Đề tài Xây dựng dây chuyền công nghệ sản xuất phô mai năng suất 1,2 tấn năng lượng trên ca từ nguyên liệu sữa bột gầy và cream

SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 1 MỞ ĐẦU Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và có đầy đủ các chất dinh dưỡng như protein, glucid, lipid, chất khoáng, vitamin… Ngoài giá trị dinh dưỡng trong sữa còn nhiều chất cần thiết cho cơ thể như: axit amin không thay thế, muối khoáng… Sữa được chế biến thành nhiều loại thực phẩm khác nhau, trong đó các sản phẩm được chế biến từ sữa vẫn là mặt hàng có giá trị dinh dưỡng cao chứa đầy đủ các chất với một tỉ lệ thích hợp cần thiết cho con người. Tiêu biểu là phô mai là nguồn cung cấp chất đạm, canxi, phốt pho cao, rất bổ dưỡng và tốt cho xương, giúp chống lại ung thư đường ruột hiệu quả và một số ung thư khác ở hệ tiêu hóa. Tuy nhiên ở Việt Nam ta, ngành sản xuất sữa chỉ là nhập nguyên liệu về rồi sau đó đem đi hoàn nguyên lại, còn phô mai vẫn chưa được phát triển mạnh, phần lớn chúng ta vẫn phải nhập khẩu từ nước ngoài. Đặc biệt trong xu thế hội nhập và toàn cầu hóa, Việt Nam đang bước vào lộ trình hội nhập với sự cạnh tranh quyết liệt của nền kinh tế thị trường, hàng hóa nói chung, các loại thực phẩm nói riêng của tổ chức thương mại thế giới WTO. Nó đòi hỏi nhà nước cũng như các doanh nghiệp tận dụng những cơ hội có được để tăng cường phát triển đối đầu với những thách thức mới và việc xây dựng nhà máy sản xuất phô mai là giải pháp tích cực hiện nay. Vì vậy em chọn đề tài “xây dựng dây chuyền công nghệ sản xuất phô mai năng suất 1,2 tấn năng lượng trên ca từ nguyên liệu sữa bột gầy và cream”. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 2 PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về nguyên liệu sữa bột gầy 1.1.1. Sữa bột gầy 1.1.1.1. Định nghĩa về nguyên liệu sữa bột gầy Sữa bột gầy là sữa gầy có hàm lượng chất béo không quá 1-1,5% do sữa tươi được điều chỉnh độ béo, sau đó thì đem đi tách nước chế biến thành sữa bột. Sữa bột gầy chứa không quá 5% hàm lượng ẩm [10] Sữa gầy thường được dùng làm nguyên liệu cho các sản phẩm sữa, bột… dành cho trẻ nhỏ vì đã được tách chất béo sữa, là loại thức ăn khó tiêu đối với trẻ em. Sữa là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng rất cao và hoàn hảo. Đây là một nguồn cung cấp chất đạm, chất béo, các vitamin và khoáng chất, nhất là canxi sữa rất tốt cho cơ thể. Vì vậy dù là sữa gầy thì vẫn luôn là một nguồn dinh dưỡng quan trọng cho con người [3] 1.1.1.2. Tính chất vật lý của sữa bột gầy Từ sữa bột có thể pha hoàn nguyên ở dạng lỏng: 150g sữa bột trong 1 lít nước ở nhiệt độ 55 - 65oC. Sữa bột có khả năng hút ẩm cao. Vì vậy cần đóng trong các bao giấy thiếc, PE thật kín. Sữa bột cần được bảo quản ở kho khô ráo, kín và mát. Ở nhiệt độ 100oC độ ẩm không khí trong kho 70 - 75% có thể giữ được 6 tháng. Muốn giữ sữa bột được dài hơn ta hạ nhiệt độ kho lạnh xuống -4 đến -50oC. Sữa bột rớt ra ngoài bao bì khi hút ẩm dễ bị mốc. Khi mốc qua được vỏ bao và phát triển trên bột sữa làm cho sữa xuất hiện nhiều chấm màu khác nhau, nặng thành lớp lông mượt của mốc… sữa ẩm dễ bị chua, ôi, và có thể bị thối [13] 1.1.1.3. Cấu trúc hoá lý và thành phần hoá học của sữa bột gầy 1.1.1.3.1. Cấu trúc hoá lý + Chỉ tiêu cảm quan Màu sắc: có màu trắng ngà hay màu vàng nhạt. Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng của sữa, dễ chịu, có vị bơ. Trạng thái: ở dạng bột mịn, không đóng vón. + Chỉ tiêu lý hóa SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 3 Hàm lượng ẩm : < 4% Béo : ≤ 1% Độ acid (độ chua) : 18oT Độ hòa tan : 90 – 99% + Chỉ tiêu vi sinh Tổng số tạp trùng : 1000 – 10.000 vsv/ gam sữa bột. Các loài vi khuẩn gây bệnh (E.coli, Coliform…): không được có [13] 1.1.1.3.2. Thành phần hoá học của sữa bột gầy 1.1.1.3.2.1. Nước Hàm lượng nước của sữa bột gầy tính theo % khối lượng không lớn hơn 5,0 [15] 1.1.1.3.2.2. Chất khô + Chất khô của sữa bao gồm toàn bộ các thành phần còn lại của sữa trừ nước. + Chất khô của sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, các loại vitamin, acid, enzyme... * Chất béo: Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao có chứa các vitamin hoà tan (A,D,E). Ðối với các sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm. Chất béo trong sữa gồm 2 loại: chất béo đơn giản và chất béo phức tạp. + Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35 ÷ 45g/l gồm axit béo no và không no như: axit oleic, axit palmitic, axit stearic. + Chất béo phức tạp: thường chứa một ít P, N, S trong phân tử. Các chất béo phức tạp này có tên gọi chung là phosphoaminolipit đại diện là lexitin và xephalin. * Đặc tính hoá lý của chất béo: [5 - trang 7]. + Mật độ quang ở150c : 0,91÷ 0,95oC + Nhiệt độ nóng chảy : 31÷36oC + Nhiệt độ đông đặc : 25÷30oC + Chỉ số iod : 25÷45 + Chỉ số xà phòng hoá : 218÷235 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 4 + Chỉ số axit bay hơi không hoà tan : 1,5÷3 + Chỉ số khúc xạ : 1,453÷1,462 Cấu trúc: Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình cầu hoặc ôvan có đường kính 2 ÷ 10m. Các tiểu cầu này được bao bọc bởi một màng protein, màng protein này chia thành hai phần đó là protein hoà tan được và không hoà tan được tỷ lệ giữa hai thành phần này là rất khác nhau giữa các loại sữa. Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần trung tâm của tiểu cầu chứa glyxerit có nhiệt độ nóng chảy thấp, giàu axit oleic và luôn ở trạng thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ bình thường. Trong khi đó phần ngoại vi nơi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit với chỉ số iod rất thấp nên có nhiệt độ nóng chảy cao có thể đông đặc ở nhiệt độ môi trường. Do vậy màng có tính chất bảo vệ chất béo khỏi những biến đổi. Sự biến chất của màng sẽ làm tăng cường sự hoạt động trực tiếp của một số loài vi sinh vật hoặc là sự tăng lên của chỉ số axit hoặc làm thay đổi các tính chất vật lý một cách sâu sắc gây ra việc tiến lại gần rồi kết dính các tiểu cầu với nhau dẫn đến quá trình tách chất béo làm mất đi tính đồng nhất của sữa. * Protein: Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các acid amin đặc biệt là các acid amin không thay thế. Các acid amin chủ yếu có mặt trong sữa tính theo % chất khô như sau: [3- trang 10]. Alanin : 3% Prolin : 11,3% Phenylamin : 5% Valin : 7,2% Cystin và cystein : 0,34% Methionin : 2,8% Lơxin : 9,2% Serin : 6,3% Treonin : 4,9% Izolơxin : 6,1% Tryptophan : 1,7% Arginin : 4,1% Histidin : 3,1% Lysin : 8,2% Acid aspartic :7,1% Acid glutamic : 22,4% Tyrosin :6,3% Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm: [4- trang 10].  Cazein toàn phần chứa : 26  29 g/l  Lactoglobulin : 26  29 g/l SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 5  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m 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). Ðiều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần cazein là sự không đồng nhất của các thành phần cazein, vì trong cazein có , ,  cazein. -cazein chiếm 60% cazein toàn phần, -cazein chiếm 30% cazein toàn phần, -cazein chiếm 4-10% cazein toàn phần. Khi nhiệt độ vượt quá 75-800C có sự biến tính của canxi phosphocazeinat bởi vì một phần muối canxi hoà tan chuyển thành canxi triphosphat không hoà tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixen phosphocazein và các muối khoáng hoà tan. * Đường: Ðường trong sữa chủ yếu là đường lactoza hàm lượng đường có khoảng 50g/l sữa tồn tại ở hai dạng  -lactoza và - lactoza. Khi có sự thay đổi về nhiệt độ thì có sự chuyển hoá từ dạng này sang dạng kia và ngược lại. Độ ngọt của lactoza kém hơn saccaroza 30 lần, độ hoà tan trong nước cũng kém hơn. Ðộ hoà tan trong nước của lactoza được thể hiện ở bảng sau: Bảng 1.1. Độ hòa tan trong nước của lactoza (g/100gH2O) Nhiệt độ -lactoza -lactoza 0 25 39 100 5 8,6 12,6 70 45,1 45,1 45,1 94,7 Ở nhiệt độ nhỏ hơn 1000C thì không làm thay đổi đường lactoza. Nhưng khi lớn hơn SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 6 100 0C thì đường lactoza rất nhạy với nhiệt độ sẽ xảy ra sự biến đổi do sự xuất hiện các Melanoit tạo thành khi các acid amin tác dụng với lactoza. Trên 1500C người ta nhận thấy được màu vàng và ở 1700C thì có màu nâu đậm hình thành bởi quá trình caramen hoá. Đường lactoza có thể lên men được dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể tạo thành các sản phẩm khác nhau có lợi. Một trong những biến đổi thường gặp và quan trọng nhất là sự tạo thành acid lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, đây chính là cơ sở của quá trình sản xuất các sản phẩm sữa lên men: C12H22011.H20  4 CH3-CHOH-COOH Mặt khác sự tạo thành khí H2 và khí CO2 có liên quan đến sự phồng lên tạo lỗ hổng cho các loại phô mai: 2CH3-CHOH-COOH CH3-(CH2)2-COOH + CO2 + H2 * Các muối khoáng: Do trong sữa có mặt có các cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+... và các anion của các axit phosphorit, limonic, clohydryt nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau. Nhưng chủ yếu là các muối clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat. Trong tất cả muối trên muối Canxi có ý nghĩa rất lớn đối với con người đặc biệt là trẻ em. Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoà Ca/P = 1/1,3 ở dạng cơ thể dễ hấp thụ. Sự cân bằng giữa hai dạng muối Canxi (Ca2+ của các muối hoà tan được phân ly và Ca ở dạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổn định của sữa. Sự tăng lên của Ca2+ làm tăng khả năng bất ổn định của sữa khi đun nóng hoặc dưới tác dụng của các men dịch vị. Vì vậy để hạn chế hiện tượng này trong quá trình chế biến sữa cô đặc hoặc chế biến các sản phẩm sữa tiệt trùng ở nhiệt độ cao người ta thường bổ sung các loại muối phức phosphat hoặc xitrat cho phép giữ sự ổn định của sữa. Trong sữa còn có Mg (12 mg %), K (113 – 171 mg%), Na (30 – 77 mg%). Tỷ lệ K/Na = 3,3 tương ứng với tỷ lệ này trong sữa mẹ. Muối kali và natri có tác dụng giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái bình thường. Các muối của acid phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụng giữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 7 Các muối của acid limonic đặc biệt có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chất thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ. Trong thành phần chủng vi sinh vật dùng để sản xuất các sản phẩm trên có các vi khuẩn tạo mùi thơm. Các vi khuẩn này, trong quá trình hoạt động đòi hỏi sự có mặt của acid limonic để tạo thành các diaxetyl, axetoin, các acid bay hơi... Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối của sữa. Các muối hòa tan của acid phosphoric và acid limonic chuyển thành không hòa tan. * Axit hữu cơ: Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ như : acid citric, lactic, axetic ... Trong đó, acid citric là acid cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho các sản phẩm bơ nhờ vào quá trình sau: Acid citric diaxetyl axetoin 2,3 butylen glycol . * Các chất xúc tác sinh học: + Vitamin: Sữa được coi là thực phẩm cân đối 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. + Các Enzyme: Các enzyme 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 enzyme trong sữa được chia làm hai nhóm chính. + Nhóm enzyme thuỷ phân: gồm lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza. Trong đó, vai trò của các enzyme lipaza có tính quyết định đến quá trình chế biến và bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acid béo và glyxerin có pH = 9,4. + Nhóm enzyme oxy hoá: gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza. Các enzyme VK lactic SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 8 này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa. * Các 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  9m. 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 xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phô mai dạng nhão. Ngoài ra còn có các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide và Monilia. Tất cả các loài nấm mốc này đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của môi trường nuôi cấy. Chúng phát triển thích hợp trên các môi trường acid và trong sữa tạo acid lactic. Vi khuẩn : Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó không vượt quá vài micromet. Các vi khuẩn trong sữa: Coccus, Bacterium, Clostridium, Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin... quan trọng nhất là vi khuẩn lactic với các đặc tính chủ yếu sau + Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện. + Không sản sinh ra enzyme catalaza và vậy chúng không phân hủy nước oxy già. + Không sản sinh ra các hợp chất nitrat. + Ít hoặc không tiết ra enzyme proteaza trong sữa nhưng đôi khi trong phô mai các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thành phần casein. + Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau. Các 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 phô mai.  Nhóm vi khuẩn Lactic là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Streptococcus cremoris và Streptococcus lactic, là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên một vài loài của chúng sản sinh ra các kháng sinh. Clostridium tác nhân của sự phồng lên của phô mai.  Loài Leuconostoc oenos đều là các loài lên men không điển hình, lên men các loại đường tạo ra một ít acid lactic hoặc axetoin từ diaxetyl là các hợp chất tạo SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 9 nên hương thơm tự nhiên của bơ. Vi sinh vật gây bệnh: Tồn tại trong sữa do quá trình nhiễm từ người hoặc động vật, đặc trưng samonella typhi, samonella paratyphi, shigella dysenterial… Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường : ở 60oC và giữ nhiệt độ này trong vài phút làm cho phần lớn hệ vi sinh vật bị tiêu diệt. Ngoại trừ, một số loài vi khuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các trực khuẩn) vẫn tồn tại. Một số loài vi sinh vật có khả năng sinh bào tử, bào tử của chúng chỉ có thể bị tiêu diệt một cách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 100 o C rất nhiều. 1.1.2. Cream 1.1.2.1. Định nghĩa Là sữa tươi nguyên qua ly tâm tách nước sữa (huyết thanh-whey) ta thu được loạ i sữa đặc sệt. Nước sữa được thải ra trong đó có một số chất dinh dưỡng hòa tan trong nước như protein, axit amin, vitamin, chất khoáng. Loại nước này được dùng làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật rất tốt. Cream sữa là nguyên liệu sản xuất bơ, chế biến nhiều sản phẩm khác có hương vị sữa và có giá trị dinh dưỡng cao [13] 1.1.2.2. Phân loại cream Đối với trường hợp cream có hàm lượng chất béo khác nhau, người ta phân loại chúng theo độ chua Bảng 1.1 Phân loại cream theo độ chua [4 – trang 178] Hàm lượng chất béo của cream, % Độ chua của cream, oT (không quá) Loại I Loại II 20-25 26-31 32-37 38-43 16 15 14 13 20 19 17 16 1.1.2.3. Một số chỉ tiêu của SMP về cream [4 – trang 178] SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 10 Bảng 1.2 Các chỉ tiêu về cream STT Chỉ tiêu Cream Loại I Loại II 1 Mùi vị Thơm mát, hoàn toàn không có vị lạ Có thể mùi vị lạ (thức ăn…) 2 Trạng thái Đồng nhất, không có bơ vón cục Đồng nhất, có thể cục vón của bơ 3 Độ chua, oT (32-37% chất béo) 14 17 4 Độ bền với nhiệt độ Protein không đông tụ dưới dạng hạt lớn vốn Có thể có lởn vởn của protein bị đông tụ 5 Vi sinh vật tổng số, thời gian mất màu Trên 3h Dưới 3h 6 Nhiệt độ < 10 < 10 1.2. Tổng quan về phô mai 1.2.1. Giới thiệu về phô mai Phô mai là một dạng thức ăn giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa và cũng là một phương pháp để bảo quản sữa. Phô mai là sản phẩm đặc hay bán lỏng dạng tươi hay chín được làm từ việc đông tụ sữa bằng rennet hay các chất gây đông tụ khác rồi làm ráo nước [12] Phô mai có đến hàng nghìn loại khác nhau, tùy theo đặc điểm mùi vị, hình dáng, hàm lượng chất béo [4 – trang 147] Phô mai là loại thực phẩm có nguồn gốc từ sữa, được dùng rất rộng rãi trong các món ăn Tây phương. Người Việt hay gọi phô mai (hay pho mát). Phô mai (tiếng Anh – cheese, tiếng Pháp – fromage) là sản phẩm được lên men hay không được lên men (tức là loại phô mai chịu tác động ít nhất của quá trình lên men lactic) chủ yếu từ thành phần casein của sữa tạo thành dạng gel mất nước. Phô mai giữ lại hoàn toàn lượng chất béo SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 11 ban đầu gọi là phô mai béo. Ngoài ra trong sản phẩm còn chứa một ít lactoza dưới dạng acid lactic và một tỷ lệ khác nhau về chất khoáng. Theo định nghĩa của PAO/ WHO, phô mai là protein của sữa được đông tụ, tách bớt whey ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín. Phô mai là một sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa (sữa bò, sữa dê…) với sự tham gia của một số nhóm sinh vật. Đây là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu [2 – trang 235] Phô mai được coi là sản phẩm sữa. Phô mai chứa một lượng protein, chất béo tương đối cao nên độ sinh năng lượng tương đương với thịt heo (2.500 – 4.500 kcal). Các protein, chất béo trong phô mai đều ở dạng cơ thể dễ hấp thu, có đầy đủ các acid amin không thay thế, các vitamin (A, B1, B2, C…), các chất khoáng [4 – trang 147] 1.2.2. Phân loại phô mai  Phân loại theo tác nhân đông tụ casein là renin hay là acid. Có một số loại vừa là kết quả của sự đông tụ casein bằng acid và bằng cả renin. Ví dụ loại cottage  Phân loại theo hàm lượng nước: o Pho mai rất cứng: w < 47% o Phô mai cứng: w < 56% o Phô mai cứng vừa: w = 54 – 63% o Phô mai mềm: w = 78 – 87% Hàm lượng nước thấp, phô mai cứng như Cheddar, Emmenthat, loại Camember, Brie là phô mai mềm.  Phân loại dựa vào loại vi khuẩn dùng khi ủ chín phô mai. Đa số các loại phô mai đều “chín” nhờ tác động của vi khuẩn lactic. Bảng 1.3 Phân loại phô mai dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phô mai Loại sản phẩm Đặc điểm Phô mai tươi Không qua giai đoạn ủ chín Phô mai có qua giai đoạn ủ chín * Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ chín: - Vi khuẩn. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 12 - vi khuẩn và nấm mốc. * Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu: - trên bề mặt khối phô mai. - Trong bề sâu khối phô mai. Một số loại như Camember quá trình chính lại do tác động của mốc trắng (white moulds); hoặc Roquefort và Gorgonzola do tác động của mốc xanh (blue moulds).  Phân loại dựa vào cấu trúc của phô mai. Loại có lỗ hổng hình tròn (round – eyed texture) được tạo thành trong quá trình ủ chín do CO2. Loại có lỗ hổng hình hạt (granular texture) do không khí lọt vào giữa các hạt phô maitrong quá trình đổ khuôn hoặc loại có cấu trúc chặt, không có lỗ hổng. Sản xuất phô mai đòi hỏi vốn đầu tư lớn, có máy móc thiết bị hoàn chỉnh và phải có nguồn sữa dồi dào [4 – trang 147, 148] Ngoài ra còn có một loại phô mai đặc biệt khác được gọi là phô mai nấu chảy được sản xuất từ một số loại phô mai khác [3 – trang 236]  Dựa vào hàm lượng chất béo có trong phomai(FDB): Lượng chất béo trong phô mai (g) × 100% FDB = Tổng khối lượng phô mai (g) – Lượng chất béo trong sản phẩm (g) Bảng 1.4 Phân loại phomai theo giá trị FDB Loại sản phẩm Giá trị FDB (%) Phomai có hàm lượng béo rất cao > 60 Phomai có hàm lượng béo cao 45 – 60 Phomai có hàm lượng béo trung bình 25 – 45 Phomai có hàm lượng béo thấp 10 – 25 Phomai gầy < 10 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 13 1.2.3. Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phô mai Sản xuất phô mai gồm 4 giai đoạn chính, trong đó các vi sinh vật đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình chế biến [4][6 – trang 98] Giai đoạn làm đông sữa Về mặt hóa lí học, hiện tượng đông tụ sữa được thể hiện bằng sự kết tụ giữa các mixen casein để tạo ra gen đặc. Để thực hiện quá trình kết tụ trong sản xuất phô mai, cần thiết phải có một lượng acid lactic và men dịch vị được lấy từ múi khế của dạ dày bê để làm đông tụ sữa khi chế biến phô mai. Quá trình được tiến hành như sau: Sữa sau khi được khử trùng theo phương pháp pasteur ở 85 – 900C trong 15 – 20 phút, được đem đi xử lí bằng renin – là enzyme do niêm mạc dạ dày tiết ra. Dạ dày này là của động vật nhai lại còn non (bê, cừu non) được nuôi bằng sữa. Khi cho renin với một lượng nhỏ vào sữa, sau một thời gian nhất định sữa sẽ đông lại thành một khối nhầy phủ gelatin, mềm dẻo, không thấm nước. Để làm đông tụ sữa, ngoài vai trò của enzyme (renin) người ta còn sử dụng vi khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic được tạo điều kiện hoạt động ở 300C. Khi tiến hành làm đông tụ sữa, người ta cấy vi khuẩn lactic vào môi trường sữa. Quá trình lên men lactic được tiến hành, chuyển đường lactose của sữa thành acid lactic. Kết quả là quá trình này cũng gây ra sự đông tụ sữa như đã trình bày ở trên (các sợi mixen của casein sữa lại kết thành cục rắn chứa huyết thanh sữa ở bên trong). Các khảo sát bằng thực nghiệm cho thấy: 3/4 số vi khuẩn lactic sẽ nằm trong cục rắn, 1/3 số vi khuẩn lactic còn lại sẽ nằm trong dịch huyết thanh ở bên ngoài cục rắn của sữa. Đồng thời khi có quá trình lên men lactic xảy ra, pH của môi trường sẽ giảm về môi trường acid là pH thích hợp cho hoạt động của enzyme đông tụ sữa, điều này đưa đến sự đông tụ sữa càng xảy ra nhanh hơn. Ở giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme renin, casein và paracasein của sữa sẽ bị phân giải tạo pepton và amino acid (tyrosine, tryptophan …) tập trung lại trong cục đông. Huyết thanh sữa ở bên ngoài cục đông tồn tại ở dạng dung dịch. Giai đoạn nén ép cục đông sữa để tách huyết thanh sữa (giai đoạn khử nước) SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 14 Tiếp theo giai đoạn trên là giai đoạn tiến hành ép cục sữa để tách huyết thanh ra khỏi cục đông sữa. Quá trình này tiến hành trong 20 –24 giờ, ở 30 – 350C. Trong thời gian này, quá trình lên men lactic vẫn tiếp tục. Sau khi ép huyết thanh ra khỏi cục đông sữa, số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g phô mai đạt đến hàng tỉ. Phô mai lúc này có thành phần chủ yếu là casein và lipit. Khi ép phần huyết thanh bị loại ra ngoài cục đông sữa có thành phần gồm đường lactose, lactalbumin, lactoglobulin … Giai đoạn muối phô mai Ngay sau khi ép cục đông để tách huyết thanh, phô mai được ngâm vào bể nước muối NaCl với nồng độ 24% trong vài ngày để tăng vị mặn cho phô mai, tạo sự đồng nhất về thành phần cho khối phô mai và ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật có hại, chủ yếu là trực khuẩn đường ruột. Kết quả của quá trình ngâm muối nói trên là các chất ở bề mặt của khối phô mai như đường, muối khoáng sẽ khuếch tán ra ngoài, ngược lại muối NaCl từ ngoài dung dịch ngâm sẽ thấm vào bên trong khối phô mai. Muối ăn thấm vào lớp bề mặt của phô mai, tạo lớp bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật có hại. Giai đoạn ủ chín phô mai Ở giai đoạn cuối cùng này phô mai được đưa vào hầm làm chín ở 50 – 570C, có độ ẩm là 80 – 90%. Quá trình làm chín phô mai kéo dài khá lâu, từ vài tháng đến hàng năm, bao gồm nhiều khâu chuyển hóa hóa sinh rất phức tạp, có nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau tham gia cùng với men đông tụ sữa. Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza đã bị tách hầu hết trong giai đoạn ép nén. Trong khối phô mai, vi khuẩn propionic hoạt động mạnh, lên men lactic thành acid propionic, acid axetic và CO2. Cả hai acid này làm cho phô mai có vị chua, hăng đặc biệt. Sự lên men propionic sẽ kết thúc sau 2 ÷ 2,5 tháng. Giai đoạn này gọi là quá trình ủ chín. Tuy vậy, quá trình ủ chín phô mai vẫn được tiếp tục một thời gian nữa cho phô mai hoàn toàn chín. Trong thời gian này casein tiếp tục được phân giải thành đạm dưới tác dụng của enzym renin và vi khuẩn lactic. Khi phô mai chín thì 2/3 casein được phân giải thành pepton, acid amin và một ít NH3. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 15 Sau khi chế biến xong, trước khi được cắt ra và đóng gói, phô mai được khử trùng bằng cách chiếu tia tử ngoại. Việc đóng gói thường sử dụng những bao bì đặc biệt như dùng oliofilm (cao su xử lí bằng HCl), rilsan (protein của dầu thầu dầu), giấy kim loại (giấy thiếc)… Việc đóng gói được tiến hành trong điều kiện vô trùng. Cuối cùng ta được thành phẩm. 1.2.4. Một số nguyên liệu sử dụng trong chế biến phô mai từ sữa bột gầy 1.2.4.1. Giống vi sinh vật  Vi khuẩn lactic:  Lactobacillus: L.lactic, L.bulgaricus, L.helveticus, L.casei…  Streptococus: S.lactic subsp diacetilactic, S. cremoris, S.thermophillus  Leuconostoc  Là những vi khuẩn ưa ấm hoặc ưa nhiệt với cơ chế lên men đồng hình hoặc dị hình  Vai trò: tạo acid lactic trong quá trình lên men góp phần gây đông tụ sữa và tạo độ chua cho khối đông.  Một số chủng còn tham gia vào quá trình chuyển hóa acid citric, quá trình phân giải protein…để tạo nên giá trị cảm quan và các chỉ tiêu hóa lý đặc trưng cho phô mai thành phẩm.  Nấm mốc: Penicillium candidum, P.glaucum, P.roqueforti, P.cammenberi  Chúng sản sinh các proteolytic và lipolytic giúp cho quá trình chín tới và tạo hương vị đặc trưng.  Ngoài ra còn góp phần cho việc trung hòa pH của sản phẩm để thích hợp cho hoạt động của các enzyme tạo mùi.  Nhóm vi khuẩn propionic: giống propionibacterium được sử dụng giai đoạn ủ chín trong một số loại phô mai với mục đích tạo nên những lỗ hổng trong cấu trúc một số phô mai cứng và góp phần tạo nên hương vị đặc trưng cho sản  Các VSV khác: được bổ sung vào để tạo màu, tạo mùi đặc trưng cho từng loại phô. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 16 Ví dụ như: vi khuẩn Brevibacterium dùng để tạo màu cho phô mai, một số loại nấm men sử dụng cho việc tạo hương. 1.2.4.2. Chất tạo đông Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất là rennet (chymosin). Ngày nay, người ta có thể sử dụng rennet kết hợp với các tác nhân đông tụ khác như một số chế phẩm protease có nguồn gốc từ vi sinh vật và thực vật. Khả năng gây đông tụ sữa của rennet được đánh giá thông qua hoạt tính đông tụ sữa. Các chế phẩm rennet thương mại có dạng bột mịn hoặc dạng lỏng. Hoạt tính đông tụ sữa của chúng thường giao động 1:10.000 ÷ 1:15.000. Chế phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (4 – 60C). 1.2.4.3. Chất béo Để sản xuất phô mai có hàm lượng béo cao, người ta sử dụng thêm cream hoặc bơ. Các chất béo này cần phải đạt các yêu cầu nghiêm ngặt về vi sinh vật [6 – trang 238] 1.2.5. Tình hình sản xuất phô mai Phô mai có mùi vị thơm ngon, kích thích quá trình tiết dịch tiêu hóa, làm tăng khả năng đồng hóa thức ăn cho cơ thể. Phô mai tuy chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam, nhưng là một thực phẩm rất phổ biến và hợp khẩu vị của người Châu Âu, Châu Mĩ. Ở Pháp, trung bình hàng năm mỗi người sử dụng 26 ÷ 28 kg phô mai các loại. Sản phẩm phô mai đã được nhập khẩu vào Việt Nam từ vài chục năm trước đây. Đến nay, một số công ty chế biến sữa trong nước đã bắt đầu sản suất vài loại phô mai đơn giản. 1.2.5.1. Tình hình trên thế giới Tập đoàn Bel của Pháp vừa giới thiệu đến thị trường Việt Nam sản phẩm mới: phô mai Belcube. Bel cho ra đời dòng sản phẩm phô mai với nhiều hình thức độc đáo và đa dạng về hương vị cho khách hàng dễ lựa chọn. “Phô mai Belcube. Vuông mới vui” với 15 miếng phô mai xinh xắn trong mỗi hộp chứa đựng những hương vị khác nhau, bao gồm: + Hộp xanh dương: Vị phô mai nguyên chất. + Hộp xanh lá cây: gồm có vị cà chua, vị phô mai nguyên chất và thịt giăm bông. + Hộp vàng: gồm có vị phô mai xanh, phô mai nguyên chất và phô mai Cheddar. + Hộp đỏ: gồm có vị pizza, phô mai nguyên chất và thịt hun khói. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 17 Phô mai có ở Việt Nam từ những năm 1940 và đã được cải tiến phù hợp với khẩu vị của người Việt Nam. Hiện nay, thị phần phô mai của Bel đang đứng đầu tại Việt Nam (54% thị phần năm 2007), và đang tăng trưởng rất nhanh. Bel là tập đoàn đa quốc gia của Pháp, chuyên về sản xuất những loại phô mai chất lượng chính hãng phù hợp với khẩu vị của mỗi người. Tập đoàn có 11,000 nhân viên làm việc trên toàn cầu và mạng lưới phân phối tại 120 quốc gia khắp thế giới với các thương hiệu như: Con Bò Cười (La Vache qui rit), Mini Babybel, Kiri, Leerdammer, và giờ đây là Belcubes. Với doanh thu hằng năm đạt 1,7 tỉ Euro (2005), Bel đã duy trì được mức tăng trưởng ổn định dựa trên sự phối hợp của chiến lược tập trung lợi nhuận và đẩy mạnh vị trí dẫn đầu tại các thị trường. 1.2.5.2. Tình hình trong nước Theo TS. Phương, trong số các sản phẩm truyền thống từ đậu nành có chao là sản phẩm duy nhất được coi là xuất phát điểm để chế biến phô mai đậu nành. Để sản xuất phô mai đậu nành, nhóm nghiên cứu đã mua các đậu hũ ngoài chợ. Sau đó, nhóm đã dùng một số chủng vi khuẩn có sẵn trong sưu tập giống của Viện Sinh học Nhiệt đới, đặc biệt là vi khuẩn lactic (Lactobacillus sp.) phân lập từ sữa đậu nành lên men tự nhiên. Sau thời gian bảo quản và ủ chín ở các điều kiện khác nhau, nhóm đã sản xuất được 3 loại phô mai khác nhau. Sản phẩm phô mai 1 có màu vàng ngà, mịn, mùi thơm nồng, vị béo và không đắng. Sản phẩm thứ 2 có màu trắng bông của một loại mốc trắng dai, mềm, mịn và nhuyễn. Mùi thơm của sản phẩm thứ 2 có mùi thơm đặc trưng của loại mốc tạo ra nó, còn vị thì béo và không đắng. Sản phẩm thứ 3 lại có màu trắng ngà, lốm đốm xanh. Cấu trúc của phô mai này mềm và nhuyễn. Mùi vị thơm, béo và mặn. Ngày 24/10. TS. Sinh học Lê Chiến Phương - Viện Sinh học Nhiệt đới TP.HCM, cho biết: Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Sinh học Nhiệt đới TP.HCM vừa sản xuất thành công phô mai và mì ăn liền từ đậu nành. Các sản phẩm này đã được đem sản xuất thử ở quy mô pilot từ tháng 8/2006 - 8/2007. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 18 PHẦN 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ Ủ hoàn nguyên 2 – 6 0 C Sữa bột gầy Hoàn nguyên 45- 50 0 C Cân định lượng Thanh trùng (75 0 C trong 40 giây) và làm lạnh (4 – 60C) Kiểm tra và làm sạch Sữa sau hoàn nguyên Nước 45 – 500C Chất ổn định Gia nhiệt 600C Đồng hoá lần 1 (180  200 bar) Tiêu chuẩn hóa Cream CaCl2 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 19 2.1. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 2.1.1. Thu mua và kiểm tra chất lượng nguyên liệu + Chất lượng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của phô mai thành phẩm nên trước khi đưa vào sử dụng sản xuất cần phải qua khâu kiểm tra, đánh giá và phải đạt các tiêu chuẩn của nhà cung ứng và của nhà máy về các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh. + Yêu cầu của sữa nguyên liệu dùng để sản xuất phô mai Sữa dùng để sản xuất phô mai không những phải là sữa tốt, đạt các tiêu chuẩn hóa lý, sinh học như để sản xuất các sản phẩm sữa lên men khác mà còn có yêu cầu đặc biệt Thanh trùng (720C trong 15 giây) và làm nguội (22- 24 0 C) Đồng hóa Hoạt hoá giống Enzyme chymosin Lên men (30-22 0 C) Đông tụ (18-220C) Giống Tách huyết thanh sữa, 18  20 0 C, 8  20h W=58% Rót hộp W= 85% Phô mai tươi Xck= 42%, W=58% Bảo quản 4  6 0 C Huyết thanh Bao bì sạch Vô trùng SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 20 khác, đó là khả năng đông tụ bằng renin và khả năng tách whey của hạt pho mát. Những khả năng này (đặc tính này) phụ thuộc vào từng giống bò, thậm chí vào từng con riêng biệt. Yếu tố về thời tiết các mùa trong năm cũng ảnh hưởng đến tính chất này của sữa. Người ta khắc phục bằng cách bổ sung CaCl2, lên men phụ… Kiểm tra khả năng đông tụ của sữa: cho 10ml sữa + 1ml 0,02% dung dịch renin, khuấy trộn đều rồi đặt vào cách thủy 35oC, theo dõi sự đông tụ. Nếu sữa đông tụ trong thời gian:  Không quá 15 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ nhanh  Khoảng 15 – 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ bình thường  Hơn 40 phút: thuộc nhóm sữa đông tụ chậm Acid citric rất cần cho sự tạo thành chất thơm. Trong sữa bò trung bình có 0,2% acid citric. Trong quá trình lên men sữa và cream, các vi khuẩn tạo chất thơm (Streptococus diacetylatic, Lactobacillus cremoris) có thể chuyển hóa lactoza và acid citric thành acid lactic, acid acetic, CO2, diacetyl. Bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, các tác động cơ học hoặc xử lý sữa ở nhiệt độ cao đều ảnh hưởng tới khả năng đông tụ, tính thích ứng của sữa đó đối với việc sản xuất phô mai [4 – trang 148] 2.1.2. Định lượng  Mục đích: Định lượng sữa bột gầy cần dùng cho công đoạn hoàn nguyên.  Tiến hành: sữa bột gầy được kiểm tra rồi được xe nâng vận chuyển tới cân định lượng rồi đưa vào phễu trộn để khuấy trộn và được bơm qua thùng hoàn nguyên. 2.1.3. Hoàn nguyên sữa bột gầy  Mục đích: Chuyển sữa bột từ dạng bột sang dạng lỏng giống như sữa tươi ban đầu.  Tiến hành + Quá trình hoàn nguyên sữa bột gầy bằng cách cho sữa bột vào thùng có cánh khuấy đã chứa sẵn lượng nước nhất định có nhiệt độ 45-500C. Trong quá trình hoàn nguyên, cánh khuấy được hoạt động liên tục nhằm phân tán đều bột sữa trong nước, tăng khả SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 21 năng hoà tan, tránh vón cục, đồng thời chất ổn định cũng được bổ sung vào nhằm ổn định trạng thái của sữa, giảm thời gian ủ hoàn nguyên sau này. Chất phá bọt cũng được cho vào ở đây nhằm tránh tạo bọt. + Nước dùng cho hoàn nguyên là nước đã qua khâu kiểm tra xử lí đạt yêu cầu. 2.1.4 Đồng hoá lần 1 - Mục đích: Vì các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành màng gây nên sự phân lớp. Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mất ổn định trạng thái của sữa trong quá trình bảo quản. Vì vậy đồng hóa nhằm làm giảm kích thước của các cầu béo, làm chúng phân bố đều trong sữa. Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến sữa bổ sung chất béo, vì nó làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo. - Tiến hành: Sữa sau hoàn nguyên được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm ly tâm. Các tiểu cầu béo bị phá vỡ và giảm kích thước khi đi qua khe hẹp với tốc độ cao ở áp suất 180  200 bar. Do khe hẹp có cấu tạo với tiết diện giảm dần, tốc độ chuyển động của sữa sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe. Ngoài ra khi thoát ra khỏi khe hẹp các cầu béo tiếp tục bị va đập vào bề mặt cứng làm chúng bị vỡ ra và làm giảm kích thước hạt. Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa. 2.1.5. Thanh trùng và làm lạnh  Mục đích Tiêu diệt một phần vi sinh vật và vô hoạt một phần enzyme có sẵn trong sữa nhằm tránh những bất lợi cho công đoạn tiếp theo, nhất là công đoạn ủ hoàn nguyên trong thời gian khá dài.  Tiến hành Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng, nhiệt độ thanh trùng là 750C, thời gian thanh trùng là 40 giây. Sau đó sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ 4  60C. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 22 2.1.6. Ủ hoàn nguyên  Mục đích: Sữa được ủ trong thời gian dài ở nhiệt độ thấp nhằm để nó dần dần trở lại trạng thái của sữa tươi nhưng vẫn đảm bảo hạn chế về sự phát triển của một số vi sinh vật. Các muối khoáng có trong sữa đặc biệt là ion canxi sẽ liên kết với casein là một loại protein chiếm phần lớn trong sữa để tạo thành caseinat canxi ở trạng thái hòa tan nên giúp cho sữa có trạng thái đồng nhất tốt. Đây là một trong những công đoạn quan trọng quyết định đến chất lượng phô mai.  Tiến hành + Sữa sau khi thanh trùng và làm lạnh từ thùng chứa sẽ được bơm qua bồn ủ hoàn nguyên có bảo ôn nhiệt độ. Nhiệt độ ủ 4-6 0C trong thời gian 4-8 giờ. + Mỗi bồn hoàn nguyên đựợc gắn một cánh khuấy nhỏ nằm sát đáy và được bật chạy liên tục trong suốt quá trình ủ hoàn nguyên. Kết thúc quá trình ủ, dịch sữa đạt trạng thái đồng nhất như sữa tươi, sữa này đưa đi qua thiết bị chứa đựng để chuẩn bị chuyển sang thiết bị tiêu chuẩn hóa. 2.1.7. Tiêu chuẩn hoá  Mục đích Điều chỉnh hàm lượng chất béo và chất khô của dịch sữa đạt yêu cầu công nghệ. Nguyên liệu sản xuất chính của dây chuyền này là sữa bột gầy nên tiêu chuẩn hóa thực chất là bổ sung thêm mỡ sữa để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu của sản phẩm, vì vậy cần bổ sung một lượng cream xác định vào để dịch sữa đạt 3,5% béo.  Tiến hành Sữa từ thùng chứa sữa sau hoàn nguyên được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá, cream 41% được hâm nóng trở thành dạng lỏng rồi được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá đã chứa sẵn dịch sữa với tỷ lệ đã tính trước, cánh khuấy của thùng hoạt động liên tục làm tăng khả năng phân tán mỡ sữa trong khối sữa, ngăn chặn quá trình tách pha, tăng hiệu quả của quá trình đồng hoá. Đồng thời CaCl2 cũng được bổ sung vào. 2.1.8. Gia nhiệt SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 23 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. Sử dụng thiết bị gia nhiệt dạng hình trụ đứng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 600C. 2.1.9. Đồng hoá  Mục đích + Vì các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành màng gây nên sự phân lớp. Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mất ổn định trạng thái của sữa trong quá trình sản xuất. Vì vậy đồng hóa nhằm làm giảm kích thước của các cầu béo, làm chúng phân bố đều trong sữa, ta tiến hành đồng hóa hỗn hợp dưới tác dụng của áp lực cao khoảng 200 - 250bar, ở nhiệt độ 65 - 700C. + Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến phô mai làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo.  Tiến hành + Sữa sau khi gia nhiệt được bơm qua máy đồng hóa nhờ bơm ly tâm. Các tiểu cầu béo bị phá vỡ và giảm kích thước khi đi qua khe hẹp với tốc độ cao ở áp suất 200  250bar. Do khe hẹp có cấu tạo với tiết diện giảm dần, tốc độ chuyển động của sữa sẽ tiếp tục tăng cao khi chảy qua khe. Ngoài ra khi thoát ra khỏi khe hẹp các cầu béo tiếp tục bị va đập vào bề mặt cứng làm chúng bị vỡ ra và làm giảm kích thước hạt. + Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa. 2.1.10. Thanh trùng và làm nguội * Mục đích: Quá trình thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật và enzyme có trong sữa, làm biến tính một phần các protein trong sữa để thuận lợi cho công đoạn lên men. * Tiến hành + Dịch sữa trong thùng tạm chứa sau đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng ở chế độ: 720C trong thời gian 15 giây, tiếp theo sẽ được làm nguội về 22 - 240C. + Quá trình thực hiện trong một công đoạn khép kín, hoàn toàn tự động hóa. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 24 2.1.11. Lên men - Mục đích: Chuyển hoá một phần đường trong sữa và đường saccharose được bổ sung thành axit lactic. Làm giảm pH tạo điều kiện thích hợp cho protein sữa đông tụ… Kết quả là tạo ra sản phẩm phô mai có độ đặc, độ mịn và độ nhớt thích hợp. - Tiến hành: Sữa đã làm nguội được đưa vào thiết bị lên men 2 vỏ có cánh khuấy, giống vi khuẩn lactic sử dụng cho nhà máy là Lactococcus cremoris được cấy vào sữa theo tỉ lệ 1  3%. Hỗn hợp được khuấy trộn đều để đạt được độ đồng nhất. Quá trình lên men lactic được thực hiện ở 20  22 0 C trong 1  2 giờ. Khi giá trị pH sữa giảm xuống 5,8 thì được bơm qua bể đông tụ. Phô mai tươi được làm theo phương pháp chua hoặc phương pháp men chua. Phương pháp này hiệu quả tốt đối với loại phô mai không béo [3 – trang 149] + Đầu tiên, ta cấy giống, sử dụng vi khuẩn lactic và tiến hành nhân giống trong môi trường sữa có hàm lượng chất khô: 10-11% (môi trường được thanh trùng ở nhiệt độ: 110-1150C, trong thời gian 10 phút), thực hiện ở 280C. + Thường sử dụng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm để sản xuất phô mai tươi: Lactococcus cremoris, Leuconotoc lactis, Leuconótoc cremoris… + Sau khi nhân giống, ta cấy vi khuẩn lactic này vào sữa theo tỉ lệ: 5 - 8% (v/v) và bắt đầu khuấy trộn canh trường đạt đến mức độ đồng nhất để thực hiện quá trình lên men. + Tiến hành lên men ở: 28-300C, sau 6 - 8h khi pH của sữa giảm xuống còn 5,8, độ chua quện sữa đạt 65 - 70oT, ta bơm hỗn hợp qua bồn đông tụ và cho enzyme chymosin vào để tiến hành đông tụ [4 – trang 149] 2.1.12. Đông tụ và tách huyết thanh * Mục đích: Sử dụng enzyme chymosin để chuyển casein trong sữa từ dạng keo sang khối đông với cấu trúc gel. * Tiến hành: + Với hoạt tính đông tụ: 1/10000 thì lượng chế phẩm enzyme cần sử dụng trung bình 5- 10g/100kg sữa. + Để thực hiện, trước tiên ta hòa tan lượng rennet với nước theo tỉ lệ 1/10 rồi cho vào bồn đông tụ, và duy trì ở nhiệt độ: 280C. Trong quá trình đông tụ: vi khuẩn lactic vẫn tiếp tục SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 25 lên men tạo axit lactic làm giảm pH của sữa đồng thời cũng tổng hợp nhiều sản phẩm phụ khác nhau tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm phô mai. + Thời gian quá trình đông tụ tính từ lúc cho enzyme vào sữa và kéo dài khoảng 4 - 6 giờ. Sản phẩm phô mai blanc nếu được sản xuất theo phương pháp thủ công có thời gian đông tụ dài hơn tối đa 18 giờ. Tại thời điểm kết thúc quá trình đông tụ, giá trị pH giảm xuống 4,50 – 4,55. + Ở đây nhà máy sử dụng thiết bị đông tụ sữa thế hệ mới là thiết bị có dạng hình trụ, nằm ngang và được đặt lên 4 chân đỡ. Xung quanh thiết bị là lớp vỏ áo chứa tác nhân điều nhiệt, trên trục chính của thiết bị bố trí cánh khuấy và dao cắt, hệ thống được xoay nhờ motor trong quá trình sử dụng. Bộ phận tách huyết thanh sữa là một ống hình trụ có đục lỗ nhỏ, nhờ đó các khối đông được giữ lại còn huyết thanh sữa sẽ được bơm đưa ra ngoài. Ngoài ra thiết bị còn có đầu phun giúp đưa chất tẩy rữa vào vệ sinh thiết bị theo chế độ tự động và nắp đậy có thể tháo rời để quan sát và phục vụ cho việc vệ sinh khi cần thiết. 2.1.13. Rót sản phẩm Phô mai sau khi tách huyết thanh được bơm qua thiết bị rót. Toàn bộ quá trình được thực hiện trên máy rót và bao gói tự động Benco Pak. Quá trình rót và đóng nắp được thực hiện trong điều kiện vô trùng để tránh nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm. Sản phẩm sau khi rót hộp được bảo quản lạnh 4  6 0 C. Quá trình bao gói được thực hiện thủ công trong khu vực đảm bảo điều kiện vệ sinh vô trùng để tránh nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm và bảo quản ở kho lạnh có nhiệt độ thấp từ 2-4oC. Hệ vi sinh vật trong phô mai sẽ tiếp tục thực hiện quá trình trao đổi chất trong suốt thời gian bảo quản sản phẩm. Do đó yêu cầu bao bì phải có độ thấm khí nhất định. Thông thường sử dụng bao bì có nguồn gốc cellulose [6 – Trang 240] 2.2. Các quá trình sinh hóa cơ bản xảy ra trong sản xuất phô mai Trong sản xuất phô mai có thể chia thành 2 giai đoạn, hai giai đoạn này liên quan chặt chẽ với nhau. Quá trình chín sinh học phụ thuộc không chỉ vào điều kiện, quá trình ngâm chín mà còn phụ thuộc vào chính điều kiện kết tủa casein bằng renin, xử lý hạt phô mai, nhiệt SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 26 độ đun lần 2 …Có thể nói rằng quá trình chín của phô mai bắt đầu từ rất sớm, tức là ngay từ lúc đông tụ. Tuy nhiên, sự biến đổi sâu sắc sinh hóa các thành phần của sữa (của phô mai) mà kết quả tạo ra mùi vị đặc trưng xảy ra chủ yếu ở giai đoạn 2. Ở giai đầu, sự đông tụ sữa bằng renin là quan trọng nhất. Kết quả của sự đông tụ này là tạo thành canxi paracaseinat – dưới dạng gel (curd). Tính chất của quện sữa này phụ thuộc vào số lượng và hoạt độ của rennin, lượng ion Ca2+ trong sữa và pH của sữa. Khi cho nhiều rennin hoạt tính cao vào sữa thì sự đông tụ càng nhanh và tăng lượng canxi hòa tan trong sữa, quện sữa sẽ mịn. Khi gia nhiệt sữa 70-80oC, canxi hòa tan sẽ chuyển thành canxi phosphate không hòa tan Ca3(PO4)2 tức là giảm ion Ca 2+, quá trình đông tụ sữa sẽ chậm lại, quện sữa không mịn. Khi pH càng thấp thì sự đông tụ càng nhanh. Tuy nhiên có giới hạn, ở pH = 6,2 là điều kiện tốt nhất rennin tác dụng. Nếu giảm pH thấp hơn nữa thì khi đó casein đông tụ không phải do rennin mà là do acid. Yếu tố thứ hai quan trọng là việc xử lý hạt phô mai tạo thành. Mục đích của quá trình này là loại bớt whey đến mức cần thiết. Trong quá trình ngâm chín phô mai, các thành phần của sữa biến đổi sâu sắc dưới tác dụng của các enzyme khác nhau:  Lactoza được chuyển hóa hoàn toàn đến acid lactic và hàng loạt các hợp chất khác.  Protein bị thủy phân một phần (phụ thuộc vào từng loại phô mai) đến peptid, acid amin.  Chất béo bị chuyển hóa tạo ra một số acid béo bay hơi và không bay hơi. Quá trình ngâm chín còn làm biến đổi cấu trúc, trạng thái của phô mai. Sự biến đổi các thành phần và cấu trúc trong quá trình ngâm chín là kết quả của sự tác động kết hợp giữa rennin và các vi khuẩn lactic. 2.2.1. Sự biến đổi của lactoza Dưới tác dụng của vi khuẩn lactic, lactoza bị biến đổi rất nhanh. Sau 5-10 ngày thì hầu như chấm dứt. Sản phẩm chính của sự biến đổi này là acid lactic. Vi khuẩn lên men SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 27 lactic đồng nhất chuyển hóa hoàn toàn lactoza thành acid lactic. Streptococus paracitrovorus 66%, và Streptococus diaxetilactic ở mức trung bình (theo Klimoxki). Độ acid của phô mai tăng rất nhanh ở những ngày đầu, sau đó chậm lại và ở cuối giai đoạn ngâm chín tăng rất chậm. Không phải toàn bộ lượng lactoza chuyển thành acid lactic với lượng tương ứng. Một phần lactoza được sử dụng cho các quá trình lên men khác để tạo thành diacetyl, aceton, acid bay hơi và rượu. Một phần acid lactic được tạo thành lại chuyển hóa tiếp dưới tác dụng của vi khuẩn để thành acid propionic, acid acetic, acid butyric, CO2… 3CH3CHOHCOOH 2CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O Acid lactic Acid propionic Acid acetic Acid lactic còn tương tác với các thành phần khác của phô mai như tham gia phản ứng trao đổi ion với các muối, tạo thành các phức với protein… Lượng acid lactic tạo thành ảnh hưởng đến chất lượng của phô mai. Nếu quá cao sẽ hạn chế sự phát triển của vi khuẩn lactic, làm thay đổi phức protein – canxi phosphate theo chiều hướng không có lợi cho trạng thái của phô mai. Ngược lại, nếu hàm lượng acid lactic thấp (pH > 6) tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn có hại hoạt động làm giảm chất lượng của phô mai. 2.2.2. Sự biến đổi của các protein Sự biến đổi sinh hóa các protein trong phô mai xảy ra chủ yếu ở giai đoạn ngâm chín. 90% nitơ hòa tan trong phô mai được tạo thành do kết quả của sự tác động phối hợp của renin và các proteaza vi khuẩn. Theo ý kiến của nhiều tác giả, renin có vai trò là tác nhân đông tụ sữa và thủy phân không sâu protein tạo thành một số sản phẩm có tác dụng thúc đẩy sự hoạt động của vi khuẩn lactic. Và chính proteaza của vi khuẩn lactic mới tiếp tục thủy phân protein. Các proteaza vi khuẩn phá vỡ các liên kết peptid, disunfit… tạo thành các proteoza, các polypeptide, peptid và cuối cùng thành các acid amin. Mức độ thủy phân protein được đánh giá qua các sản phẩm của quá trình này. Trong quá trình ngâm chín, một số acid amin bị phân hủy, một số khác lại biến đổi thành acid amin mới. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 28 Trong phô mai đã ngâm chín, người ta thấy vắng xerin và metionin vì rất có thể hai acid amin này đã được dùng làm nguyên liệu cho sự tổng hợp xistein. Homoxerin vừa được tạo thành có thể lại biến đổi thành acid -amino butyric. Arginin dưới tác động của arginaza (do vi khuẩn tạo ra) chuyển thành ornitin. Người ta cho rằng, acid -amino butyric được tạo thành từ acid glutimic nhờ tác động của decacboxylaza. Số lượng cũng như thành phần acid amin tự do trong phô mai phụ thuộc vào từng loại, phụ thuộc vào hàm lượng nước, vào nhiệt độ đun lần hai, vào thành phần chủng vi sinh vật… Trong quá trình ngâm chín, tổng hàm lượng acid amin tự do không ngừng tăng (mặc dù có thể hàm lượng của acid amin này giảm trong khi acid amin khác tăng). Người ta còn nhận thấy nếu tiếp tục quá trình ngâm chín đến một mức nào đó thì acid amin, dưới tác dụng của enzyme oxy hóa – khử của vi khuẩn sẽ tham gia hàng loạt chất mới có tác dụng tạo mùi vị cho phô mai. Trong nhiều loại phô mai, người ta tìm thấy acid phenylpropionic. Nó có thể đã được tạo thành từ sự deamin của phenylalanine. Phenylalanin cũng có thể phản ứng theo một cách khác để tạo thành acid phenylpropionic. 2.2.3. Sự biến đổi của chất béo Trong tất cả các loại phô mai, người ta đều tìm thấy các acid béo butyric, acetic … Acid acetic không phải là kết quả của sự thủy phân chất béo mà là kết quả của sự lên men lactoza. Acid formic là sản phẩm của sự chuyển hóa chất béo của vi khuẩn. Acid butyric có nhiều trong phô mai mềm. Sự chuyển hóa chất béo trong phô mai đã tham gia vào sự tạo thành mùi vị ở những mức độ khác nhau, trong đó phải kể đến protein và chất béo đóng vai trò hết sức quan trọng [4 – trang 172, 173] 2.2.4. Sự tạo thành các chất khí SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 29 Trong quá trình ngâm chín phô mai, hàng loạt các phản ứng hóa sinh đã xảy ra, kết quả giải phóng các loại khí ammoniac, cacbon dioxyt, hydro… các chất khí tạo thành trong khối hạt phô mai sẽ tạo thành lỗ hổng ở phô mai thành phẩm.  Ammoniac được tạo thành ở phản ứng deamin. Thông thường ammoniac tạo thành trên bề mặt ngoài của phô mai nơi mà ở đó phản ứng deamin xảy ra mạnh mẽ. Một phần ammoniac lại tích tụ ở dạng tự do. Đó cũng là lý do vì sao ở hầm bảo quản phô mai có mùi ammoniac.  Khí hydro được giải phóng trong quá trình lên men butyric của lactoza và từ quá trình hoạt động của vi khuẩn đường ruột. Khí hydro hòa tan kém trong nước, dễ dàng khuyếch tán do đó trong phô mai, lượng khí hydro rất nhỏ.  Tuy nhiên nếu quá trình lên men butyric xảy ra quá mạnh mẽ thì lượng hydro tạo ra sẽ rất nhiều, và khi đó các lỗ hổng trong phô mai là quá lớn.  Cacbon dioxyt chiếm tới 90% tổng số chất khí trong phô mai. Chất khí này được tạo thành trong quá trình chuyển hóa lactoza bới các vi khuẩn tạo mùi thơm, vi khuẩn propionic và vi khuẩn butyric. Cũng như từ quá trình khử CO2 của các acid béo và acid amin. Khí CO2 hòa tan tốt trong nước. Số lượng khí CO2 tạo thành dung dịch quá bão hòa trong khối phô mai. Do đó, khi gặp điều kiện thuận lợi thì giải phóng ra. Khí CO2 tích tụ trong các khoảng trống và lớn dần rồi tạo thành lỗ hổng. Khí CO2 giải phóng nhanh thì cùng một lúc có nhiều trung tâm tích tụ chất khí này, kết quả có nhiều lỗ hổng với kích thước nhỏ. Ngược lại, khí CO2 giải phóng chậm thì lỗ hổng tạo thành ít nhưng kích thước lớn hơn.  Người ta còn nhận thấy nếu dùng chủng chỉ gồm Streptococus lactic thì phô mai thành phẩm không có lỗ hổng. Trong khi đó Streptococus paracitrovorus lại có khả năng tạo khí nhiều nhất.  Ngoài CO2, NH3, H2 trong thành phần chất khí còn có O2 và N2. Có thể khí O2 và N2 đã lọt vào phô mai trong quá trình đổ hạt phô mai vào khuôn. O2 ảnh hưởng xấu tới chất lượng phô mai vì nó sẽ oxy hóa chất béo, tuy nhiên, O2 được vi khuẩn sử dụng nên mất đi rất nhanh [4 – trang 174, 175] SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 30 PHẦN 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 3.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy 3.1.1. Bảng nhập nguyên liệu Trong một năm sản xuất, nguyên liệu chính là sữa bột gầy được nhập về nhà máy theo biểu đồ sau: 3.1. Bảng nhập nguyên liệu Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sữa bột gầy x x x x x x x x x x x x + X: Nhà máy có nhập nguyên liệu 3.1.2. Biểu đồ sản xuất Nhà máy hoạt động với 1 dây chuyền sản xuất chính: Dây chuyền sản xuất phô mai tươi, năng suất 1,2 tấn năng lượng/ ca. Trong một năm, nhà máy sản xuất 12 tháng, tháng 11 thu mua nguyên liệu ít, do đây thường là tháng mưa, làm việc hai tuần đầu (được nghỉ 2 ngày chủ nhật) hai tuần sau dùng để đại tu phân xưởng, sản phẩm có thể tiêu dùng quanh năm. Các ngày chủ nhật và lễ tết trong năm nhà máy nghỉ sản xuất. Trong các tháng nghỉ chủ nhật (4 ngày) và các ngày lễ (tết dương lịch, giỗ tổ Hùng Vương (vào tháng 4 dương lịch), 30/4, 1/5, 2/9) ngày làm việc 2 ca. Ngày 1/5 trùng ngày chủ nhật nên tháng năm nghỉ 6 ngày (5 ngày chủ nhật và 1/5) Riêng tháng 1 được nghỉ ngày tết dương lịch, 5 ngày chủ nhật. Tháng 2 nghỉ 4 ngày chủ nhật, 4 ngày tết âm lịch (30, mồng 1,2,3) nên tháng 2 được nghỉ tổng cộng 8 ngày. Vậy số ngày đi làm của tháng 2 là 20 ngày (28 - 8). Các tháng 3, 4, 5, 6, 7, 8 làm việc 3 ca/ ngày. Các tháng 1, 2, 9, 10, 11, 12 làm việc 2 ca/ ngày Bảng 3.2. Biểu đồ kế hoạch sản xuất Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả năm SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 31 Phô mai Ngày 25 20 27 24 25 26 26 27 26 26 12 27 291 Ca 50 40 81 72 75 78 78 81 52 52 24 54 737 Tổng số ca sản xuất phô mai tươi: 737 ca/ năm Số ngày làm việc trong năm: 291 ngày Tháng Ca 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 I Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y II Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y III 0 0 Y Y Y Y Y Y 0 0 0 0 Y: Có sản xuất; 0: Không sản xuất 3.2. Tính cân bằng vật chất 3.2.1. Số liệu ban đầu + Nguyên liệu đầu: sữa bột gầy có hàm lượng chất khô 96,5%, cream 41% chất béo. + Năng suất 1,2 tấn NL/ ca. + Thành phần sản phẩm bao gồm: tổng chất khô 42%, muối 1,5%. Trong sản xuất sản phẩm phô mai, một số công đoạn có sự thay đổi ẩm cho nên hao hụt nguyên vật liệu trong các công đoạn đó bao gồm hao hụt về ẩm và hao hụt về khối lượng trong quá trình sản xuất. Ta có % hao hụt ẩm trong công đoạn so với nguyên liệu trước khi vào công đoạn được tính theo công thức: X = 2 21 W-100 WW   100 % W1: Độ ẩm ban đầu của nguyên liệu, %. W2: Độ ẩm sau của nguyên liệu, %. * Tính hao hụt ẩm cho các công đoạn có sự thay đổi ẩm + Công đoạn tách huyết thanh: X1 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 32 Giả sử khi đông tụ khối nguyên liệu có độ ẩm 82%. Ta có phô mai tươi thành phẩm có tổng chất khô là 42%. Vậy độ ẩm của phô mai tươi lúc này 58%. Vậy hao hụt ẩm trong công đoạn này là: X1 =    58100 5882 100 = 57,143 %. Bảng 3.3. Tiêu hao khối lượng qua từng công đoạn. STT Tên công đoạn % Hao hụt về khối lượng % Hao hụt ẩm Tổng % hao hụt cho mỗi công đoạn 1 Chuẩn hóa 0,5 0,5 2 Đồng hóa 1 1 3 Thanh trùng và làm nguội 1 1 4 Lên men 1,5 1,5 5 Đông tụ 1 1 6 Tách huyết thanh 1,5 57,143 58,643 7 Rót hộp 1 1 1. Lượng phô mai trước khi rót hộp: N1 N1 = 1,2 × 1100 100  = 1,212 (tấn/ca) 2. Lượng sữa trước khi tách huyết thanh: N2 N2 = N1 × 643,58100 100  = 1,212 × 643,58100 100  = 2,931 (tấn/ca) Tách huyết thanh Huyết thanh N2 N1 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 33 Lượng huyết thanh tách ra trong công đoạn tách huyết thanh H = 60,037% x N2 = 60,037% x 2,931 = 1,759 (tấn/ca) 3. Lượng sữa trước khi đông tụ: N3 N3 = N2 × 1100 100  = 2,931 × 1100 100  = 2,961 (tấn/ca) Để đông tụ, ta chọn enzyme renin có hoạt độ 1/10000. Sử dụng 5g/100kg nguyên liệu. Vậy lượng enzyme cần dùng: NE = N3 × 100 51000 = 2,961 × 100 51000 = 148,050 (g/ca) = 0,148.10 -3 (tấn/ca) 4. Lượng sữa trước khi lên men: N4 Lượng nguyên liệu và men giống trước khi vào thiết bị lên men: Nlm = N3 × 100 100 1,5 = 2,961 × 100 100 1,5 = 3,001 (tấn/ca) Lượng men giống được hoạt hóa lần 2 chiếm 1,5  2% [4, Trang 247] Chọn 2%, ta có: Nghh2 = Nlm × 2% = 3,001 × 2% = 0,060 (tấn/ca) Lượng men giống hoạt hóa chiếm 7% so với lượng men dùng để lên men [4, Trang 136] Nghh1 = Nghh2 × 7% = 0,060 × 7% = 0,004 (tấn/ca) Lượng men khô chiếm 0,1%: 0,004 × 0,1% = 0,004.10-3 (tấn/ca) Lượng môi trường hoạt hóa giống: Nmt = Nghh2 - Nghh1 = 0,060 - 0,004.10 -3 = 0,059 (tấn/ca) Vậy lượng nguyên liệu cần dùng để lên men: N4 = Nlm - Ng = 3,001 - 0,060 = 2,941 (tấn/ca) 5. Lượng dịch sữa trước khi thanh trùng: N5 N5 = N4 × 1100 100  = 2,941 × 1100 100  = 2,971 (tấn/ca) 6. Lượng dịch sữa trước khi đồng hóa: N6 N6 = N5 × 1100 100  = 2,971 × 1100 100  = 3,001 (tấn/ca) Lượng sữa và muối trước khi cho vào công đoạn phối trộn: SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 34 Yêu cầu của sản phẩm phải có 1,5% muối nên sau khi phối trộn phải đạt 1,5% muối. Gọi A là lượng muối dùng để phối trộn. C là dịch sữa và muối trước khi cho vào phối trộn. M4 là dịch sữa trước khi đưa vào phối trộn. Ta có phương trình cân bằng vật chất: Với C = 3,001 × 1100 100  = 3,031 (tấn/ca) Suy ra: Vậy: + Ta có nồng độ chất khô không muối của sữa sau khi vào phối trộn: 42% - 1,5% = 40,5% Phối trộn 1,5% muối Muối M4 M3 C = A + M4 70A = 1,5C 3,031 = A + M4 70A = 1,5 × 3,031 A = 0,065 (tấn/ca) M4 = 2,966 (tấn/ca) SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 35 + Nồng độ chất khô của sữa trước khi vào phối trộn: X% X% = %176,8 966,2 1100 100 001,381100 100 8  tpt spt M M 7. Lượng dịch sữa trước khi chuẩn hóa: N8 Gọi: A là lượng sữa nguyên liệu có hàm lượng chất khô a = 8,176%. B là lượng cream bổ sung vào có hàm lượng chất béo b = 41%. N7 là lượng nguyên liệu sau khi chuẩn hóa có tổng chất khô c = 18%. Ta có, phương trình cân bằng vật chất: E = N6 × 5,0100 100  = 3,001 × 5,0100 100  = 3,016 (tấn/ca) Suy ra: Vậy: Chuẩn hóa (E) B, b% A, a% N7, c% A + B = E A × a + B × b = E × c A + B = 3,016 A × 8,176% + B × 41% = 3,016 × 18% A = 1,199 (tấn/ca) B = 1,817 (tấn/ca) SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 36 - Lượng sữa nguyên liệu trước khi chuẩn hóa A = N8 = 1,199 (tấn/ca). - Lượng cream bổ sung vào B = 1,817 (tấn/ca). Theo tính toán ở trên, lượng sữa và cream đi vào thiết bị chuẩn hóa: E = 3,016 (tấn/ca) = 3016 (kg/ca). Ở công đoạn chuẩn hóa bổ sung CaCl2 với hàm lượng 0,5g/kg nguyên liệu. Vậy lượng CaCl2 cần bổ sung vào: MCaCl2 = 3016 × 0,5 = 1508 (g/ca) = 0,002 (tấn/ca). 3.2.2. Tính cân bằng vật chất Tổng lượng sữa - N8 = 1,199 (tấn/ca): Lượng sữa dùng để sản xuất phô mai. - Nmt = 0,059 (tấn/ca): Lượng môi trường hoạt hóa giống dùng cho dây chuyền sản xuất phô mai. → G = N8 + Nmt = 1,199 + 0,059 = 1,258 (tấn/ca). Bảng 3.4. Tiêu hao khối lượng qua từng công đoạn. STT Tên công đoạn Tiêu hao (%) 1 Cân định lượng 1 2 Hoàn nguyên 1 3 Đồng hóa lần 1 1,5 4 Thanh trùng và làm nguội 1 5 Ủ hoàn nguyên 1 6 Định lượng 0,5 1. Lượng dịch sữa trước khi định lượng: G1 G1 = G × 5,0100 100  = 1,258 × 5,0100 100  = 1,264 (tấn/ca) 2. Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn ủ hoàn nguyên: G2 G2 = G1 × 1100 100  = 1,264 × 1100 100  = 1,277 (tấn/ca) 3. Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn thanh trùng và làm lạnh: G3 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 37 G3 = G2 × 1100 100  = 1,277 × 1100 100  = 1,289 (tấn/ca) 4. Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn đồng hóa lần 1: G4 G4 = G3 × 5,1100 100  = 1,289 × 5,1100 100  = 1,309 (tấn/ca) 5. Tổng khối bột sữa gầy và nước nóng trước khi vào công đoạn hoàn nguyên 1,309 × 1100 100  = 1,322 (tấn/ca) Tính khối lượng bột sữa gầy và nước ấm dùng cho hoàn nguyên: + Gọi m là khối lượng sữa bột gầy có hàm lượng chất khô 96,5%. + n là khối lượng nước ấm cần sử dụng cho hoàn nguyên để được khối sữa sau khi hoàn nguyên có tổng hàm lượng chất khô là 8,176% . Ta có phương trình:  nmm  100 176,8 100 500,96 Mà m + n = 1,322 Từ đó ta tính được: m = 0,112 (tấn/ca); n = 1,210 (tấn/ca) Vậy khối lượng sữa bột gầy cần dùng cho công đoạn hoàn nguyên: G5 = m = 0,112 (tấn/ca). 6. Lượng sữa bột gầy cần cân định lượng: G6 G6 = G5 × 1100 100  = 0,112 × 1100 100  = 0,113 (tấn/ca) Vậy cần phải sử dụng 0,113 tấn sữa bột gầy nguyên liệu cho dây chuyền sản xuất của nhà máy trong 1 ca. 3.2.3. Tính toán bao bì + Tính số hộp Chọn hộp có dung lượng 200g = 0,2 kg Theo mục, ta có lượng phô mai trước khi đóng hộp: N1= 1,212 (tấn/ca) Số vỏ hộp phải dùng:    2,0 0001212,1 2H 6060 (hộp /ca) SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 38 Chọn hao hụt số hộp là 1%, số vỏ hộp thực tế phải dùng là:    1100 1006060 2ttH 6121,212  6121 (hộp/ca) Vậy số hộp thực tế cần dùng trong 1 ca sản xuất phô mai là 6121 (hộp) + Tính số thùng Chọn thùng carton chứa 48 hộp, vậy số thùng cần dùng là:  48 6121 2T 127,521(thùng/ca) Chọn hao hụt số hộp là 1%, số thùng giấy thực tế phải dùng là: 809,1281100 100521,127 2    tttT  129 (thùng/ca) Vậy số thùng thực tế cần dùng trong 1 ca sản xuất phô mai là 129 (thùng) 3.2.4. Tính tỉ trọng sau mỗi công đoạn Ta có, tỷ trọng của sản phẩm sữa tính theo công thức: W SNFF d   608,193,0 100 (g/cm 3 ) [1 , Trang 13] Trong đó: F: Hàm lượng chất béo có trong sữa (% khối lượng). SNF: Hàm lượng chất khô không béo có trong sữa (% khối lượng). W: Hàm lượng nước có trong sữa (% khối lượng) Tỉ trọng của sữa sau khi hoàn nguyên: Giả sử sữa sau khi hoàn nguyên có hàm lượng chất béo F1 = 3 %: SNF = 8,176% - 3% = 5,176%; W = 100% - 8,176% = 91,824% d1 018,1 824,91 608,1 176,5 93,0 3 100    (g/cm 3 ) Tỷ trọng sữa hoàn nguyên không thay đổi qua các công đoạn lọc và định lượng và bằng d1 Tỷ trọng của cream 40% là: SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 39 971,0 59 608,1 0 93,0 41 100 608,193,0 100 2 22 2      WSNFF d (g/cm 3 ) Tỷ trọng của sữa sau chuẩn hóa (d3) Lượng sữa hoàn nguyên vào sản xuất phô mai tươi N8= 1,199(tấn/ca) có hàm lượng chất khô a= 8,176%, chất béo F= 3% Lượng sữa sau chuẩn hoá: C’=3,031 (tấn/ca), a3 = 17% Vậy: Lượng chất khô không béo trong hỗn hợp chuẩn hóa %048,2100 031,3 )3176,8(199,1 100 )3(8 3      C aN SNF (g/cm3)990,0 83 608,1 048,2 93,0 )048,217( 100 608,193,0 100 W 608,193,0 100 3 333 3 33 3          W SNFSNFaSNFF d Tỷ trọng sữa sau chuẩn hóa, qua các công đoạn đồng hóa, thanh trùng, làm lạnh, lên men, đông tụ không thay đổi và bằng d3 Tỷ trọng của phô mai sau khi tách huyết thanh(d4) Lượng nguyên liệu trước khi tách huyết thanh N2= 2,931 có hàm l ượng chất khô không béo là SNF3=2,048% Lượng huyết thanh tách ra được: H= 1,759(tấn/ca) Lượng chất béo có trong phô mai tươi (có hàm lượng chất khô a5=42%) %392,37 759,1931,2 952,14931,2)048,217( 2 2 4        HN N F 989,0 )42100( 608,1 )392,3742( 93,0 392,37 100 608,193,0 100 4 44 4        WSNFF d (g/cm 3 ) Bảng 3.5. Bảng tổng kết bao bì bao gói Phô mai Số hộp 6121 (hộp/ca) 4511177 (hộp/năm) SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 40 Số thùng carton 129 (thùng/ca) 95073 (thùng/năm) Bảng 3.6. Bảng tổng kết cân bằng vật chất dây chuyền. Bảng 3.6.1. Bảng tổng kết năng suất qua mỗi công đoạn. STT Tên công đoạn Tỉ trọng d (g/cm 3 ) Năng suất Tấn/ca Lít/ca 1 Cân định lượng 0,113 2 Hoàn nguyên 1,018 1,322 974,314 3 Đồng hóa lần 1 1,018 1,309 964,733 4 Thanh trùng, làm lạnh 1,018 1,289 949,993 5 Ủ hoàn nguyên 1,018 1,277 941,149 6 Định lượng 1,018 1,264 931,568 7 Chuẩn hóa 0,990 3,016 2222,792 8 Đồng hóa lần 2 0,990 3,001 2211,737 9 Thanh trùng, làm nguội 0,990 2,971 2189,627 10 Lên men 0,990 2,941 2167,517 11 Đông tụ 0,990 2,961 2182,257 12 Tách huyết thanh 0,989 2,931 2160,147 13 Rót hộp 0,989 1,212 893,244 Bảng 3.6.2. Bảng tổng kết nguyên liệu chính qua các công đoạn. STT Tên công đoạn Năng suất Tấn/ca Tấn/năm 1 Cân định lượng 0,113 2273,062 2 Hoàn nguyên 1,322 2250,682 3 Đồng hóa lần 1 1,309 25281,940 4 Thanh trùng, làm lạnh 1,289 24902,972 5 Ủ hoàn nguyên 1,277 24653,808 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 41 6 Định lượng 1,264 24407,628 7 Chuẩn hóa 3,016 5011,628 8 Đồng hóa lần 2 3,001 7098,936 9 Thanh trùng, làm nguội 2,971 7028,066 10 Lên men 2,941 6957,942 11 Đông tụ 2,961 6993,750 12 Tách huyết thanh 2,931 6923,626 13 Rót hộp 1,212 2863,148 Bảng 3.6.3. Bảng tổng kết nguyên liệu phụ. Công đoạn Nguyên liệu Tấn/ca Tấn/năm Hoàn nguyên Nước 1,210 891,770 Chuẩn hóa Cream 1,817 1339,129 CaCl2 0,002 1,474 Lên men Men khô 0,004.10 -3 2,948.10 -3 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 42 PHẦN 4: CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ 4.1. Bảng tổng kết các thiết bị Lựa chọn thiết bị phù hợp sẽ đảm bảo nhà máy hoạt động liên tục và hiệu quả nhất. Trong một ngày sản xuất, dây chuyền có thể sản xuất từ 2 ca đến 3 ca. Để đảm bảo quá trình sản xuất ta dựa vào ngày có năng suất cao nhất để tính và chọn thiết bị. Số thiết bị n được tính theo công thức sau: Giả sử mỗi máy cần 30 phút để vệ sinh, khởi động và nghỉ giữa ca nên thời gian làm việc của máy là 7,5 giờ. Bảng 4.1. Bảng kê các thiết bị. STT Tên thiết bị 1 Cân định lượng 2 Thùng hoàn nguyên 3 Thùng chứa nước nóng dùng cho hoàn nguyên 4 Thiết bị đồng hóa lần 1 5 Thùng chứa sữa sau khi đồng hóa lần 1 6 Thiết bị thanh trùng, làm lạnh 7 Thùng chứa sữa sau khi thanh trùng, làm lạnh 8 Thùng ủ hoàn nguyên 9 Thiết bị định lượng sữa 10 Thùng chứa sữa sau khi định lượng 11 Thùng tiêu chuẩn hóa. 12 Thiết bị hâm cream 40% 13 Thùng chứa cream sau hâm 14 Thùng chứa sữa sau khi tiêu chuẩn hóa Năng suất của dây chuyền Năng suất của thiết bị n = SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 43 15 Thiết bị đồng hóa lần 2 16 Thùng chứa sữa sau khi đồng hóa lần 2 17 Thiết bị thanh trùng, làm nguội 18 Thiết bị lên men 19 Thùng hoạt hóa men giống 20 Bồn chờ trước khi vào thiết bị đông tụ và tách huyết thanh 21 Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh 22 Thùng chứa huyết thanh sữa 23 Thiết bị đóng hộp 4.2. Các thiết bị dùng cho dây chuyền 4.2.1. Cân định lượng Chọn loại cân PORTABLE DIGITAL FLOOR SCALE MODEL 613166. [23] + Kích thước: 19 × 28 × 49,75 inch = 482,6×711,2×1263,65 mm + Khối lượng 1000 lbs (pound) = 454,5 kg Hình 4.1. Cân định lượng sữa bột SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 44 Cân định lượng dùng để cân sữa bột theo khối lượng đã tính toán cho vào thùng hoàn nguyên. Theo bảng 3.6.2, lượng sữa bột cần định lượng cho 1 ca là: 0,113 (tấn/ca). 4.2.2. Thùng hoàn nguyên Thùng hoàn nguyên có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, có cánh khuấy gần sát đáy. Thùng làm bằng thép không rỉ gồm hai lớp thép, khoảng không gian ở giữa để cung cấp hơi gia nhiệt cho thùng, vỏ ngoài có lớp bảo ôn. Phía trên thùng có động cơ để truyền động cho cánh khuấy. Bột được đổ qua phễu xuống thiết bị tách kim loại được đặt phía trên thùng hoàn nguyên như hình 4.2. Thiết bị Tách khi loại: [9] Tên thiết bị: Dust Collector Nhà phân phối và thiết kế: GEA Nhà sản xuất: Wam Tính kích thước thùng hoàn nguyên: Gọi:  D: Đường kính của thân hình trụ.  HT: Chiều cao của thân hình trụ.  h: Chiều cao của thân hình chỏm cầu.  r: Bán kính chỏm cầu : r = D/2.  Chọn : HT = 1,3×D h = 0,3×D Chiều cao toàn thiết bị là H: H = HT + 2 × h = 1,9×D Gọi : Vtb: Thể tích của thùng hoàn nguyên. Vtrụ: Thể tích thân hình trụ. Vc: Thể tích thân chỏm cầu. Vtb = Vtrụ + Vc Trong đó: SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 45 Vtrụ = 2 4 D H    2 33,14 1,3 1,021 4 D D D      Vc =  2 2 2 23 0,3 (0,3 ) 3 ( ) 6 6 2 D h h r D D                  = 2 2 33,14 0,3 (0,09 0,75 ) 0,13188 6 D D D D         Vtb = Vtrụ + 2 × Vc = (1,021 + 2 × 0,13188) × D 3 = 1,285 ×D 3 Vậy 3 285,1 tbVD  (1) Lượng nguyên liệu đưa vào thiết bị hoàn nguyên là 974,314 (lít/ca) [Bảng 3.6.1]. Vậy thể tích trong 1giờ: 5,7 314,974 = 129,909 (lít/h). (Mỗi ca làm việc 7,5 giờ) Chọn 1 thùng với hệ số chứa đầy là 0,85, thời gian lưu 1 giờ. Vậy thể tích một thùng là: 85,0 909,129 = 152,834 (lít) = 0,153 (m 3 ) Từ (1) suy ra:  3 285,1 153,0 D 0,492 (m) Chọn: D = 0,500(m) HT = 1,3 × D = 1,3 × 0,500 = 0,650 (m) h = 0,3 × D = 0,3 × 0,500 = 0,150 (m) H = HT + 2h + 1 = 0,650 + 2 × 0,150 +1 = 1,950( m) (Với 1m là chiều cao của phễu). Vậy chọn 1 thùng có kích thước là : D × H = 500 × 1950( mm). SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 46 4.2.3. Thùng nước nóng cho hoàn nguyên Nồi chuẩn bị nước nóng có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu giống với thùng hoàn nguyên, vỏ thùng làm bằng thép không gỉ, bên ngoài được bọc lớp vỏ cách nhiệt, ta tiến hành sục trực tiếp hơi bão hòa để làm nóng nước. Lượng nước nóng dùng để hoàn nguyên là 1,210 (tấn/ca) = 1210 (kg/ca) [Bảng 3.6.3]. Khối lượng riêng của nước ở 400C: 0,992 (kg/l) [17, Trang 9] Vậy thể tích nước cần nấu trong 1giờ là: 5,7992,0 1210  = 162,634 (lít/h). Chọn 1 thùng với hệ số chứa đầy là 0,85, thời gian lưu trong 1 giờ. Vậy thể tích một thùng là: 334,191 85,0 634,162  (lít) = 0,191 (m 3 ) Từ (1) suy ra:  3 285,1 191,0 D 0,529(m) Chọn: D = 0,500 m HT = 1,3 × D = 1,3 × 0,500 = 0,65 m Hình 4.2. Thùng hoàn nguyên HT h D SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 47 h = 0,3 × D = 0,3 × 0,500 = 0,150 m H = HT + 2h = 0,650 + 2 × 0,150 = 0,950 m Vậy chọn 1 nồi nấu có kích thước là : D × H = 500 × 950 mm. 4.2.4. Thiết bị đồng hóa lần 1 Chọn thiết bị đồng hóa hai cấp Tetra Alex 2: [19] + Áp lực đồng hóa: 140 ÷ 200 bar. + Năng suất: 5000 (lít/h). + Nhiệt độ đồng hóa: 65 ÷75 0C. + Số lượng Piston: 3 cái + Đường kính piston: 45 mm + Đường kính ống dẫn sữa vào: 51 mm + Đường kính ống dẫn sữa ra: 38 mm + Đoạn dịch chuyển của piston: 20 mm + Công suất động cơ: 37 Kw + Khối lượng thiết bị: 1250 kg. + Kích thước thiết bị: L × W × H = 1435 × 1280 × 1390 mm. Thể tích sữa trước khi đưa vào thiết bị đồng hóa là: 964,733 (lít/ca) hay (lít/h). (Cứ mỗi ca làm việc 7,5 giờ) [bảng 3.6.1]. Vậy số thiết bị cần dùng: 026,0 5000 631,128 n Hình 4.3. Thiết bị đồng hóa lần 1. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 48 Chọn 1 thiết bị đồng hóa có kích thước: L × W × H = 1435 × 1280 × 1390 mm (một thiết bị dự trữ). 4.2.5. Thùng chứa sữa sau khi đồng hóa lần 1 Thể tích sữa sau khi đồng hóa là: 949,993 (lít/ca) [bảng 3.6.1]. Thể tích lượng sữa đã đồng hóa trong 1 giờ, với mỗi ca làm việc là 7,5 giờ là : V= 666,126 5,7 993,949  (lít/h) = 0,127 (m 3 /h). Chọn 1 thùng chứa sau khi đồng hóa với thời gian lưu 1giờ. Thể tích của thùng chứa với hệ số chứa đầy là 0,85: 149,0 85,0 127,0 V m 3 . Từ công thức (1) ta có đường kính: 488,0 285,1 149,0 3 D m. Chọn D = 0,500 m HT = 1,3 × D = 1,3 × 0,5 = 0,650 m h = 0,3 × D = 0,3 × 0,5 = 0,150 m H = HT + 2h = 0,950 m Chọn 1 thùng chứa kích thước: D × H = 500 × 950 mm 4.2.6. Thiết bị thanh trùng và làm lạnh Chọn thiết bị dạng tấm Tetra Plex: [20] + Năng suất: 5000 (lít/h) + Nhiệt độ sữa vào: 65÷75 0C. + Nhiệt độ xử lý nhiệt : 90÷95 0C. + Hơi sử dụng: 56 (kg/h) + Nhiệt độ sữa ra: 4÷6 0C. + Số tấm truyền nhiệt: 28. +Vận tốc chuyển động của sữa: 0,44 (m/s) + Điện năng tiêu thụ: 10,7 kW. + Kích thước thiết bị: L × W × H = 1980 × 1200 × 1145 mm. + Khối lượng thiết bị: 940 kg. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 49 Thể tích sữa cần thanh trùng và làm lạnh: 949,993 (lít/ca) [bảng 3.6.1]. Tính số thiết bị cần dùng: n = 025,0 5,75000 993,949   (Mỗi ca làm việc 7,5 giờ) Chọn 1 thiết bị có kích thước: L × W × H = 1980 × 1200 × 1145 mm (một thiết bị dự trữ ). 4.2.7. Thùng chứa sữa sau thanh trùng và làm lạnh Thể tích sữa sau khi thanh trùng và làm lạnh là: 941,149 (lít/ca) [bảng 3.6.1]. Lượng sữa đã thanh trùng và làm lạnh trong 1 giờ, với mỗi ca làm việc là 7,5 giờ là : V= 487,125 5,7 149,941  (lít/h) = 0,125 (m 3 /h). Chọn 1 thùng chứa sau khi thanh trùng và làm lạnh với thời gian lưu 1giờ. Thể tích của thùng chứa với hệ số chứa đầy là 0,85. Thể tích mỗi thùng là : V= 147,0 85,0 125,0  m 3 Từ công thức (1) ta có đường kính: 485,0 285,1 147,0 3 D m. Chọn D = 0,500 m HT = 1,3 × D = 1,3 × 0,5 = 0,650 m h = 0,3 × D = 0,3 × 0,5 = 0,150 m H = HT + 2h = 0,950 m Hình 4.4. Thiết bị thanh trùng SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 50 Chọn 1 thùng chứa kích thước: D × H = 500 x 950 mm 4.2.8. Thùng ủ hoàn nguyên Bồn ủ hoàn nguyên có hai vỏ thân hình trụ tròn, đáy chỏm cầu, làm bằng thép không gỉ, thiết bị đứng. Lượng sữa chuyển vào bồn ủ hoàn nguyên là: 941,149 (lít/ca) hay 0,941 (m3/ca) [bảng 3.6.1]. Vậy thể tích sữa chuyển vào bồn ủ hoàn nguyên trong 1giờ là: 486,125 5,7 149,941  (lít/h). (Mỗi ca làm việc 7,5 giờ) Thời gian ủ hoàn nguyên 6 giờ nên ta chọn 6 thùng ủ hoàn nguyên với thời gian lưu mỗi thùng 6 giờ. Thể tích của thùng chứa với hệ số chứa đầy là 0,85. Thể tích mỗi thùng là : V = 107,1 85,0 941,0  m 3 Từ công thức (1) ta có đường kính: 952,0 285,1 107,1 3 D m. Chọn D = 1,000 m HT = 1,3 × D = 1,3 × 1,0 = 1,300 m h = 0,3 × D = 0,3 × 1,0 = 0,300 m H = HT + 2h = 1,900 m Chọn 6 thùng chứa kích thước: D × H = 1000 x 1900 mm 4.2.9. Thiết bị định lượng sữa sau ủ hoàn nguyên Tổng lượng sữa sau ủ hoàn nguyên cần định lượng là: 931,568 (lít/ca) = 0,932 ( lít/h) [theo 3.6.1.] (Mỗi ca làm việc 7,5 giờ) Lượng sữa sau ủ hoàn nguyên là 3,016 (tấn/ca) Thể tích lượng sữa cần định lượng trong 1 giờ, với mỗi ca làm việc là 7,5 giờ: 195,406 990,05,7 10016,3 3    V (lít/h) Chọn cân loại LDT/AFM 300 của hãng LIDUTA. [22] + Năng suất của thiết bị: 600 lít/phút = 36000 lít/h. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 51 + Khối lượng 100kg + Kích thước L x W x H = 1000 x 1000 x 2500 (mm). Hình 4.5. Cân định lượng sữa. Ta có: Số lượng cân cần dùng: 011,0 36000 195,406 n Vậy chọn 1 cân dùng để định lượng sữa với kích thước: L x W x H = 1000 x 1000 x 2500 (mm) 4.2.10. Thùng chứa sữa sau định lượng Lượng sữa sau định lượng vào dây chuyền phô mai tươi:3,016 (tấn/ca) (bảng 3.6.2). Năng suất: 406,0 990,05,7 016,3   (m 3 /h) (0,990 kg/l: tỷ trọng sữa sau định lượng) Chọn 1 thùng có hệ số chứa đầy 0,85, thời gian lưu là 1 giờ.  Thể tích thùng: V= )(478,0 85,0 406,0 3m Từ (1) suy ra đường kính thùng: )(719,0 285,1 478,0 3 mD  Chọn D = 0,700 (m) HT = 1,3×D = 1,3×0,700 = 0,91 m h = 0,3×D = 0,3×0,700 = 0,21 m SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 52 H = HT+2h = 0,910 + 2 × 0,210 = 1,330 m Vậy 1 thùng chứa sữa sau định lượng, kích thước D × H = 700 x 1300 (mm). 4.2.11. Thùng chuẩn hóa sản phẩm Lượng nguyên liệu vào thùng chuẩn hóa là: 2222,792 (lít/ca) = 2,222 (m 3 /ca) = 0,296 (m 3/ h) (bảng 3.6.1). Chọn 1 thùng chuẩn hóa với thời gian lưu 1giờ. Thể tích của thùng chứa với hệ số chứa đầy là 0,85: V = 348,0 85,0 296,0  m 3 . Từ công thức (1) ta có đường kính: 647,0 285,1 348,0 3 D m. Chọn D = 0,700 m. HT = 1,3 × D = 1,3 × 0,7 = 0,910 m. h = 0,3 × D = 0,3 × 0,7 = 0,210 m. H = 1,330 m. Chọn 1 thùng chứa kích thước: D × H = 700 x 1330 mm. 4.2.12. Thiết bị hâm cream Lượng cream cần dùng để hiệu chỉnh chất khô: 1,817 (tấn/ca) (bảng 3.6.3). Tỷ trọng của cream: Với F = 41%, SNF = 0, W = 100% - 41% = 59%  d= )/(970,0 59 93,0 41 100 lkg  Lượng cream đổi ra thể tích = 759,249 5,7970,0 1000817,1    = 390,800 (lít/h) Chọn thiết bị hâm cream là nồi hai vỏ giống thiết bị ở mục (4.3.3) với thể tích làm việc của thiết bị là 510 lít. Giả sử thời gian hâm một mẻ là 30 phút.  Số thiết bị: 310.162,8 60510 30759,249    Vậy chọn 1 thiết bị hâm cream có kích thước D × H = 1000 x 1066 mm. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 53 4.2.13. Thùng chứa cream sau hâm Lượng cream sau hâm : 1,817 (tấn/ca). Tỷ trọng của cream: Với F = 41%, SNF = 0, W = 100% - 41% = 59%  d= )/(970,0 59 93,0 41 100 lkg  Năng suất công đoạn: )/(249,0 970,05,7 817,1 3 hm  Chọn 1 thùng có hệ số chứa đầy 0,85, thời gian lưu 1 giờ.  Thể tích thùng: V= )/(293,0 85,0 249,0 3 hm (1)  Đường kính thùng: 611,0 285,1 293,0 3 D m Chọn D = 0,600 (m) HT = 1,3×D = 1,3 ×0,6 = 0,780 m h = 0,3×D = 0,3 ×0,6 = 0,180 m H = 1,140 m Vậy chọn 1 thùng chứa cream sau hâm, kích thước D × H = 600 x 1140 mm. 4.2.14. Thùng chứa sữa sau chuẩn hóa Theo bảng 3.6.1 lượng sữa sau khi chuẩn hóa là lượng sữa trước khi đồng hóa: 2211,737 (lít/ca) = 0,295 (m 3 /h) Chọn 1 thùng có hệ số chứa đầy 0,85, thời gian lưu 1 giờ.  Thể tích thùng: V = )/(347,0 85,0 295,0 3 hm Theo công thức (1)  Đường kính thùng: 646,0 285,1 347,0 3 D m Chọn D = 0,700 m HT = 1,3×D = 1,3 ×0,7 = 0,910 m h = 0,3×D = 0,3 ×0,7 = 0,210 m H = 1,330 m SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 54 Vậy ta chọn 1 thùng, kích thước D × H = 700 x 1330 mm 4.2.15. Thiết bị đồng hoá lần 2 Lượng sữa trước lúc đồng hoá: 2211,737 (lít/ca) = 294,898 (lít/h) (bảng 3.6.1). Chọn thiết bị giống mục (4.3.6) với năng suất 3600 lít/h.  Số thiết bị:n= 082,0 3600 898,294 Vậy chọn 1 thiết bị đồng hoá, kích thước L × W × H = 1213 x 856 x 1192 mm. 4.2.16. Thùng chứa sữa sau đồng hoá Lượng sữa sau đồng hoá (trước thanh trùng và làm nguội): 949,993 (lít/ca) = 0,949 (m 3 /ca) = 0,127 (m 3 /h) (bảng 3.6.1). Chọn 1 thùng với hệ số chứa đầy 0,85, thời gian lưu 1 giờ.  Thể tích thiết bị: V= )(149,0 85,0 127,0 3m (1)  Đường kính thùng: )(488,0 285,1 149,0 3 mD  Chọn D = 0,500 (m) HT = 1,3 × D = 1,3 ×0,5 = 0,650 m h = 0,3×D = 0,3 × 0,5 = 0,150 m H = 0,950 m Vậy chọn 1 thùng chứa sữa sau đồng hoá, kích thước D × H = 500 x 950 mm. 4.2.17. Thiết bị thanh trùng và làm nguội Lượng sữa trước thanh trùng và làm nguội: 949,993 (lít/ca) = 126,665 (lít/h) (bảng 3.6.1). Chọn thiết bị giống mục (4.2.6) với năng suất 5000 (lít/h).  Số thiết bị: 025,0 5000 665,126  Vậy chọn 1 thiết bị, kích thước L × W × H = 1980 x 1110 x 1550 (mm). 4.2.18. Thiết bị lên men Tổng lượng sữa và môi trường đã hoạt hoá giống: 2167,517 (lít/ca) = 289,002 (lít/h) SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 55 Chọn loại PH – OTH – 2 kiểu đứng : - Thể tích làm việc: 5000 (lít) - Đường kính trong của thiết bị: 1300( mm) - Đường kính ngoài: 1427 (mm) - Chiều dày lớp cách nhiệt: 32 (mm) - Chiều cao thiết bị: 2650 (mm) - Động cơ: AO – 2 – 22 – 6. - Công suất động cơ: 1kW. - Năng suất tiệu thụ hơi: 32 (kg/h).  Số thiết bị lên men trong 1h: n= 058,0 5000 002,289   Trong 1giờ cần 1 thiết bị để lên men. Vì thời gian lên men một mẻ là 2 giờ nên để dây chuyền làm việc liên tục ta chọn 2 thiết bị lên men. Vậy chọn 2 thiết bị lên men, kích thước D × H = 1427 x 2650 mm. Hình 4.6. Thiết bị lên men 4.2.19. Thùng hoạt hoá giống Tổng lượng môi trường và men giống cần hoạt hoá: 0,060 (tấn/ca). SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 56 Năng suất công đoạn: )/(10.080,8 990,05,7 060,0 33 hm  (0,990 m 3 /h: tỷ trọng sữa sau hiệu chỉnh chất khô) Chọn 1 thiết bị, hệ số chứa đầy 0,85, thời gian hoạt hoá là 1 giờ:  Thể tích thiết bị: V= )(10.505,9 85,0 10.080,8 33 3 m   (1)  Đường kính thiết bị: )(10.648,1 285,1 10.505,9 3 3 3 mD    Chọn D = 0,02 (m) HT =1,3 x 0,02 = 0,026 (m) h = 0,3 x 0,02 = 0,006 (m) H = 0,038 (m) Vậy chọn 1 thùng hoạt hoá, kích thước D × H = 20 x 38 (mm). 4.2.20. Bồn chờ trước khi vào thiết bị đông tụ và tách huyết thanh Lượng sữa vào thiết bị đông tụ và tách huyết thanh: 2182,257 (lít/ca) = 290,968 (lít/h) Chọn bồn chờ rót loại Tetra Alsafe SV như mục 4.3.9 [20]. Số thiết bị: 083,0 3500 968,290  Vậy chọn 1 bồn chờ trước khi vào thiết bị đông tụ và tách huyết thanh, kích thước: D × H = 1700 x 4200 (mm). 4.2.21. Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh Lượng sữa trước đông tụ: 2,961 (tấn/ca) (bảng 3.6.1). Năng suất công đoạn: 800,394 5,7 10961,2 3   (kg/h). Chọn thiết bị Tetra Tebel O – VAT [21]. - Năng suất: 1000 (kg/h) - Số dao cắt: 4 - Kích thước dao cắt: 200 x 100 (mm) SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 57 - Tốc độ cắt : 10 (vòng/phút) - Đường kính thiết bị: 1500 (mm) - Chiều cao thiết bị: 2500 (mm) Giả sử thời gian làm việc của thiết bị đông tụ và tách huyết thanh mỗi mẻ là 4h.  Số thiết bị dùng để đông tụ và tách huyết thanh lượng sữa trong mỗi mẻ: 579,1 1000 4800,394   Vậy chọn 2 thiết bị, kích thước D × H = 1500 x 2500mm. Hình 4.7. Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh Cấu tạo thiết bị: 1. Dụng cụ khuấy và dao cắt 2. Ống lọc huyết thanh 3. Motor 4. Lớp áo nhiệt 5. Nắp thiết bị 6. Đầu CIP 4.2.22. Thùng chứa huyết thanh sau tách Lượng huyết thanh được tách ra: 100 1,5 100  × 2160,147– 893,244= 1234,501(lít/ca) = 0,165( m3/h ) Chọn 1 thùng có hệ số chứa đầy 0,85, thời gian lưu 1 giờ. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 58  Thể tích thiết bị :V= )(194,0 85,0 165,0 3m (1)  )(450,0 285,1 194,0 3 mD  Chọn D = 0,500 (m) HT = 1,3 × D = 1,3 × 0,5 = 0,650 m h = 0,3× D = 0,3 × 0,5 = 0,150 m H = 0,950 m Vậy chọn 1 thùng chứa huyết thanh, kích thước D × H = 500 x 950 mm. 4.2.23. Rót hộp phô mai Chọn máy rót Benco Pak (Italia): [22] - Năng suất: 1350 (lít/h) - Năng suất hơi tiêu thụ: 50 (kg/h). - Kích thước: L × W × H = 5750 x 1150 x 2600 (mm). Lượng phô mai đưa vào để rót là: 2863,148 (lít/ca) Theo bảng 3.6.1. Đổi ra thể tích trong 1 giờ: 5,7 148,2863 = 381,753 (lít/h). Số thiết bị: n = 283,0 1350 753,381  Vậy chọn 1 máy rót kích thước 5750 x 1150 x 2600 mm. Hình 4.8. Máy rót hộp Benco Pak (Italia) SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 59 4.3. Chọn các loại bơm dùng trong sản xuất 4.3.1. Bơm ly tâm Dựa vào năng suất của dây chuyền, tính chất của sản phẩm, khả năng làm việc của thiết bị ta chọn bơm ly tâm đối với sản phẩm là chất lỏng. Bơm ly tâm UBH-10: [8] - Năng suất: 0,5 ÷ 10 (m3/h) - Áp suất đẩy: 5 ÷ 50 mH2O - Số vòng quay: 1440 (vòng/phút) - Đường kính bên trong của ống hút và đẩy: 38 (mm) - Chiều cao hút: 8 (m) - Kích thước : L x W x H = 453 x 280 x 290 (mm). Chọn 20 bơm. 4.3.2. Bơm pittông Chọn bơm pittông thẳng đứng loại M – 193 [1, bảng II.43 – Trang 451] Bơm loại này cũng có thể sử dụng để bơm muối 1,5%. + Năng suất: 0,45- 0,9 m3/h . + Áp suất đẩy: 4 at . + Số vòng quay: 62,5 vòng/phút . + Công suất: 1 KW . + Kích thước L x W x H = 700 x 602 x 1205 (mm) + Khối lượng: 210 kg . Chọn 7 bơm trong đó 1 bơm dùng để bơm phô mai, 3 bơm dùng để bơm muối, 2 bơm dùng để bơm cream, 1 bơm dùng để bơm giống sau khi hoạt hóa. Hình 4.9. Bơm SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 60 Bảng 4.2. Bảng tổng kết thiết bị. STT Tên thiết bị Kích thước (mm) Số lượng 1 Cân định lượng SCALE MODEL 613166 483×712×1264 L×W×H 1 2 Thùng hoàn nguyên 500 × 650 x1950 D× HT x H 1 3 Nồi chứa nước nóng cho hoàn nguyên 500 ×650x 950 D×HT×H 1 4 Thiết bị đồng hóa lần 1 Tetra Alex 1435 × 1280 × 1390 L×W×H 1 5 Thùng chứa sữa sau đồng hóa lần 1 500 ×650 x 950 D×HT×H 1 6 Thiết bị thanh trùng và làm lạnh dạng tấm Tetra Plex 1980 × 1200 × 1145 L×W×H 1 7 Thùng chứa sữa sau thanh trùng và làm lạnh 500 x 650 x 950 D× HT×H 1 8 Thùng ủ hoàn nguyên 1000 x 300 `x1900 D×H 6 9 Thiết bị định lượng sữa sau hoàn nguyên LDT/AFM 300 1000 x 1000 x 2500 L×W×H 1 10 Thùng chứa sữa sau định lượng 700 x 910 x 1300 D× HT×H 1 11 Thùng chuẩn hóa sữa 700 x 910 x 1330 D× HT×H 1 12 Thiết bị hâm cream WMO – 60. 1000 × 1066 D×H 1 13 Thùng chứa cream sau hâm 600 x 780 x 1140 D×HT×H 1 14 Thùng chứa sữa sau chuẩn hóa 700 x 910 x 1330 D×HT×H 1 15 Thiết bị đồng hóa lần 2 1213 x 856 x 1192 L×W×H 1 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 61 Tetra Alex 16 Thùng chứa sữa sau đồng hóa 500 x 650 x 950 D×HT×H 1 17 Thiết bị thanh trùng và làm lạnh dạng tấm Tetra Plex 1980 x 1110 x 1550 L×W×H 1 18 Thiết bị lên men PH – OTH – 2 1427 x 2650 D×H 2 19 Thùng hoạt hóa giống 20 x 26 x38 D×HT×H 1 20 Bồn chờ trước khi vào thiết bị đông tụ và tách huyết thanh Tetra Alsafe SV 1700 x 4200 D×H 1 21 Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh Tetra Tebel O – Vat 1500 × 2500 D×H 2 22 Thùng chứa huyết thanh 500 x 650 x 950 D×HT×H 1 23 Thiết bị rót Benco Pak (Italia) 5750 x 1150 x 2600 L×W×H 1 Tổng thiết bị 30 Bảng 4.3. Các loại bơm. STT Tên bơm Kích thước Số lượng 1 Bơm ly tâm UBH-10 453 × 280 × 290 L ×W×H 20 2 Bơm pittông thẳng đứng loại M-193 700 × 602× 1205 L×W×H 7 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 62 KẾT LUẬN Đề tài sản xuất phô mai tươi từ nguyên liệu sữa bột gầy với năng suất 1,2 tấn năng lượng/ ca. Qua quá trình tìm hiểu tài liệu và sự hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Lan đề tài đã hoàn thành. Đề tài giúp em hiểu thêm về các công đoạn trong dây chuyền sản xuất phô mai tươi, biết được các thông số kỹ thuật. Đã bước đầu định hình được cách tính cân bằng vật liệu và thiết kế phân xưởng để rút kinh nghiệm cho đồ án tốt nghiệp sau này. SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1/ Tài liệu tiếng việt [1] Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Tươi, Trần Xoa (1990), Cơ sở quá trình và thiết bị công nghệ hoá học, Tập I, II, Nhà xuất bản Đại học và Trung học chuyên nghiệp. [2] Lê Văn Việt Mẫn (2004), Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa, (Tập I), Nhà xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. [3] Nguyễn Đức Lượng(2003), Công nghệ vi sinh vật tập 3 – Thực phẩm lên men truyền thống, Nhà xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. [4] TS. Lâm Xuân Thanh (2003), Giáo trình công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. [5] Lê Thị Liên Thanh, Lê Văn Hoàng (2002), Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. [6] Trần Thị Thanh(2003), Công nghệ vi sinh, Nhà xuất bản giáo dục. [7] TS. Trần Xoa, TS Nguyễn Trọng Khuông, KS. Hồ Lê Viên (2004), Sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất, tập I, II, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. 2/ Tài liệu tiếng anh [8] Saravacos G. E., Kostraroalos A. M (2003), Mandbook of milk processing equipment, Kluwer New york. [9] GEA (2007), Profile, Dutch Lady Ha Nam. 3/ Tài liệu internet [10] &Itemid=60 [11] [12] [13] XU%E1%BA%A4T-S%E1%BB%AEA-%C4%90%E1%BA%B6C-CO- %C4%90%C6%AF%E1%BB%9CNG SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 64 [14] [15] ua-bot--qui-dinh-ky-thuat-&catid=98%3Acam-nang&Itemid=326&lang=vi [16] &Itemid=64&lang=vi [17] full-cream-milk-28-.html [18] ment/homogenisation/tetra_alex/pages/default.aspx [19] ment/heat_treatment/tetra_plex/pages/default.aspx [20] ment/uht_treatment/tetra_alsafe/pages/default.aspx [21] ment/curd_production/tetra_tebel_o_vat/pages/default.aspx [22] Units/Form-fill-seal.aspx?idC=61948&LN=en-US [23] floor-scale SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 65 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1 PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................ 2 1.1. Tổng quan về nguyên liệu sữa bột gầy ............................................................... 2 1.1.1. Sữa bột gầy ..................................................................................................... 2 1.1.1.1. Định nghĩa về nguyên liệu sữa bột gầy ....................................................... 2 1.1.1.2. Tính chất vật lý của sữa bột gầy .................................................................. 2 1.1.1.3. Cấu trúc hoá lý và thành phần hoá học của sữa bột gầy ................................ 2 1.1.1.3.1. Cấu trúc hoá lý .......................................................................................... 2 1.1.1.3.2. Thành phần hoá học của sữa bột gầy ....................................................... 3 1.1.1.3.2.1. Nước ....................................................................................................... 3 1.1.1.3.2.2. Chất khô ................................................................................................. 3 1.1.2. Cream ................................................................................................................. 9 1.1.2.1. Định nghĩa ....................................................................................................... 9 1.1.2.2. Phân loại cream ............................................................................................... 9 1.1.2.3. Một số chỉ tiêu của SMP về cream ............................................................... 10 1.2. Tổng quan về phô mai........................................................................................... 10 1.2.1. Giới thiệu về phô mai ....................................................................................... 11 1.2.2. Phân loại phô mai ............................................................................................ 11 1.2.3. Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phô mai ........................................... 13 1.2.4. Một số nguyên liệu sử dụng trong chế biến phô mai từ sữa bột gầy ............ 15 1.2.4.1. Giống vi sinh vật ............................................................................................ 15 1.2.4.2. Chất tạo đông................................................................................................. 16 1.2.4.3. Chất béo ......................................................................................................... 16 1.2.5. Tình hình sản xuất phô mai ............................................................................ 16 1.2.5.1. Tình hình trên thế giới ................................................................................... 16 1.2.5.2. Tình hình trong nước ..................................................................................... 17 SVTH: Nguyễn Thị Thúy GVHD: Nguyễn Thị Lan Thiết kế phân xưởng sản xuất phô mai tươi năng suất 1,2 tấn NL/ ca từ sữa bột gầy và cream 66 PHẦN 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ............ 21 2.1. THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ .............................................. 21 2.1.1. Thu mua và kiểm tra chất lượng nguyên liệu ................................................ 21 2.1.2. Định lượng ....................................................................................................... 22 2.1.3. Hoàn nguyên sữa bột gầy ................................................................................ 22 2.1.4. Đồng hóa lần 1 ................................................................................................. 23 2.1.5. Thanh trùng và làm lạnh ................................................................................. 23 2.1.6. Ủ hoàn nguyên ................................................................................................. 23 2.1.7. Tiêu chuẩn hoá ................................................................................................ 24 2.1.8. Đồng hoá .......................................................................................................... 24 2.1.9. Đồng hoá .......................................................................................................... 25 2.1.10. Thanh trùng và làm nguội ............................................................................. 25 2.1.11. Lên men .......................................................................................................... 26 2.1.12. Đông tụ và tách huyết thanh ......................................................................... 26 2.1.13. Rót sản phẩm.................................................................................................. 27 2.2. Các quá trình sinh hóa cơ bản xảy ra trong sản xuất phô mai ......................... 28 2.2.1. Sự biến đổi của lactoza .................................................................................... 28 2.2.2. Sự biến đổi của các protein ............................................................................. 27 2.2.3. Sự biến đổi của chất béo .................................................................................. 30 2.2.4. Sự tạo thành các chất khí ................................................................................ 32 PHẦN 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT .......................................................................... 32 3.1. KẾ HOẠCH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY ....................................................... 32 3.1.1. Bảng nhập nguyên liệu .................................................................................... 32 3.1.2. Biểu đồ sản xuất............................................................................................... 33 3.2. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT .......................................................................... 33 3.2.1. Số liệu ban đầu................................................................................................. 38 3.2.2. Tính cân bằng vật chất ................................................................................. 39