´ 520 ´ 1 420 mm Nhiệt độ làm việc: 0 – 130 oC Áp suất làm việc tối đa: 6 bar - Công dụng: gia nhiệt cho sữa tươi dùng trong chế biến bằng hơi nước. Lượng sữa đi qua thiết bị là: 7.919,038 (l/mẻ). Số thiết cần là: Vậy chọn 1 thiết bị. Thiết bị ly tâm: - Chọn thiết bị ly tâm làm sạch Tetra Centri D407 SGP của hãng Tetra Pak Thụy Điển: Năng suất: 8.000 lít/h Kích thước của thiết bị là 1200x800x1500 mm Motor: 11 kW/h, dòng điện xoay chiều 3 pha – 60 Hz, 400 V . - Công dụng: làm sạch toàn bộ lượng sữa nguyên liệu trước khi đưa đi sản xuất Lượng sữa trước khi vào ly tâm là: 7.769,666 (l/mẻ). Số thiết bị cần là: Vậy chọn 1 thiết bị Bồn cân trung gian và bồn chứa Cream: Bồn cân bằng trung gian có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, vỏ thùng được làm bằng thép không gĩ, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, phía trên thùng là động cơ được gắn với cánh khuấy nằm ở sát đáy. Công suất thiết bị: 3,9 KW/h. * Tính kích thước thùng: Gọi D là đường kính của thân hình trụ. Ht là chiều cao của thân hình trụ. h là chiều cao của thân hình chỏm cầu. Chiều cao toàn thiết bị là H: H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên. Vnón là thể tích thân hình hình nón. Vtb =Vtrụ + 2x Vnón = + Chọn: Ht = 1,3D. h = 0,3D. Chiều cao toàn thiết bị là H0: Vậy H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D. Thì Vtb = + Vtb = 0,375. p.D3 (1). Chọn thùng có thể tích 4.000 (l). Từ công thức (1) ta có: D = 1,503 (m). D H Ht h D Ta tính được kích thước của thùng: Ht = 1,3xD = 1,953(m). h = 0,3xD = 0,4509(m). H = 1,9xD = 2,855(m). Đây là bồn chứa chuyển sữa từ thiết bị ly tâm sang thiết bị gia nhiệt, bồn chỉ chứa tạm thời trong 1 thời gian ngắn nên 4.000 (l) là đảm bảo. Chọn 2 bồn: 1 bồn trung gian và 1 bồn chứa cream có thể tích 4000 (l). Thiết bị gia nhiệt: Chọn thiết bị gia nhiệt có năng suất 8.000 (l/h). Thiết bị gia nhiệt kiểu tấm bản có nhiều tấm Nhiệt độ 65 – 70 0C. Kích thước của thiết bị là: 500x2400x2000 Lượng sữa cần gia nhiệt trong công đoạn này là: 7.719,038 (l/mẻ). Vậy số thiết bị cần là: Vậy chọn 1 thiết bị. Thiết bị bài khí: Chọn thiết bị bài khí bằng Dearator có năng suất 8.000 (l/h). Công suất 5,5 KW/h. Lượng sữa cần bài khí là: 7.719,038 (l/mẻ). Số lượng thiết bị cần là: Vậy chọn 1 thiết bị. Thiết bị thống đồng hóa: Chọn thiết bị đồng hóa có năng suất 8.000 (l/h). Chọn thiết bị đồng hóa 2 cấp. Áp lực 200 bar. Lượng sữa trong công đoạn đồng hóa đổi sang thể tích là: 7.903,2 (l/mẻ) Số lượng thiết bị cần là: Vậy ta chọn 1 thiết bị. Thiết bị thanh trùng: Chọn thiết bi thanh trùng có năng suất 8.000 (l/h). Lượng sữa trong công đoạn thanh trùng là: 7.895,297 (l/mẻ). Số lượng thiết bị là: Vậy chọn 1 thiết bị. Công suất hệ thống thanh trùng: 16 KW/h. Bồn chứa sau thanh trùng: Bồn chứa sau thanh trùng có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, vỏ thùng được làm bằng thép không gĩ, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, phía trên thùng là động cơ được gắn với cánh khuấy nằm ở sát đáy. Công suất thiết bị: 5 KW/h. Tính kích thước thùng: Gọi D là đường kính của thân hình trụ. Ht là chiều cao của thân hình trụ h là chiều cao của thân hình chỏm cầu Chiều cao toàn thiết bị là H. Ta có: H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên. Vnón là thể tích thân hình hình nón Vtb =Vtrụ + 2x Vnón = + Chọn: Ht = 1,3D h = 0,3D Chiều cao toàn thiết bị là H0 Vậy H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Thì Vtb = + Vtb = 0,375. p.D3 (1). Chọn thùng có thể tích 10.000 (l). Từ công thức (1) ta có: D = 2,039 (m) D H Ht h D Ta tính được kích thước của thùng: Ht = 1,3xD = 2,650(m) h = 0,3xD = 0,611(m) H = 1,9xD = 3,874(m) - Lượng dịch sữa cần chứa sau thanh trùng là: 7.895,297 (l/mẻ). - Chọn hệ số chứa đầy là 0,85 Vì đây là thiết bị hoạt động gián đoạn nên chọn 2 bồn để đảm bảo sản xuất và vệ sinh. Thiết bị gia nhiệt trước khi trộn: Chọn thiết bị gia nhiệt dạng tấm Năng suất 8000 (l/h). Công suất thiết bị: 10,5 KW/h. Nhiệt độ gia nhiệt: 65 – 70 0C Lượng sữa trước khi gia nhiệt: 7.887,401 (l/mẻ). Số lượng thiết bị: . Vậy chọn 1 thiết bị. Thiết bị phối trộn có cánh khuấy: - Chọn bộ phối trộn Tetra Almix 10 do Thụy Điển sản xuất - Đặc tính kỹ thuật: Công suất: 8 000 lít/giờ Kích thước: 180 x 900 x 1400 mm Các cơ phận tiếp xúc với sản phẩm được làm bằng thép không gỉ Nguồn điện cung cấp: 11,5 kW/h, điện 3 pha ´ 380V, 50 Hz. - Công dụng: Sử dụng bơm tuần hoàn để trộn các nguyên liệu như đường. chất ổn định. hương với sữa tươi nguyên liệu. Lượng sữa trước công đoạn trộn là: 7.808,98(l/mẻ). Số thiết bị phối trộn là: Vậy chọn 1 thiết bị. Bồn trộn: Bồn trộn có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, vỏ thùng được làm bằng thép không gĩ, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, phía trên thùng là động cơ được gắn với cánh khuấy nằm ở sát đáy. Công suất thiết bị: 5 KW/h. Tính kích thước thùng: Gọi D là đường kính của thân hình trụ. Ht là chiều cao của thân hình trụ. h là chiều cao của thân hình chỏm cầu. Chiều cao toàn thiết bị là H. Ta có: H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên. Vnón là thể tích thân hình hình nón. Vtb =Vtrụ + 2x Vnón = + Chọn: Ht = 1,3D h = 0,3D Chiều cao toàn thiết bị là H0 Vậy H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Thì Vtb = + Vtb = 0,375. p.D3 (1). Chọn thùng có thể tích 10.000 (l). Từ công thức (1) ta có: D = 2,039 (m). D H Ht h D Ta tính được kích thước của thùng: Ht = 1,3xD = 2,650(m). h = 0,3xD = 0,611(m). H = 1,9xD = 3,874(m). - Lượng dịch sữa cần chứa sau trộn là: 7.808,98 (l/mẻ). - Chọn hệ số chứa đầy là 0,8. Vì đây là thiết bị hoạt động gián đoạn nên chọn 2 bồn để đảm bảo sản xuất và vệ sinh. Bồn chứa sau trộn: Đây là bồn chứa sau trộn, để đảm bảo sản xuất chọn 1 bồn có thể tích gấp đôi với 2 bồn trộn. Chọn bồn trộn có thể tích 20.000 (lít). Bồn chứa sau trộn có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, vỏ thùng được làm bằng thép không gĩ, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, phía trên thùng là động cơ được gắn với cánh khuấy nằm ở sát đáy. Công suất thiết bị: 5KW/h Tính kích thước thùng: Gọi D là đường kính của thân hình trụ. Ht là chiều cao của thân hình trụ. h là chiều cao của thân hình chỏm cầu. Chiều cao toàn thiết bị là H. Ta có: H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên. Vnón là thể tích thân hình hình nón. Vtb =Vtrụ + 2x Vnón = + Chọn: Ht = 1,3D h = 0,3D Chiều cao toàn thiết bị là H0 Vậy H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Thì Vtb = + Vtb = 0,375. p.D3 (1). Chọn thùng có thể tích 20.000 (l). Từ công thức (1) ta có: D = 2,57 (m). D H Ht h D Ta tính được kích thước của thùng: Ht = 1,3xD = 3,341 (m). h = 0,3xD = 0,771 (m). H = 1,9xD = 4,883 (m). - Lượng dịch sữa cần chứa sau trộn là: 7.808,98 (l/mẻ). Thùng có thể chứa trong 2 mẻ sản xuất liên tục. - Chọn hệ số chứa đầy là 0,85. Chọn 1 bồn chứa. Hệ thống làm lạnh sau trộn: Chọn thiết bị làm lạnh nhanh kiểu Alpha- Laval. Năng suất 8.000 (l/h). Công suất tiêu thụ 12,5 KW/h. Tiêu thụ năng lượng: nước lạnh 2 oC, 3 bar, 8.000 lít/h. - Công dụng: làm lạnh sữa nguyên liệu đầu vào từ 12oC xuống 4oC. - Nguyên lý hoạt động: thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm. Kích thước 200x500x900 (mm). Số lượng thiết bị là . Chọn 1 thiết bị. Thiết bị lọc khi bơm sang thiết bị UHT: Lượng sữa trước khi lọc sang thiết bị UHT là: 7.801,173 (l/h). Công suất thiết bị: 6,6 KW/h. Chọn 1 thiết bị lọc khung bản có năng suất 8.000 (l/mẻ). Kích thước 1600x800x1000. Số lượng thiết bị là Vậy chọn 1 thiết bị. Thiết bị đồng hóa lần 2: Chọn thiết bị đồng hóa 2 cấp. Năng suất của thiết bị là 8.000 (l/h). Áp lực 200 bar. Lượng sữa trong công đoạn là: 7.793,372 (l/mẻ). Số lượng thiết bị là: Chọn 1 thiết bị đồng hóa. Hệ thống UHT: Chọn hệ thống tiệt trùng Tetra Therm Aseptic Flex của Thụy Điển có các đặc tính kỹ thuật sau: Công suất: 8.000 l/h. Công suất thiết bị: 16 KW/h. Nhiệt độ tiệt trùng UHT: 1404 oC Thời gian lưu nhiệt sữa: 4 giây. Kích thước: 7.000 ´ 3.000 ´ 2.000 mm. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống trùm (có khoang thu hồi nhiệt với tác nhân trao đổi nhiệt là sản phẩm với sản phẩm). Công dụng: hệ thống tiệt trùng TA Flex là hệ thống UHT được sử dụng cho các thực phẩm dạng lỏng trong điều kiện vô trùng để sản phẩm có thể được lưu trữ và phân phối trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Tính toán: Lượng sữa trước công đoạn thanh trùng là 7785.578 (l/mẻ). Vậy số thiết bị là Vậy chọn 1 thiết bị. Bồn chứa sau UHT: Lượng sữa sau UHT là 7785.78 (l/mẻ). Chọn bồn chứa sau UHT có thể tích 20.000 (lít). Bồn chứa sau trộn có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, vỏ thùng được làm bằng thép không gĩ, bên trong thùng có gắn các tấm kim loại có tác dụng là khuấy đảo, phía trên thùng là động cơ được gắn với cánh khuấy nằm ở sát đáy. Công suất thiết bị: 7,5 KW/h. Tính kích thước thùng: Gọi D là đường kính của thân hình trụ. Ht là chiều cao của thân hình trụ. h là chiều cao của thân hình chỏm cầu. Chiều cao toàn thiết bị là H. Ta có: H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D Gọi Vtb là thể tích của thùng hoàn nguyên. Vnón là thể tích thân hình hình nón. Vtb =Vtrụ + 2x Vnón = + Chọn: Ht = 1,3D. h = 0,3D. Chiều cao toàn thiết bị là H0. Vậy H = Ht + 2x h = 1,3D +2x 0,3D = 1,9D. Thì Vtb = +. Vtb = 0,375. p.D3 (1). Thùng có thể tích 20.000 (l). Từ công thức (1) ta có: D = 2,57 (m). D H Ht h D Ta tính được kích thước của thùng: Ht = 1,3xD = 3,341 (m). h = 0,3xD = 0,771 (m). H = 1,9xD = 4,883 (m). - Lượng dịch sữa cần chứa sau làm khi tiệt trùng UHT là: 7.785,578 (l/mẻ). Thùng có thể chứa trong 2 mẻ sản xuất liên tục. - Chọn hệ số chứa đầy là 0,85 Chọn 1 bồn chứa. Máy rót TetraPak A3 Speed: Chọn máy rót có năng suất 24000 (hộp/ h). Công suất thiết bị: 11 KW/h. Loại máy A3 speed. Lượng sữa trong công đoạn rót là: 7770 (l/mẻ). Sữa được rót vào hộp có thể tích 180ml. Vậy số hộp là: (hộp). Trong một mẻ số hộp là: Số thiết bị là: Vậy chọn 2 máy rót để đảm bảo công suất. Hệ thống hoàn thiện sản phẩm: Bao gồm có các thiết bị: bao gói, màng co, gắn ống hút, đóng thùng. Chọn hệ thống hoàn thiện sản phẩm với năng suất 8000 (l/h). Công suất tiêu thụ 29 KW/h. Bảng 5.1: Máy và các thiết bị trong sản xuất  STT Tên thiết bị Năng suất (l/h). Số lượng 1 Xe bồn 9.708,737 2 2 Tiếp nhận sữa tươi 8.000 1 3 Thiết bị làm lạnh sau tiếp nhận. 8.000 1 4 Bồn tạm chứa 10.000 2 5 Bồn cân bằng cho máy ly tâm 1.000 1 6 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm 8.000 1 7 Thiết bị ly tâm 8.000 1 8 Bồn chứa sau ly tâm 4.000 1 9 Bồn chứa cream 4000 1 10 Thiết bị đồng hóa lần 1 8.000 1 11 Hệ thống máy thanh trùng 8.000 1 12 Thiết bị tách khí 8.000 1 13 Bồn chứa sữa sau thanh trùng 10.000 2 14 Hệ thống gia nhiệt trước khi phối trộn 8.000 1 15 Thiết bị phối trộn 8.000 1 16 Bồn trộn 10.000 2 17 Hệ thống làm lạnh sau trộn 8.000 1 18 Bồn chứa sau phối trộn 20.000 1 19 Thiết bị lọc khi bơm sang UHT 8.000 1 20 Hệ thống UHT 8.000 1 21 Bồn chứa sau UHT 20.000 1 22 Máy chiết rót A3 Speed 8.000 2 23 Hệ thống máy bao gói (máy bắn ống hút, đóng màng co, đóng thùng, indate) 8.000 1 PHẦN 6: TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG 6.1. TÍNH TỔ CHỨC: 6.1.1. Sơ đồ tổ chức: Sơ đồ 6.1. Sơ đồ tổ chức nhà máy 6.1.2. Tính nhân lực: Nhân lực làm việc gián tiếp: - Giám đốc: 1 người - Phó giám đốc sản xuất: 1 người - Phó giám đốc kĩ thuật: 1 người - Phó giám đốc kinh tế: 1 người - Phòng động lực: 2 người - Phòng kinh doanh: 3 người - Phòng cung ứng: 2 người - Phòng bảo trì: 2 người - Phòng xây dựng, IT: 3 người - Phòng y tế: 2 người - Phòng QA: 5 người - Phòng kế toán: 4 người - Phòng hành chính: 3 người - Phòng công đoàn: 1 người - Vệ sinh.giặt là: 2 người - Lái xe: 2 người - Nhà ăn: 4 người Tổng số: 39 người. Nhân lực làm việc trực tiếp: Bảng 6.1. Nhân lực làm việc trực tiếp. STT Nhiệm vụ Số người/ca Số người/ ngày 1 Lái xe, phụ xe mua nguyên liệu 6 6 2 Tiếp nhận nguyên liệu.làm lạnh ly tâm 1 3 3 Thanh trùng 1 3 4 Phối trộn 3 9 5 Tiệt trùng UHT 1 3 6 Chiết rót 2 6 7 Hoàn thiện sản phẩm 5 15 8 Trưởng ca 1 3 9 Tổ trưởng 1 3 10 CIP 1 3 11 Người đốt than 1 3 12 Xử lí nước thải 1 3 13 Xử lí nước cấp 1 3 14 Trạm biến áp 1 3 15 Vận chuyện sản phẩm qua kho 2 6 16 Kho lạnh 1 3 17 Thống kê 2 6 18 Phòng QA 4 12 19 Thủ kho 1 3 20 Kho thành phẩm 1 1 21 Bảo trì 4 12 22 Bảo vệ 2 6 Tổng 113 - Tổng nhân lực của nhà máy: 39+113=152 (người). - Vậy số nhân lực đông nhất trong 1ca là: 39+38 = 77(người). 6.2. Tính xây dựng: 6.2.1. Phân xưởng sản xuất chính. Chọn phân xưởng sản xuất dạng chữ i có kích thước: - Chiều dài: 100 (m). - Chiều rộng: 25 (m). - Chiều cao: 8 (m). Đặc điểm nhà: Nhà bêtông cốt thép, 1 tầng, cột 400 x 600 (mm) chịu lực, tường bao che, tường dày 200 (mm), nhà có nhiều cửa ra vào vận chuyển nguyên liệu, sản phẩm và cho công nhân đi lai, nhà có nhiều cửa sổ để thông gió và chiều sáng. Nền có cấu trúc: + Lớp gạch chiu axit : 100 (mm) + Lớp bê tông chịu lực : 300 (mm) + Lớp cát đệm : 200 (mm) + Lớp đất nện chặt cuối cùng. Mái có cấu trúc: + Giàn tam giác trực tiếp lên dầm bê tông làm theo kết cấu mạng chịu lực. + Panel mái dày : 300 (mm). + Lớp bêtông dày : 40 (mm). + Lớp gạch chiệu nhiệt dày: 70 (mm). 6.2.2. Phòng thường trực bảo vệ: 2 cái ở 2 cổng chính vào của nhà máy và cổng phụ gần kho thành phẩm phía sau nhà máy. Chọn nhà có kích thước: Dài x rộng x cao: 4 x 3 x 4 (m) 6.2.3. Khu hành chính: Xây dựng nhà 2 tầng có kích thước: m). - Tầng 1: (m). - Tầng 2: (m). 6.2.4. Nhà ăn: - Tiêu chuẩn xây dựng nhà ăn 2m2 cho mỗi người ăn. - Diện tích các phòng được tính tối thiểu cho 2/3 số người của ca đông nhất: - Diện tích nhà ăn tối thiểu: . - Chọn diện tích nhà ăn: . 6.2.5. Nhà vệ sinh. phòng giặt là. phòng phát áo quần - bảo hộ lao động (phòng sinh hoạt vệ sinh): Nhà được bố trí ở cuối hướng gió và được chia ngăn ra nhiều phòng dành cho nam và cho nữ: phòng vệ sinh nam, hòng tắm nam, phòng để và thay áo quần nam, phòng vệ sinh nữ, phòng tắm nữ, phòng để và thay ao quần nữ, phòng giặt là, phòng phát áo quần và bảo hộ lao động. - 60% nhân lực của ca đông nhất: 0,6x77 = 46 (người). - Trong nhà máy sữa thường nam chiếm tỉ lệ 50%, nữ chiếm 50 %: Nam: người. Nữ: người. Các phòng dành riêng cho nam: Phòng thay áo quần: chọn 0,2 m2 /người. Diện tích: . Nhà tắm: chọn 8 người/ vòi tắm. Số lượng: 23/8 = 3 phòng, kích thước mỗi phòng (m). Tổng diên tích: . Phòng vệ sinh: chọn 4 phòng. kích thước mỗi phòng . Tổng diện tích: . Các phòng dành riêng cho nữ: Phòng thay áo quần: chọn 0,2 m2 /người. Vậy diện tích: . Nhà tắm: chọn 8 người/ vòi tắm. Số lượng: 20/8=2 phòng, kích thước mỗi phòng . Tổng diên tích: . Phòng vệ sinh: chọn 4 phòng, kích thước mỗi phòng . Tổng diện tích: Phòng giặt là: Chọn kích thước phòng Diện tích phòng: (m2) Phòng phát áo quần và bảo hộ lao động: Chọn kích thước phòng . Diện tích phòng: 3x3 = 9 (m2). * Tổng diện tích nhà sinh hoạt vệ sinh: Diện tích lối đi chiếm 20%. Vậy diện tích nhà vệ sinh hoạt là: . Chọn kích thước nhà: . 6.2.6. Kho thành phẩm: Kho thành phẩm là nơi chứa sữa tươi có đường, không đường và chứa mẫu của quá trình sản xuất. Căn cứ vào năng suất của nhà máy và số ngày lưu kho của 2 mặt hàng. Tính và chọn diện tích cho kho. Kho chứa sữa tươi không đường và có đường: - Kho có kích thước đủ để chứa đựng sữa tươi trong 14 ngày. Hộp sữa tươi tiệt trùng được chứa trong thùng cacton, mỗi thùng có 40 hộp. Kích thước thùng carton là: 42x21x13 (cm). Hộp sẽ được xếp 3 thùng - Diện tích chiếm chỗ mỗi pallet là: m2. Mỗi Pallet chứa được 10 chồng mỗi chồng có 10 thùng. Vậy mỗi Pallet có 100 thùng. Có 40 hộp/thùng. Vậy 1 pallet chứa (hộp). Số pallet trong 1 ngày: Trong đó: - Số hộp/ ngày. - Số hộp trong pallet. - Lượng sữa sản xuất trong 1 ngày là: (hộp/ngày). Vậy số palett trong 1 ngày là: (pallet). Vậy số pallet trong 14 ngày: (pallet). Diện tích chiếm chỗ của pallet: Diện tích lối đi: chọn 20% F1: . Kho lưu mẫu là nơi chứa mẫu của quá tình sản xuất, thời gain lưu mẫu phụ thuộc vào mục đích kiểm tra, thời gian lưu mẫu tối đa là 6 tháng. Chọn diện tích kho lưu mẫu: Chọn kích thước tổng của kho: 3961,435+110= 4.071,435 (m2). Vậy kích thước tổng cộng của nhà kho cho 2 mặt hàng: 6.2.7. Kho nguyên vật liêu và bao bì: Kho là nơi chứa: đường bao bì, đường, phụ gia được ngăn bởi vách ngăn. (1). Khu chứa đường RE. - Xây dựng kho có kích thước tối thiểu chứa đủ lượng cung cấp cho sản xuất trong 30 ngày. - Lượng đường cần để sản xuất trong 1 ngày là: . - Đường được chứa trong bao 50kg, kích thước mỗi bao: 0,8 x 0,4 x 0,2 (m). Trong kho chứa, bao được đặt nằm ngang, các bao được chồng lên nhau thành từng chồng, mỗi chồng xếp 15 bao. - Chiều cao mỗi chồng là: 0,2 x 15 = 3 (m). - Diện tích mỗi bao nằm ngang là: 0,8 x 0,4 = 0,32 (m2). - Hệ số tính đến khoảng cách giữa các bao: a = 1,1. - Diện tích phần chứa đường là: F1 = . Diện tích đi lại trong kho chiếm 20% so với diện tích đường RE. Diện tích phụ gia chiếm 20% so với diện tích đường RE. Vậy tổng diện tích khu vực chứa đường: Chọn kích thước khu vực chứa đường: . (2). Kho bao bì: Bao bì gồm các cuộn giấy tetra pak và các bìa carton, các sợi dây strip, Bìa carton nằm ngang, có kích thước . - Kho có kích thước đủ để chứa thùng trong 30 ngày. Mỗi pallet chứa 8 chồng mỗi chòng có 20 thùng. Vậy 1 pallet chứa (thùng). - Diện tích chiếm chỗ mỗi pallet là: m2. Số pallet trong 1 ngày: Trong đó: - Số thùng/ ngày. - Số hộp trong pallet. - Số thùng trong 1 ngày: (thùng). Vậy số palett trong 1 ngày là: (pallet). Vậy số pallet trong 30 ngày: (pallet). Diện tích chiếm chỗ của pallet: Diện tích lối đi: chọn 20% F1: Diện tích của hộp giấy chiếm 10%. Diện tích của toàn kho: Vậy kích thước tổng cộng của nhà kho cho 2 mặt hàng: 6.2.8. Trạm biến áp: Trạm biến thế để hạ thế điện lưới đường cao thế xuống điện lưới hạ thế để nhà máy sử dụng.Vị trí trạm được đặt ở vị trí ít người qua lại. Kích thước trạm . 6.2.9. Khu xử lí nước thải: Đây là nơi gồm: Bể gom, bể lắng, bể UASB, bể điều hòa, bể bùn, nước thải và các hóa chất xử lí, các chất trợ lắng, lọc... Chọn kích thước: 6.2.10. Phân xưởng cơ điện: Phân xưởng cơ điện có nhiệm vụ sữa chữa các thiết bị máy móc trong nhà máy. đồng thời còn gia công chế tạo theo cải tiến kĩ thuật. phát huy sáng kiến mới. Chọn kích thước: 6.2.11. Kho nhiên liệu: Kho nhiên liệu được đặt gần lò hơi để lấy nhiên liệu đốt dễ dàng. Là nơi chứa dầu FO, DO,dầu nhờn,… Chọn kích thước: . 6.2.12. Nhà nồi hơi: Nhà nồi hơi được đặt gần phan xưởng sản xuất chính, kho nhiên liệu. Diện tích nhà phụ thuộc chủ yếu vào kích thước nồi hơi. Chọn kích thước: . 6.2.13. Nhà đặt máy phát điện: Diện tích nhà phụ thuộc chủ yếu vào kích thước máy phát điện. Chọn kích thước. 6.2.14. Lạnh trung tâm: Là nơi chứa máy lạnh phục vụ cho các quá trình sản xuất và khu nhà hành chính. Chọn kích thước: . 6.2.15. Khu cung cấp nước và xử lí nước: Chọn kích thướcgồm: Bể dự trữ nước: Được xây dưới đất và nhô lên mặt đất 0,5 m. Dung tích bể là 600 m3. Trạm bơm: Mục đích là lấy nước từ dưới lòng đất.qua khâu kiểm tra xử lí rồi đưa vào sử dụng Tại đây ta xây dựng bể lắng có dung tích 200 m3. Khu xử lí nước: để cung cấp nước đạt yêu cầu công nghệ cho sản xuất. Diện tích: . 6.2.16. Tháp nước: Nước ở đây là nước thủy cục để cung cấp cho sản xuất. Chọn tháp: + Độ cao chân tháp 14 m. + Đường kính của tháp là 4 m. + Chiều cao tháp nước 4 m. 6.2.17. Nhà để xe: Nhà để xe máy của cán bộ công nhân viên trong nhà máy. Kích thước: 6.2.18. Gara ô tô: Nơi chứa ô tô đưa đón công nhân, ô tô chở giám đốc nhà máy. Nhà xe chỉ chứa 2 xe. Chọn kích thước: 6.2.19. Nhà để xe chở hàng và xe bồn: Đây là nơi chứa 2 xe chở hàng và 2 xe bồn chở sữa tươi. Do xe bồn cao nên chọn nhà xe này có kích thước cao hơn. Chọn kích thước là: 6.2.20. Kho chứa hóa chất: Là nơi chứa hóa chất phục vụ cho các thí nghiệm, các hóa chất phục vụ cho vệ sinh thiết bị, tiệt trùng cho các thiết bị… Chọn kho có kích thước: Bảng 6.2: Tổng kết diện tích các công trình trong nhà máy. STT Tên công trình Kích thước (m) Diện tích (m2) 1 Phân xưởng sản xuất chính 2500 2 Phòng bảo vệ (2) 12 3 Khu hành chính 160 4 Nhà ăn 160 5 Khu vực kho thành phẩm 4080 6 Kho nguyên vật liệu 6000 7 Trạm biến áp 24 8 Khu xử lí nước thải 40 9 Phân xưởng cơ điện 54 10 Kho hóa chất.nhiên liệu (vật tư kĩ thuật) 48 11 Nhà nồi hơi 54 12 Nhà phát điện dự phòng 36 13 lạnh trung tâm 36 14 Khu cung cấp nước và xử lí nước 60 15 Đài nước 12 16 Nhà xe (2) 66 17 Nhà vệ sinh, giặt là, phát áo quần bảo hộ lao động 48 18 Gara ô tô 48 19 Nhà để xe bồn và chở hàng 105 20 Kho để hóa chất 24 Tổng diện tích các công trình 13.567 6.3. TÍNH KHU ĐẤT XÂY DỰNG NHÀ MÁY 6.3.1. Diện tích khu đất: Trong đó: Fkd: diện tích khu đất nhà máy. Fxd: tổng diện tích của công trình. Kxd: hệ số xây dựng. Đối với nhà máy thực phẩm Kxd = 30 – 40 %. Chọn Kxd = 35 %. 6.3.2. Tính hệ số sử dụng Ksd: Trong đó: Ksd: hệ số sử dụng, nó đánh giá chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tổng mặt bằng nhà máy . Fsd: diện tích sử dụng nhà máy . Fsd = Fcx + Fgt + Fxd . Trong đó: Fcx: diện tích trồng cây xanh . Fgt: diện tích đất giao thông . Fhl: diện tích hành lang . Fhl =0,2 . . . Vậy diện tích sử dụng là: . Chọn khu đất xây dựng có kích thước: 6.4. THUYẾT MINH TỔNG MẶT BẰNG NHÀ MÁY: - Nhà máy được xây dựng trên khu đất có tổng diện tích là: - Nhà máy có một cổng chính lớn và một cổng phụ vào từ đường quốc lộ cổng rộng 5m để thuận lợi cho việc ra vào của các xe lớn chở nguyên liệu vào nhà máy cũng như xe chở hàng từ nhà máy tới các nơi tiêu thụ. - Nhà bảo vệ được bố trí ngay cạnh lối vào nhà máy, đảm bảo kiểm soát được hết các hoạt động ra vào của nhà máy (xe cộ ra vào, cán bộ, công nhân viên đến làm và ra về…). - Khu nhà hành chính được bố trí nằm ở phần đầu của nhà máy, thuận lợi cho việc đi lại, cũng như yêu cầu công việc. - Phân xưởng sản xuất chính được bố trí ở giữa trung tâm của nhà máy đảm bảo khả năng liên kết, phối kết hợp với các bộ phận liên quan. - Kho nguyên liệu, kho vật tư, kho bao bì và kho thành phẩm được bố trí cạnh và sau phân xưởng sản xuất chính để đảm bảo thuận tiện cung cấp nguyên vật liệu cho sản xuất cũng như nhập thành phẩm về lưu kho. - Phân xưởng cơ điện được bố trí phía bên cạnh nhà máy để thuận tiện làm việc, đảm bảo thuận tiện sữa chữa và khắc phục kịp thời các sự cố của nhà máy. - Nhà vệ sinh, nhà tắm giặt được đặt trong phân xưởng sản xuất chính để thuận tiện, đáp ứng yêu cầu sản xuất. - Khu xử lý nước cấp được bố trí ở đầu nhà máy gần với khu sản xuất chính đảm bảo cấp nước cho sản xuất, đường ống cấp nước ngắn, giảm chi phí xây dựng. - Nhà để xe được bố trí ở phần đầu nhà máy thuận lợi cho việc đi lại, dễ quản lý, đảm bảo giữ gìn, bảo vệ xe. - Khu xử lý nước thải được bố trí ở xa các khu vực khác, cuối hướng gió, đảm bảo không gây ảnh hưởng đến vệ sinh chung của nhà máy. - Đường giao thông chính đi lại trong nhà máy phải đảm bảo đủ rộng cho các xe đi lại: + Đường ô tô ra vào nhà máy là đường 2 chiều, rộng từ 10 m. + Đường cách tường vào nhà sản xuất tối thiểu là 1,5m. - Các cây xanh trồng xung quanh nhà máy cách tường từ 1,5 – 5 m, cách đường ô tô từ 1 – 1,5 m, cách các đường ống nước và cổng 1,5 m, cách các dây điện ngầm từ 1,5 – 2 m. Chiều cao nhà phụ thuộc chiều cao tối đa của thiết bị, yêu cầu chiếu sáng và thông gió tự nhiên độ cao lắp ghép và phương tiện vận chuyển thiết bị trong phân xưởng. Do đó chọn chiều cao nhà 8 m. PHẦN 7: TÍNH ĐIỆN- HƠI- NƯỚC- LẠNH 7.1. TÍNH ĐIỆN: Điện dùng trong nhà máy bao gồm: + Điện chiếu sáng. + Điện dùng cho động lực. Yêu cầu điện dùng cho chiếu sáng: - Ánh sáng phải phân bố đều. không có bóng tối và không làm loá mắt. - Đảm bảo chất lượng của độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với công trình - Đảm bảo chất lượng quang thông. màu sắc ánh sáng và độ sáng tối thiểu. Yêu cầu điện dùng cho động lực: Công suất của các động cơ tại các phân xưởng phải phù hợp với yêu cầu của thiết bị trong dây chuyền. Nếu ta chọn hệ số dự trữ công suất quá nhỏ thì dễ gây quá tải khi làm việc. Ngược lại nếu chọn quá lớn thì sẽ tiêu thụ nhiều công suất đồng thời làm giảm hệ số công suất cosj do chạy non tải. 7.1.1. Điện dùng cho chiếu sáng: Ta có công thức tính như sau: Ptc = Þ Ptd = Ptc. Sp (W). Trong đó: + Ptd: Tổng công suất các đèn . W. + Ptc: Công suất chiếu sáng tiêu chuẩn trên một đơn vị diện tích. W/m2 + Sp: Diện tích của phòng m2. Nếu gọi Po: là công suất tiêu chuẩn của đèn. W Ta có số bóng đèn khi chưa làm tròn: Sau khi tính được số bóng đèn và làm tròn ta có được số bóng đèn dùng thực tế nc Tính công suất sử dụng thực tế theo công thức: Pcs = nc x Po Tính toán trong bảng sau: Bảng 7.1: Bảng tính công suất của các công trình. STT Tên công trình Diện tích. Sp (m2) Độ rọi (Lux) Pt W/m2 Ptd (W) Po (W) nc (cái) Pcs (W) 1 Phân xưởng sản xuất chính 2500 50 11,3 28250 200 141 28200 2 Phòng thường trực- bảo vệ (2 cái) 12 10 3,6 43,2 40 2 80 3 Nhà xe 2 bánh 160 10 3,6 576 40 14 560 4 Nhà vệ sinh,giặt là,phát áo quần 48 20 4 192 40 5 200 5 Nhà hành chính (2 tầng) 160 30 4 640 40 16 640 6 Nhà ăn 160 20 4 640 40 16 640 7 Kho thành phẩm 4080 40 7 28560 200 143 28600 8 Kho nguyên vật liệu 6000 40 7 42000 200 210 42000 9 Trạm biến áp 24 10 3,6 86,4 40 2 80 10 Khu xử lí nước thải 40 20 6 240 100 2 200 11 Phân xưởng cơ điện 54 20 6 324 40 8 320 12 Kho chứa nhiên liệu 48 10 3,6 172,8 40 4 160 13 Nhà nồi hơi 54 40 7 378 100 4 400 14 Nhà phát diện dự phòng 36 27 7 252 100 3 300 15 Khu lạnh trung tâm 36 20 7 252 100 3 300 16 Khu cung cấp và xử lí nước 60 10 3,6 216 100 2 200 17 Chiếu sáng các khu vực khác 20 6 0 100 9 900 18 Gara ô tô 48 10 3,6 172,8 40 4 160 19 Gara chứa xe bồn, xe chở hàng 105 10 3,6 378 40 9 360 20 Kho hóa chất 24 10 3,6 86,4 40 2 80 Tổng 104380 Công suất chiếu sáng thực tế là: 104,38W = 104,38 KW. Tính phụ tải chiếu sáng: P’cs = K1x Pcs (KW). Trong đó: K1: hệ số đồng bộ giữa các đèn có giá trị từ 0,9¸1, lấy K1 =1 Pcs: tổng công suất chiếu sáng P’cs = (KW) 7.1.2. Tính công suất động lực: Bảng 7.2: Thống kê điện tiêu thụ cho động lực. STT Tên thiết bị Số lượng Công suất tiêu thụ KW Tổng công suất 1 Tiếp nhận sữa tươi 1 7,5 7,5 2 Thiết bị làm lạnh từ xe bồn vào. 1 7,5 7,5 3 Bồn tạm chứa 2 5 10 4 Bồn cân bằng cho máy ly tâm 1 2,2 2,2 5 Thiết bi trao đổi nhiệt dạng tấm 1 7 7 6 Thiết bị ly tâm 1 11 11 7 Bồn chứa sau ly tâm 1 3,9 3,9 8 Hệ thống máy thanh trùng 1 16 16 9 Thiết bị tách khí 1 5,5 5,5 10 Bồn chứa sữa sau thanh trùng 2 5 10 11 Hệ thống gia nhiệt trước khi phối trộn 1 10,5 10,5 12 Thiết bị phối trộn 1 11,5 11,5 13 Bồn chứa cream 1 3,9 3,9 14 Bồn trộn 2 5 10 15 Hệ thống làm lạnh sau trộn 1 12,5 12,5 16 Bồn chứa sau phối trộn 1 5 5 17 Thiết bị lọc khi bơm sang UHT 1 6,6 6,6 18 Hệ thống UHT 1 16 16 19 Bồn chứa sau UHT 1 7,5 7,5 20 Máy chiết A3 speed 2 11 22 21 Hệ thống máy bao gói (máy bắn ống hút, đóng màng co, đóng thùng, indate) 1 29 29 22 Bơm HPT 6 1 6 23 Bơm ly tâm 8 2 16 Tổng 237,1 Tổng công suất điện cho động lực: Pđl = 237,1 (KW). Phụ tải điện năng cho động lực: P’đl = Pđl x Kđl (KW). Với Kđl: Hệ số động lực phụ thuộc vào mức độ mang tải của các thiết bị và sự làm việc không đồng đều của các thiết bị, thường Kđl = 0,5¸0,6, chọn Kđl = 0,6 P’đl = 237,1x0,6 = 142,26 (KW) Vậy công suất nhà máy nhận được từ bộ phận thứ cấp của trạm biếm áp hay máy phát điện là: Ptt = P’cs + P’đl = 104,38+142,26 = 246,64 (KW), 7.1.3. Tính điện năng tiêu thụ hằng năm: Tính điện năng tiêu thụ cho chiếu sáng ACS = PCS.T.K (KW.h). Trong đó: PCS = S Pđèn = 104,38 KW K: hệ số đồng bộ giữa các đèn từ 0,9 ¸ 1 ; lấy K =1. T: hệ số sử dụng tối đa (h). T = K1. K2. K3. K1: Thời gian thắp sáng trong một ngày: K1 = 24 h. K2: Số ngày làm việc bình thường trong tháng. K2 = 30 ngày. K3: Số tháng làm việc trong một năm. K3 = 11,3 tháng. T = 24x11,3x30=8136(h) Thay số ta có: ACS = 104,38 x 8136x 1 = 849.235,68 (KW.h). Điện năng tiêu thụ cho động lực: Adl = Pdl.T.K (KW.h). Trong đó: K: hệ số động lực cần dùng, chọn K = 0,6. T: thời gian hoạt động trong năm T = 24x11,3x30=8136(h). Þ Adl = 0,6x8136x237,1 = 1.157.427,36 (KW.h). Điện năng tiêu thụ cho toàn nhà máy trong năm: A = A’ .(ACS + Adl) (KW.h). A’: Điện năng tổn hao trên đường dây. lấy A’ = 3 % (ACS +Adl). A = 1,03. (849.235,68 + 1.157.427,36)=2.066.862,931 (KW.h). Chọn máy biến áp Hệ số cosj đối với phần chiếu sáng có thể lấy bằng 1. Tính công suất phản kháng Qtt2 = Ptt. tg j1 (KVA). Với các thiết bị động lực hệ số cosj = 0,6 Þ tgj = 1,33 Vậy Qtt2 =246,64 x 1,33 = 328,031 (KVA). Tính dung lượng bù: nâng hệ số cos j1 = 0,6 lên cosj2 = 0,9 ¸ 0,96. Qb = Ptt. (tgj1 - tgj2) (KVA), Với cosj2 = 0,92 ta có tgj2 = 0,426. Þ Qb = 246,64. (1,33 – 0,426) = 222,962(KVA). Xác định số tụ điện: Số lượng tụ điện cần dùng: . Vậy chọn n = 22tụ. Sau khi chọn tụ ta thử lại và tính được cosj thực tế theo công thức sau: Cosjtt = Cosjtt = Chọn máy biến áp Pchọn = (KVA). Chọn máy biến áp 3 pha cách ly 300 KVA. Loại máy biến áp: Máy biến áp 3 pha; Xuất xứ: Việt Nam . Hãng sản xuất: FAVITEC . Công suất (KVA): 300 . Công nghệ: Lõi tôn xếp . Tần số: 50Hz . Trọng lượng(Kg): 2000. 7.2. TÍNH HƠI VÀ NHIÊN LIỆU: 7.2.1. Tính chi phí hơi: Chi phí hơi sử dụng cho các thiết bị: Trong các nhà máy thực phẩm, để cấp nhiệt cho các thiết bị người ta thường sử dụng tác nhân là hơi nước bão hoà. Thường được dùng với mục đích gia nhiệt như: tiệt trùng sữa, thanh trùng sữa, nâng nhiệt sữa, chạy rửa thiết bị… Ngoài ra hơi nước còn được dùng để phục vụ cho sinh hoạt, vô trùng cho các thiết bị trước và sau mỗi ca sản xuất. Sử dụng hơi nước trong sản xuất có một số ưu điểm sau: - Hơi nóng truyền nhiệt đều, không xảy ra hiện tượng truyền nhiệt cục bộ, dễ điều chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh áp hơi. - Thuận tiện cho việc vận hành các thiết bị, không cồng kềnh, phức tạp, chiếm một phần diện tích nhỏ trong phân xưởng. - Không gây độc hại, đảm bảo vệ sinh cho sản xuất, nên được dùng cho sản xuất thực phẩm. - Không ăn mòn thiết bị, có thể vận chuyển đi xa bằng ống. - Đảm bảo vệ sinh cho sản xuất. Để chọn được nồi hơi và biết được nhu cầu về nhiên liệu, ta cần tính được lượng hơi cần sử dụng trong một ca sản xuất, với tất cả các thiết bị cùng hoạt động. 7.2.1.1. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt ly tâm: Q1= Gs´Cs´ (t2 – t1) kcal Trong đó: Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt. t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt. t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt. Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 12,5%. Cs = Cn´ (1- B) + Cck´B kcal/kg.oC. Trong đó: Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC. Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg,oC. B: hàm lượng chất khô, %. . Gs = 7.769,666 (l/mẻ) = 8.002,755(kg/mẻ). , . 7.2.1.2. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt trước bài khí: Q2 = Gs´Cs´ (t2 – t1) kcal. Trong đó: Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt. t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt. t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt. Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 12,5%. Cs = Cn´ (1- B) + Cck´B kcal/kg.oC. Trong đó: Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC. Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg.oC. B: hàm lượng chất khô, % . Gs = 7.919,38 (l/mẻ)=8.156,609 (kg/mẻ). , . 7.2.1.3. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình gia nhiệt trước đồng hóa lần 1: Q3= Gs´Cs´ (t2 – t1) kcal. Trong đó: Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt. t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt. t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt. Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 12,5%. Cs = Cn´ (1- B) + Cck´B kcal/kg.oC. Trong đó: Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC. Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg.oC. B: hàm lượng chất khô, %. . Gs = 7.903,2 (l/mẻ)=8.140,296 (kg/mẻ). , . Tính lượng nhiệt cho hoàn nguyên ta có nhiệt độ của sữa trong quá trình đồng hóa là: . 7.2.1.4. Lượng nhiệt cần dùng cho quá trình thanh trùng: Q4 = Gs´Cs´ (t2 – t1) kcal Trong đó: Gs: là lượng sữa cần gia nhiệt. t2: nhiệt độ sữa sau khi gia nhiệt. t1: nhiệt độ sữa trước khi gia nhiệt. Cs: Nhiệt dung riêng của sữa có độ khô 12,5%. Cs = Cn´ (1- B) + Cck´B kcal/kg.oC. Trong đó: Cn: nhiệt dung riêng của nước, kcal/kg.oC. Cck: nhiệt dung của chất khô, kcal/kg.oC. B: hàm lượng chất khô, %. . Gs = 8.132,155(kg/mẻ). , . 7.2.1.5. Lượng nhiệt cần dung cho quá trình gia nhiệt trước trộn: Q5 = Gs´Cs´ (t2 – t1) kcal. Trong đó: Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một ca, kg. Cs: là tỷ nhiệt của dịch sữa có độ khô 12,5%. Gs = 7808,98 (l/mẻ)= 8121,334 (kg). Lượng sữa cần gia nhiệt chỉ chiếm 25% so với lượng sữa cần phối trộn: 8121,334x0,25=2.030,334 (kg/mẻ). . 7.2.1.6. Lượng nhiệt dùng cho đồng hóa lần 2: Đổi sang kg:. Q6 = Gs´Cs´ (t2 – t1) kcal. Trong đó: Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một mẻ kg. Cs: là tỷ nhiệt của dịch sữa có độ khô 15,8%. Gs = 8.105,106 kg. . . 7.2.1.7. Lượng nhiệt tiêu tốn trong quá trình tiệt trùng sữa: Q7 = Gs´Cs´ (t2 – t1) kcal. Trong đó: Gs: là lượng dịch sữa cần tiệt trùng trong một mẻ, kg. Cs: là tỷ nhiệt của dịch sữa có độ khô 15,8%. Gs = 8097,001 kg . 7.2.2. Lượng nhiệt tiết kiệm được: Q8 = Gs´Cs´ (ts1 – ts2). Trong đó: - ts1 là nhiệt độ sữa nóng được làm nguội bằng nước lạnh. - ts2 là nhiệt độ sữa sau khi làm nguội. 7.2.2.1 Lượng nhiệt tiết kiệm được trong công đoạn thanh trùng: Lượng sữa trong công đoạn thanh trùng là: 8.132,155 (kg/mẻ). . 7.2.2.2. Lượng nhiệt tiết kiệm được trong công đoạn tiệt trùng: Lượng sữa trong công đoạn tiệt trùng là: 8097,001 (kg/mẻ). . Vậy tổng lượng nhiệt cần cấp là: . Vậy lượng hơi cần cấp là: . Lượng hơi cán bộ công nhân viên trong 1h là: Lượng hơi dùng để chạy vệ sinh thiết bị, tiệt trùng bồn chứa chiếm khoảng 20% tổng lượng hơi: Tổng lượng hơi tiêu thụ trong toàn nhà máy trong một giờ là: 7.2.3: Nhiên liệu: Chọn nồi hơi: 1 nồi hơi đốt dầu ống lò lệch tâm: Công suất hơi: 3000 ~ 4000 kg/h. Áp suất hơi: 10 bar. Nhiệt độ hơi: 183 0C. Dầu FO sử dụng cho lò hơi: . Trong đó: Q: nhiệt lượng của dầu . Q = 6728,2 kcal/kg . G: năng suất hơi . G =2.604,548 kg/h . h: hiệu suất lò hơi . h = 70 % . ih: hàm nhiệt của hơi ở áp suất làm việc . ih = 657,3 kcal/kg . in: hàm nhiệt của nước ở áp suất làm việc . in = 152,2 kcal/kg . Lượng dầu sử dụng trong một năm: (kg/năm). Xăng: Sử dụng 600 lít/ngày Lượng xăng sử dụng trong 1 năm: 206.400 (l/năm). Dầu DO: Dùng cho máy phát điện,sử dụng 8 (l/ngày). Lượng dầu DO sử dụng trong 1 năm: 2.752 (lít/năm) . Dầu nhờn: Dùng bôi trơn các thiết bị 10 (lít/ngày). Lượng dầu DO sử dụng trong 1 năm: 3.440 (lít/năm). 7.3. Chi phí lạnh dùng cho sản xuất: 7.3.1. Chi phí lạnh cho bảo quản sữa tươi nguyên liệu: . (kg/ca) Trong đó: Gs: khối lượng sữa tươi (kg/mẻ) Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.oC) t1. t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (oC) - Gs = 8017.211 kg/mẻ - Cs = 0.994 kcal/kg.oC (với hàm lượng chất khô là 12.5%) - t1 = 10oC, t2 = 4oC à (kcal/mẻ) 7.3.2. Chi phí lạnh cho quá trình thanh trùng: Sữa sẽ được làm nguội bằng nước xuống 35 0C rồi mới làm nguội tiếp lạnh. 7.3.2.1. Lượng nước cần cấp để làm nguội sữa là: . (kg/mẻ) Trong đó: Gs: khối lượng sữa tươi (kg/ca) Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.oC) t1, t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (oC) - Gs = 8.132,155 kg/mẻ - Cs = 0.994 kcal/kg.oC (với hàm lượng chất khô là 12.5%) - t1 = 75oC, t2 = 35oC à (kcal/mẻ). Lượng nước cần làm nguội là: Theo định luận bảo toàn ta có: Suy ra: =32,268 (m3). 7.3.2.2. Chi phí làm lạnh: . (kg/mẻ) Trong đó: Gs: khối lượng sữa tươi (kg/ca). Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.oC). t1. t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (oC). - Gs = 8131.595 kg/mẻ. - Cs = 0.994 kcal/kg.oC (với hàm lượng chất khô là 12.5%). - t1 = 35 oC, t2 = 6 oC à (kcal/mẻ). 7.3.3. Chi phí lạnh cho quá trình tiệt trùng: Sữa sau khi tiệt trùng sẽ được làm nguội bằng nước lạnh xuống 35 0C. . (kg/mẻ). Trong đó: Gs: khối lượng sữa tươi (kg/ca). Cs: Nhiệt dung riêng của sữa tươi (kcal/kg.oC). t1, t2: nhiệt độ sữa trước và sau khi làm lạnh (oC). - Gs = 8097,001 kg/mẻ. - Cs = 0.992 kcal/kg.oC (với hàm lượng chất khô là 15,8%). - t1 = 90 oC, t2 = 35 oC. à (kcal/mẻ). Lượng nước cần làm nguội là: Theo định luận bảo toàn ta có: Suy ra: Nhiệt làm lạnh sau khi UHT Q9 = Gs ´ Cs ´ (t1 – t2) (kcal/ca). Gs: lượng dịch cần làm lạnh sau UHT (kg/mẻ). Cs: nhiệt dung riêng của dịch sữa (kcal/kg.oC). t1: nhiệt độ của dịch sữa sau UHT. t1=35oC t2: nhiệt độ của dịch sữa sau làm lạnh. t2 = 28oC - Gs = 8.097,001 kg/mẻ. - Cs = 0,992 kcal/kg.oC (với độ khô 15,8%). (kg/mẻ). Vậy tổng lượng nhiệt cần là: Q = Q1+ Q2 + Q3 (1kcal/h = 1,163 W). Đổi ra kw ta được: 393,692 (kw). Chọn máy lạnh có công suất 450 (kw). 7.4. TÍNH NƯỚC: 7.4.1. Nước dùng cho lò hơi: m3/h=62,496(m3/ngày) 7.4.2. Nước dùng cho sinh hoạt. Nước dùng cho sinh hoạt của cán bộ công nhân viên 35 (l/ngày): Tính cho 60% nhân lực đông nhất ca: (l/ngày). Nước dùng rửa xe: 2m2. Nước tưới cây xanh: 2m2. Nước cứu hoả (trường hợp dự phòng): 2,5-5 lit/s tính trong 3 giờ. 36000x5x3=54000 lit/h =54 (m3/h). 7.4.3.Nước dùng vệ sinh thiết bị: Lấy trung bình: 1,5 m3/h. Vậy lượng nước dùng cho thiết bị trong 1 ngày: (m3/h). Nước dùng cho cả nhà máy: (m3). 7.4.4. Lượng nước sinh hoạt và vệ sinh cho cả nhà máy trong 1 ngày là: Chi phí nước kể đến hệ số sử dụng không đều (K = 1,5) (m3) 7.4.5. Thoát nước: Thoát nước có hai loại. Loại sạch: Nước từ những nơi như các giàn ngưng tụ nước làm nguội gián tiếp ở các thiết bị trao đổi nhiệt. Để tiết kiệm nước có thể tập trung vào các bể chứa để sử dụng vào các nơi không yêu cầu có độ sạch cao. Loại không sạch: Bao gồm nước từ các nơi như: Nước rửa thiết bị.rửa sàn nhà. các loại nước này chứa nhiều tạp chất hữu cơ nên không sử dụng lại được và là môi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động vì vậy loại nước này phải được xử lý trước khi thải ra môi trường.rãnh thoát nước này phải có nắp đậy. Hệ thống phải bố trí xung quanh phân xưởng chính để thoát nước kịp thời. Đường kính của rảnh thoát là 0,8m. PHẦN 8: TÍNH KINH TẾ 8.1. VỐN ĐẦU TƯ CHO TÀI SẢN CỐ ĐỊNH . 8.1.1. Vốn xây dựng nhà máy: Bảng 8.1: Bảng vốn xây dựng các công trình chính STT Tên công trình Diện tích (m2) Đơngiá (106 đ/m2) Thành tiền (106 đ) 1 Phân xưởng sản xuất chính 2500 1,5 3750 2 Phòng bảo vệ 48 0,8 38,4 3 Khu hành chính 160 1,3 208 4 Nhà ăn 160 1 160 5 Kho thành phẩm 4080 1 4080 6 Kho nguyên vật liệu 6000 1 6000 7 Trạm biến áp 24 0,8 19,2 8 Khu xử lí nước thải 40 0,9 36 9 Phân xưởng cơ điện 54 0,8 43,2 10 Kho, nhiên liệu 48 0,8 38,4 11 Nhà nồi hơi 54 0,8 43,2 12 Nhà phát điện dự phòng 36 0,8 28,8 13 Lạnh trung tâm (phân xưởng động lực). 36 0,8 28,8 14 Khu cung cấp nước và xử lí nước 60 0,9 54 15 Đài nước 12,5 1 12,5 16 Nhà xe (2) 132 0,8 105,6 17 Nhà vệ sinh, giặt là, phát áo quần- bảo hộ lao động 48 0,8 38,4 18 Gara ô tô 48 0,8 38,4 19 Gara để xe bồn 105 0,8 84 20 Kho chứa hóa chất 24 0,8 19,2 Tổng 14.826,1 Gọi V1 vốn đầu tư cho xây dựng, Vậy (đồng). Vốn đầu tư xây dựng các công trình phụ: Tường bao + hè, đường + cống rãnh + thăm dò thiết kế+ các khoản khác= 40 % V1. Chi phí thăm dò thiết kế: lấy 10% V1. Tổng vốn đầu tư xây dựng của nhà máy: V1’ = V1 + 0,3.V1 + 0,1.V1 = 1,4.V1 =20.755,54x106 (đồng/năm). Khấu hao xây dựng: lấy 5% V’: (đồng). 8.1.2. Vốn đầu tư cho máy móc, thiết bị: Vốn mua các thiết bị chính: Bảng 8.2: Bảng vốn đầu tư cho thiết bị sản xuất. STT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá (106) Thành tiền 1 Xe bồn 2 1200 2400 2 Tiếp nhận sữa 1 600 600 3 Thiết bị làm lạnh từ xe bồn lên 1 450 450 4 Bồn tạm chứa 2 600 1200 5 Bồn cân bằng cho máy ly tâm 1 400 400 6 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm 1 435 435 6 Thiết bị ly tâm 1 1000 1000 7 Bồn chứa sau ly tâm 1 400 400 8 Hệ thống máy thanh trùng 1 540 540 9 Bồn chứa sữa sau thanh trùng 2 700 1400 10 Hệ thống gia nhiệt trước khi phối trộn 1 600 600 11 Thiết bị phối trộn 1 750 750 12 Thiết bồn chứa cream 1 540 540 13 Bồn trộn 2 380 760 14 Hệ thống làm lạnh sau trộn 1 450 450 15 Bồn chứa sau phối trộn 1 600 600 16 Thiết bị lọc khi bơm sang UHT 1 220 220 17 Hệ thống UHT 1 1500 1500 18 Bồn chứa sau UHT 1 929 929 19 Máy chiết rót 2 3000 6000 20 Máy phát điện 1 65 65 21 Máy biến áp 1 70 70 22 Lò hơi 1 700 700 23 Hệ thống khí nén 1 700 700 24 Hệ thống xử lí nước 1 900 900 25 Máy móc phân xưởng cơ điện 1 700 700 26 Máy móc phòng thí nghiệm 1 1600 1600 27 CIP 1 950 950 29 Bơm ly tâm 8 30 240 30 Bơm HPT 6 15 90 31 Hệ thống làm lạnh 1 750 750 32 Tổng 27.939 Vốn tổng vốn đầu tư cho thiết bị là (đồng) Chi phí lắp đặt, kiểm tra lấy từ 10 – 20%: lấy 20% V2. Chi phí thăm dò, vận chuyển, thiết kế, công bốc dỡ: lấy 8% V2. Tiền mua thiết bị phụ, dụng cụ sản xuất, sinh hoạt: 10% V2. Tổng vốn đầu tư cho thiết bị: V’2 = V2 + 0,2.V2 + 0,08.V2 + 0,1%.V2 =1,38.V2 . (đồng). Tiền khấu hao máy móc thiết bị: lấy 10% V’2. (đồng). 8.1.3. Vốn đầu tư cho tài sản cố định: (đồng). 8.2. TÍNH LƯƠNG: Quỹ lương của nhà máy bao gồm lương trả cho lao động trực tiếp và lao động gián tiếp, Tùy theo công việc và chức vụ mà mức lương khác nhau. Các mức lương cụ thể như sau: Lao động trực tiếp: 3,5.106 (đồng/tháng). Nhân viên bảo vệ, nhà ăn, vệ sinh, nhà ăn: 3.106(đồng/tháng). Nhân viên hành chính: 3,5.106 (đồng/tháng). Trưởng ca, trưởng phòng: 15.106 (đồng/tháng). Nhân viên kĩ thuật: 4.106 (đồng/tháng). Phó giám đốc: 30.106 (đồng/tháng). Giám đốc: 50.106 (đồng/tháng). Tổng lương của cán bộ trong nhà máy trong 1 tháng: L= (đồng/tháng). * Tổng lương của cán bộ công nhân viên trong 1 năm: (đồng). * Tiền bảo hiểm xã hội: 16%L1 * Tiến bảo hiểm y tế: 3% L1 * Kinh phí cho công đoàn: 2%L1 * Bảo hiểm thất nghiệp: 1% L1 * Phụ cấp: 10% L1 * Quỹ lương của nhà máy trong 1 năm: L’1 = (1+0,16+0,03+0,02+0,01+0,1) L1 =1,32. L1 (đồng). 8.3. TÍNH CHI PHÍ SẢN XUẤT TRONG 1 NĂM: 8.3.1. Chi phí nhiên liêu, năng lượng sử dụng chung: Bảng 8.3: Bảng chi phí nhiên liệu, năng lượng. STT Danh mục Đơn vị Đơn giá (103 đ) Số lượng Thành tiền (106 đ) 1 Nước m3 6 179.470,992 1.076,825 2 Điện Kw 1,5 2.066.862,931 3.100,294 3 Dầu DO lít 21 2752 57.792 4 Dầu FO lít 15 2.306.115,456 34.591,855 5 Xăng lít 22 206400 4.540,8 6 Dầu nhờn lít 50 3440 172 Tổng 43.899,566 8.3.2. Chi phí nguyên vật liệu chính và phụ của từng dây chuyền sản xuất: Bảng 8.4: Bảng chi phí nguyên vật liệu của dây chuyền sữa tươi tiệt trùng có đường và không đường. STT Danh mục Đơn vị Đơn giá (103 đ) Số lượng (l/năm). Thành tiền (106 đ) 1 Sữa tươi lít 12 53.616.039,52 643.392,474 2 đường RE kg 20 2.242.254,72 46.845,094 3 Bao bì hộp giấy cái 1 294.017.094 294.017,094 4 Phụ gia (chất ổn định, chất nhũ hóa). kg 150 36.312,64 5.446,896 Tổng 989.701,558 8.4. TÍNH GIÁ THÀNH CHO 1 ĐƠN VỊ SẢN PHẨM Giá thành là cơ sở để doanh nghiệp hoạch định giá bán và lợi nhuận. Từ đó tìm cách giảm bớt chi phí sản xuất và tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp. Giá thành của sản phẩm bao gồm: Chi phí nguyên vật liệu trực tiếp. Chi phí nhân công. Chi phí sản xuất chung. Phương pháp tính sử dụng ở đây là hoạch định giá thành theo từng khoản mục. Các khoản mục dùng chung sẽ được phân bổ theo tỉ lệ thành phẩm hoặc theo tỉ lệ thời gian lao động, tùy thuộc vào mỗi khoản mục: Bảng 8.5: Bảng năng suất và thời gian lao động trong năm. STT Mặt hàng Năng suất thành phẩm (tấn sản phẩm/năm) Thời gian lao động (ca/năm). 1 Sữa tươi 55.040 1.032 8.4.1. Tính giá thành của sữa tươi: Ta tính chi phí của từng khoản mục. Chi phí nguyên vật liệu trực tiếp: Bao gồm: Chi phí năng lượng- nhiên liệu: (đồng/năm). Chi phí nguyên vật liệu chính và phụ: (đồng/năm). Tổng chi phí nguyên vật liệu trực tiếp: (đồng/năm). Chi phí trả lương nhân công: Phương pháp tính là phân bổ chi phí theo thời gian lao động. LT = (đồng). Chi phí sản xuất chung Nội dung gồm: + Tiền khấu hao tài sản cố định. + Chi phí bảo dưỡng-sữa chữa-tu bổ máy móc thiết bị nhà xưởng. + Tiền mua bảo hộ lao động. + Chi phí khác bằng tiền (chi phí quản lí xí nghiệp, chi phí phân xưởng, chi phí ngoài sản xuất). Trước hết, tính chi phí sản xuất chung cho cả 2 mặt hàng, sau đó nhân với hệ số phân bổ sẽ được chi phí sản xuất chung của từng mặt hàng. Khấu hao tài sản cố định: H = Hxd + Htb =3.855,582+1.037,777=4.893,359 (đồng/năm). Chi phí bảo dưỡng máy móc thiết bị, sơn sữa công trình xây dựng: + Chi phí bão dưỡng thiết bị: (lấy 10 % vốn đầu tư cho thiết bị) 10% x V’2 = 3.855,82.106 (đồng/năm). + Chi phí sơn sữa công trình xây dựng: (lấy 5% vốn đầu tư cho xây dựng) (đồng/năm). Tiền mua bảo hộ lao động: tính 250.000 đồng/người/năm 152250.000 = 38.000.000(đ) = 38106 (đồng/năm) Chi phí khác bằng tiền: Lấy 30% chi phí trả lương nhân công bao gồm các chi phí cho cho hoạt động bán hàng, giới thiệu sản phẩm, giao lưu, giải trí, du lịch. 14.0090,3. 106=4.202,82106 (đồng/năm). * Tổng chi phí sản xuất chung: M = 14.027,438 106(đồng/năm). * Các khoản mục trên được phân bổ theo tỉ lệ sản lượng thành phẩm nên chi phí sản xuất chung tính riêng cho dây chuyền sữa tươi là: MT = 1 M =14.027,538106 (đồng/năm). Tổng chi phí sản xuất của dây chuyền sữa tươi trong 1 năm: FT = NT + LT + MT = 1.061.637,662106 (đồng/năm) Giá thành cho 1 đơn vị sản phẩm sữa tươi: Sữa tươi được bao gói trong hộp giấy 180 ml = 0,18 lít Giá thành: GT = Trong đó: - QT: năng suất của dây chuyền sữa tươi. Q = 52,923.106 lít/năm - FT: tổng chi phí sản xuất tính cho sữa tươi (đ). FT = 1.061.637,662106 đ GT = (đồng/lít). GT = (đồng/hộp). 8.5. TÍNH HIỆU QUẢ KINH TẾ: 8.5.1. Tính lãi vay ngân hàng trong 1 năm: Chọn lãi suất 15%/năm (đối với ngành công nghiệp nhẹ). Lãi vay vốn cố định: (LVCĐ). LVCĐ=0,15xV3 = (đồng/năm) Lãi vay vốn cho chi phí sản xuất: (LVV). LVV= Tổng lãi vay ngân hàng: (đồng/năm) 8.5.2. Tính tổng vốn đầu tư: Vốn lưu động: VLĐ = F = 1.061.637,662106 (đồng/năm) Tổng vốn đầu tư: VT = VCĐ + VLĐ = 1.061.637,662106 + 59.311,36106 =1.20.949,022106 (đồng/năm). 8.5.3. Tính doanh thu (thuế VAT): Doanh thu/năm =giá bándoanh số/năm Bảng 8.6: Bảng doanh thu hàng năm: STT mặt hàng Năng suất (triệu l/năm) Dung tích hộp(ml) Năng suất (hộp/năm) Giá thành (đ/hộp) Giá bán (đ/hộp) Doanh thu (106.đ/năm) 1 sữa tươi 52,923 180 294.017.094 3.610,807 5.850 1.720.000 8.4.4. Thuế doanh thu: lấy 28% doanh thu (đồng/năm) 8.5.5. Lợi nhuận tối đa sau thuế: LN = (doanh thu - thuế doanh thu - chi phí sản xuất - lãi ngân hàng) (đồng/năm) 8.5.6. Thời gian hoàn vốn của dự án: Thời gian hoàn vốn của nhà máy là: (năm). Vậy thời gian hoàn vốn là 4 năm 4 tháng 20ngày. Thời gian hoàn vốn nhanh nhất của dự án đầu tư cho nhà máy sữa sản xuất sữa tươi trong đồ án này tương đối ngắn, bởi vì nguyên liệu chính cho sản xuất đi từ sữa tươi nên lợi nhuận khá cao.Vì vậy việc đầu tư cho dự án này là hoàn toàn hợp lí. PHẦN 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 9.1 AN TOÀN LAO ĐỘNG Trong các nhà máy sản xuất, an tòan lao động là một trong những vấn đề được đặt lên hàng đầu. Sản xuất an toàn giúp đảm bảo cho sức khỏe của người công nhân, giúp kéo dài tuổi thọ của thiết bị và tránh được các thiệt hại về kinh tế cho nhà máy. 9.1.1. An toàn thiết bị - Nhà máy sữa có đặc điểm được đầu tư lắp đặt các thiết bị tương đối hiện đại, đồng bộ của các hãng có uy tín trên thế giới. Chính vì vậy mà thiết bị khi hoạt động không gây tiếng ồn, không gây bụi, môi trường thông thoáng sạch sẽ. - Khoảng cách giữa các thiết bị phải đảm bảo an toàn - Người công nhân phải được đào tạo bài bản, khi vận hành phải kiểm tra thông số của từng loại máy. Tuân thủ đúng nguyên tắc, chế độ vận hành máy trong quá trình sản xuất không được xao nhãng, đi lại hoặc trò chuyện gây ồn ào. - Các đường ống phải đảm bảo không rò gĩ. Thường xuyên kiểm tra đường ống, khi có sự cố xảy ra cần thông báo cho phòng cơ khí, kịp thời sửa chữa. 9.1.2. An toàn điện: - Đảm bảo cách điện tuyệt đối trên các đường dây dẫn, đường dây dẫn điện chính phải có hệ thống bảo hiểm, phòng trường hợp có sự cố về điện, cường độ dòng điện tăng lên đột ngột. Mạng lưới dây dẫn điện phải được kiểm tra thường xuyên, nhằm phát hiện và sửa chữa kịp thời những chỗ hư hỏng. - Cầu giao điện và tụ điện phải đặt ở những nơi cao ráo và an toàn và dễ xử lý phải có đội ngũ chuyên ngành về sử dụng các dụng cụ về điện, đầy đủ các dụng cụ về điện. Khi phát hiện những sự cố về điện như hở đường dây, chạm mát phải kịp thời ngắt điện để ngừng sản xuất kịp thời. - Những người không có trách nhiệm không được tự tiện vận hành cầu dao, tủ điện và các thiết bị điện khác. - Thường xuyên kiểm tra nhắc nhở cán bộ, công nhân về việc an toàn về điện và phổ biến rộng rãi các phương pháp cứu chữa người bị nạn. 9.1.3. An toàn về hơi - Hơi được sử dụng trong nhà máy thực phẩm rất nhiều, nhất là đối với nhà máy chế biến sữa. Do nhiệt độ của hơi khá cao, nếu xảy ra sự cố như dò hơi sẽ dễ gây ra bỏng đối với công nhân. Vì vậy với các thiết bị dùng hơi phải có đầy đủ các dụng cụ kiểm tra nhiệt độ, áp suất của thiết bị. Tất cả các thiết bị dùng hơi phải có van an toàn và van an toàn phải được đặt cao 1¸1,5m so với mặt đất. Đường ống dẫn hơi phải được bọc kỹ tránh hiện tượng rò rỉ và tránh tổn thất nhiệt - Van đóng mở hơi ở thiết bị đường ống phải được kiểm tra thường xuyên, đồng hồ đo áp suất, nhiệt độ của hơi phải kiểm tra định kỳ. - Công nhân trong phân xưởng sản xuất và đặc biệt công nhân trong phân xưởng nồi hơi phải được trang bị đầy đủ kiến thức khi sử dụng hơi và cách cấp cứu, xử lí khi có người bị bỏng hơi. 9.1.4. Phòng cháy và chữa cháy - Thiệt hại do hoả hoạn là rất lớn, nó không những làm thiệt hại về kinh tế mà còn gây nguy hiểm cho người lao động . Vì thế tất cả các đường dây điện trong nhà máy phải được bọc cháy nổ. Kho xăng dầu phải bố trí xa khu sản xuất, mỗi phân xưởng phải được bố trí các bình CO2 . Hệ thống cung cấp thoát nước cứu hoả được bố trí hợp lí, hệ thống cửa thoát hiểm phải được đảm bảo. 9.1.5. Các lĩnh vực khác - Ngoài các tiêu chuẩn an toàn về điện hơi, phải chú ý tới các lĩnh vực khác như phân xưởng sản xuất lon, cắt sắt, dập nắp, Vì ở đây có các tác động cơ học nên công nhân làm việc phải được trang bị đầy đủ kiến thức về vận hành thiết bị và bảo hộ lao động. Người công nhân đứng máy phải có đủ sức khoẻ, tay nghề cao. 9.2. VỆ SINH NHÀ MÁY Yêu cầu đảm bảo vệ sinh nhà máy và vệ sinh môi trường xung quanh nhà máy ngày nay có một tầm quan trọng rất lớn. Đặc biệt là trong các nhà máy chế biến sữa. Sữa là sản phẩm giàu dinh dưỡng đối với con người, nhưng cũng là môi trường thuận lợi để các vi sinh vật sin