Thiết kế hệ thống lạnh phục vụ dây chuyền sản xuất sữa chua với công xuất 10.000 (Kg/ngày)

PhÇn më ®Çu Con ng­êi ®· tõng b­íc chinh phôc vò trô bao la còng nh­ lµm chñ ®¹i d­¬ng s©u réng. Loµi ng­êi ®· chøng kiÕn sù ph¸t triÓn nh­ vò b·o cña khoa häc kü thuËt nãi chung vµ cña c¸c chuyªn ngµnh kh¸c nãi riªng. Sù ph¸t triÓn cña kü thuËt l¹nh lµ mét trong nh÷ng chuyªn ngµnh ®ang n»m trong guång quay cña sù ph¸t triÓn ®ã. Con ng­êi ®· biÕt lµm l¹nh vµ sö dông l¹nh tõ rÊt xa x­a, ngµnh kh¶o cæ häc ®· ph¸t hiÖn ra nh÷ng hang ngÇm cã m¹ch n­íc ngÇm nhiÖt ®é thÊp ch¶y qua dïng ®Ó chøa l­¬ng thùc thùc phÈm kho¶ng tõ 5000 n¨m tr­íc ®©y. Nh­ng kü thuËt l¹nh hiÖn ®¹i b¾t ®Çu kÓ tõ khi gi¸o s­ Blach t×m ra nhiÖt Èn ho¸ h¬i vµ nhiÖt Èn nãng ch¶y vµo n¨m 1761 – 1764, con ng­êi ®· biÕt lµm l¹nh b»ng c¸ch cho bay h¬i chÊt láng ë nhiÖt ®é thÊp. ThÕ kû 19 lµ thêi kú ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña kü thuËt l¹nh. Lµm l¹nh ®Ó b¶o qu¶n thùc phÈm lµ mét trong nh÷ng øng dông quan träng vµ thiÕt thùc cña kü thuËt l¹nh. §Ó b¶o qu¶n l©u dµi s¶n phÈm s¶n xuÊt ra th× kh«ng cã c¸ch nµo kh¸c lµ h¹ nhiÖt ®é s¶n phÈm xuèng thÊp vµ duy tr× nhiÖt ®é b¶o qu¶n trong kho¶ng thêi gian cho phÐp. §å ¸n thiÕt kÕ tèt nghiÖp cña em ®­îc giao lµ “ThiÕt kÕ hÖ thèng l¹nh phôc vô d©y chuyÒn s¶n xuÊt s÷a chua víi c«ng xuÊt 10.000 (Kg/ngµy)“. Theo truyÒn thuyÕt th× vµo thÕ kû thø 8, s÷a chua ®­îc b¾t nguån tõ vïng nói Elbrus vµ lµ ®Æc s¶n kú diÖu cña d·y nói Caucasus, vµ sau ®ã th× ®· nhanh chãng lan réng ra c¸c vïng T©y ©u vµ Trung ©u . S÷a chua cã nhiÒu lo¹i nh­ ymer, yoghurt, kefir,... c¸c s¶n phÈm nµy ®­îc thu nhËn nhê qu¸ tr×nh lªn men mét phÇn ®­êng lactoza trong s÷a thµnh axit lactic. S÷a chua cã gi¸ trÞ dinh d­ìng cao vµ cã h­¬ng vÞ th¬m ngon nªn ®­îc nhiÒu ng­êi ­a thÝch. Ngoµi ra s÷a chua cßn cã t¸c dông : Gi¶m l­îng cholesterol trong m¸u. T¨ng kh¶ n¨ng hÊp thô thøc ¨n. T¨ng c­êng kh¶ n¨ng miÔn dÞch cña c¬ thÓ. Gi¶m nguy c¬ ung th­ d¹ dµy. §Ó thùc hiÖn nhiÖm vô thiÕt kÕ tèt nghiÖp nµy cÇn ph¶i biÕt quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt s÷a chua, lËp s¬ ®å c«ng nghÖ, x¸c lËp c¸c th«ng sè vµo vµ ra cña c¸c qu¸ tr×nh chÝnh vµ phô, trªn c¬ së ®ã tiÕn hµnh tÝnh to¸n c©n b»ng nhiÖt vµ c©n b»ng chÊt ®Ó x¸c ®Þnh c¸c dßng nhiÖt t×m ra ®­îc n¨ng xuÊt l¹nh cña tõng c«ng ®o¹n vµ cuèi cïng lµ cña toµn hÖ thèng. C¸c th«ng sè nµy quyÕt ®Þnh viÖc chän s¬ ®å hÖ thèng l¹nh vµ bè trÝ thiÕt bÞ cô thÓ. ChÝnh v× vËy mµ em sÏ lÇn l­ît ®i giíi thiÖu tõng phÇn mét. Ch­¬ng I Giíi thiÖu c«ng nghÖ s¶n xuÊt s÷a chua 1.1. Giíi thiÖu chung S÷a lµ lo¹i thùc phÈm chøa c¸c chÊt dinh d­ìng ®Çy ®ñ vµ c©n ®èi nhÊt. Lµ lo¹i thøc ¨n cã tÝnh bæ d­ìng cao, ngµy nay ®· trë thµnh mét chÊt dinh d­ìng kh«ng thÓ thiÕu ®­îc trrong mäi gia ®×nh. Møc ®é tiªu thô s÷a rÊt lín vµ kh«ng ngõng gia t¨ng, nhÊt lµ nhu cÇu sö dông trong gia ®×nh, tr­êng häc, bÖnh viÖn,... Phôc vô cho nhu cÇu cña mäi løa tuæi. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña nÒn kinh tÕ trong n­íc ng­êi d©n ViÖt Nam trë nªn quan t©m h¬n ®Õn vÊn ®Ò søc khoÎ th«ng qua viÖc chi phÝ nhiÒu h¬n cho khÈu phÇn dinh d­ìng h»ng ngµy. Víi nhÞp ®é ho¹t ®éng nhanh cña cuéc sèng c«ng nghiÖp, mäi ng­êi cÇn ®­îc bæ sung nguån dinh d­ìng cao ®Ó thÝch øng víi nh÷ng biÕn ®æi cña c«ng viÖc. S÷a vµ c¸c s¶n phÈm tõ s÷a ®em l¹i cho ng­êi tiªu dïng, sù s¶ng kho¸i, ngon miÖng vµ ®Æc biÖt gióp cho c¬ thÓ ph¸t triÓn chiÒu cao t¨ng c­êng søc khoÎ. §èi víi trÎ s÷a lµ thµnh phÇn quan träng t¹o sù v÷ng tr¾c cho giai ®o¹n ph¸t triÓn thÓ lùc vµ trÝ tuÖ. ChÝnh v× vËy, sö dông s¶n phÈm s÷a lµ viÖc rÊt cÇn thiÕt cho cuéc sèng hµng ngµy cña chóng ta. Canxi trong s÷a lµ nguån canxi dÔ hÊp thô vµ th­êng chiÕm kho¶ng 60% l­îng canxi c¬ thÓ hÊp thô ®­îc. NÕu bÞ thiÕu canxi sÏ cã nhiÒu nguy c¬ bÞ gi¶m khèi lo·ng x­¬ng (gi¶m muèi kho¸ng trong x­¬ng) vµ thËm chÝ cßn bÞ lo·ng x­¬ng. Trong c¸c lo¹i s¶n phÈm ®­îc s¶n xuÊt tõ s÷a, th× s÷a lªn men ®· ®­îc ­a chuéng tõ l©u, ®Æc biÖt ®èi víi d©n vïng Trung §«ng. ë c¸c n­íc T©y ¢u s¶n phÈm s÷a ®­îc tiªu thô kh¸ phæ biÕn, tõ ®Çu thÕ kû XX, lµ thêi kú cã c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu cña Metchnikoffveef nguyªn nh©n g©y ra sù giµ nua cña con ng­êi. Theo t¸c gi¶, sù l·o ho¸ sím lµ do c¸c s¶n phÈm g©y thèi r÷a tån t¹i l©u trong ®­êng ruét. ViÖc sö dông c¸c s¶n phÈm s÷a lªn men lµm thay ®æi pH cña m«i tr­êng bªn trong ®­êng ruét, cã t¸c dông c¶n trë ho¹t ®éng cña c¸c vi khuÈn g©y thèi r÷a. Lý thuyÕt nµy ®­îc minh chøng cã søc thuyÕt phôc cao nhê vµo viÖc sö dông c¸c s¶n phÈm s÷a lªn men ®­îc b¸n trªn thÞ tr­êng. C«ng nghÖ s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm s÷a lªn men ngµy mét thªm ®a d¹ng, phong phó víi nhiÒu tªn gäi vµ c¸ch trang trÝ bao b× kh¸c nhau cã t¸c dông quyÕt ®Þnh ®Õn viÖc lùa chän lo¹i s¶n phÈm ë ng­êi tiªu dïng. Tuy nhiªn trong c¸c s¶n phÈm s÷a lªn men, S÷a chua vÉn chiÕm vÞ thÕ hµng ®Çu bëi chÊt l­îng vµ së thÝch cïng víi tÝnh gi¶i kh¸t cña s¶n phÈm. Sau ®©y em xin tr×nh bµy vÒ phÇn c«ng nghÖ s¶n xuÊt s÷a chua vµ phÇn tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng l¹nh phôc vô cho d©y chuyÒn s¶n xuÊt s÷a chua. 1.2 Tæng quan vÒ C«ng nghÖ s¶n xuÊt s÷a chua S÷a lªn men lµ kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña vi sinh vËt lµm thay ®æi c¸c thµnh phÇn b×nh th­êng cã trong s÷a mµ ®Æc tr­ng lµ qu¸ tr×nh biÕn ®æi ®­êng lactoza thµnh axit lactic vµ trong mét sè lo¹i s÷a ®Æc biÖt cßn cã c¶ sù t¹o thµnh etanol. Thµnh phÇn protit cã trong s÷a bÞ pepton ho¸ nªn cã kh¶ n¨ng lµm t¨ng tiªu ho¸. §«i khi l­îng CO2 gi÷ l¹i trong khèi s÷a cao t¹o nªn bät cho khèi s÷a. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt s÷a chua ph¶i sö dông hÖ vi sinh vËt vµ hãa sinh : Trong c«ng nghÖ chÕ biÕn s÷a chua ng­êi ta th­êng sö dông hçn hîp hai chñng Lactobacillus bulgaricus vµ Steptococcus thermophilus do kh¶ n¨ng t¹o axit lactic vµ t¹o c¸c chÊt th¬m cña chóng mµ s÷a chua cã h­¬ng vÞ ®Æc biÖt. L.bulgaricus kÝch thÝch sù ph¸t triÓn cña S .thermophilus b»ng c¸ch gi¶i phãng mét sè axit amin nh­ histidin, leuein, lysin, eystin, valin,... trong khi ®ã S.thermophilus t¹o ra axit focmic t¹o ®iÒu kiÖn cho sù ph¸t triÓn cña L.bulgaricus. B¶ng ®Æc tÝnh cña vi khuÈn L.bulgaricus vµ S.thermophiluss.  L.bulgaricus  S.thermophiluss.   H×nh th¸i tÕ bµo. KiÓu khuÈn l¹c trªn m«i tr­êng LAB Vïng nhiÖt ®é ph¸t triÓn. Sù ph¸t triÓn trong m«i tr­êng s÷a. Kh¶ n¨ng sinh axit trong s÷a bß (%). Kh¶ n¨ng ph¸t triÓn trong m«i tr­êng n­íc thÞt – muèi mËt lactoza.  TÕ bµo nhá, h×nh cÇu, xÕp thµnh chuçi. Trßn, tr¬n, nh½n. 20 – 500C Tèt. Sè l­îng tÕ bµo gi¶m tr­íc khi ®«ng tô. 0,8 – 1% 0  TÕ bµo h×nh que Trßn, nh¸m. 23 – 530C Tèt. T¹o nhiÒu axit vµ sè l­îng tÕ bµo gi¶m nhanh chãng khi m«i tr­êng chøa nhiÒu axit. 1,5 – 2% 0   L. bulgaricus: Lµ vi khuÈn lªn men ®iÓn h×nh, ph¸t triÓn tèt ë nhiÖt ®é (42 ( 45)0C trong m«i tr­êng cã ®é axit cao. Loµi nµy cã thÓ t¹o ra trong khèi s÷a ®Õn 2,7% axit lactic tõ ®­êng lactoza. S. thermophilus: Ph¸t triÓn tèt ë nhiÖt ®é 450C vµ sinh s¶n tèt ë nhiÖt ®é (37 ( 40)0C. §©y còng lµ vi khuÈn lactic chÞu nhiÖt lªn men ®iÓn h×nh, cã thÓ chÞu ®­îc nhiÖt ®é ®un nãng ®Õn 650C trong 30 ph nh­ng chØ ph¸t triÓn ®­îc trong m«i tr­êng cã ®é axit thÊp (pH = 4 ( 4,5 ). Trong s¶n xuÊt s÷a chua, viÖc cÊy hçn hîp hai loµi vi khuÈn nµy cho kÕt qu¶ sinh ra axit lactic tèt h¬n lµ chØ sö dông riªng tõng loµi. L. bulgaricus lµm dÔ dµng cho sù ph¸t triÓn cña S. thermophilus. Lactobacilluscos chøa enzym ph©n gi¶i protein nªn cã kh¶ n¨ng ph©n t¸ch ®­îc mét sè axit amin tõ cazein. C¸c axit amin nµy cã vai trß nh­ lµ c¸c chÊt kÝch thÝch ho¹t ®éng cho loµi Streptoccocuss. Trong sè c¸c axit amin t¸ch ®­îc th× axit amin lavin ®ãng vai trß quan träng nhÊt. Trong s¶n xuÊt s÷a chua b»ng ph­¬ng ph¸p sö dông hai loµi trªn cho thÊy : ë giai ®o¹n ®Çu cña qu¸ tr×nh s¶n suÊt, pH cña s÷a thÝch hîp cho loµi Streptococcus ho¹t ®éng chiÕm ­u thÕ vµ ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh lªn men lactic ®­îc b¾t ®Çu. Ho¹t ®é cña c¸c enzym ph©n huû cazein cña Lactobacillus kÝch thÝch sù ph¸t triÓn cña Streptococcus vµ ®«i khi còng lµm cho ®é axit t¨ng lªn. yÕu tè pH cña s÷a thay ®æi lµm cho Streptococcus khã ph¸t triÓn, Lactobacillus thay thÕ chç. MÆt kh¸c, sù vãn côc cña s÷a còng x¶y ra khi ®é axit ®¹t ®Õn 70 – 750D. Sù h×nh thµnh chÊt th¬m trong c¸c s¶n phÈm s÷a chua tr­íc ®©y ng­êi ta cho r»ng chØ cã vai trß cña Steptococus. Nh­ng c¸c t¸c gi¶ Petervaf Lolkema míi ®©y còng ®· nhÊn m¹nh ®Õn vai trß cña lactobacillus trong viÖc t¹o nªn h­¬ng th¬m cho s¶n phÈm, trong ®ã thµnh phÇn axetaldehyl ®­îc coi lµ thµnh phÇn quan träng gãp phÇn t¹o nªn h­¬ng th¬m ®Æc tr­ng cña s÷a chua. S÷a chua cã thÓ ®­îc s¶n xuÊt tõ c¸c nguån s÷a kh¸c nhau nh­: s÷a t­¬i tù nhiªn s÷a t¸ch mì (mét phÇn hay hoµn toµn), s÷a bét gÇy dÔ hoµ tan víi s÷a t­¬i. Trong tr­êng hîp s¶n suÊt tõ s÷a cã hµm l­îng chÊt bÐo cao cÇn chó träng ®Õn qu¸ tr×nh ®ång ho¸ ®Ó ng¨n c¶n qu¸ tr×nh chÊt bÐo næi lªn trªn bÒ mÆt khi sö dông vi sinh vËt thÝch hîp ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh lªn men. §èi víi nguån s÷a giµu chÊt kh«, tiÕn hµnh thanh trïng ë nhiÖt ®é 84(850C trong vµi gi©y hoÆc cã thÓ tiÖt trïng. Sau ®ã, s÷a ®­îc lµm l¹nh ®Õn 450C vµ cÊy hai lo¹i vi khuÈn nªu ë trªn vµo khèi s÷a cÇn lªn men nhê qu¸ tr×nh nu«i thuÇn chñng tr­íc trªn c¸c m«i tr­êng phï hîp. LiÒu l­îng vi khuÈn sö dông tõ 3 ( 5%. Sau khi phèi trén tiÕn hµnh ph©n phèi nhanh vµo dông cô, ®Ëy n¾p vµ tiÕn hµnh lªn men ë nhiÖt ®é 450C trong thiÕt bÞ ñ trong thêi gian tõ 2 ( 3h. Lóc nµy ®é axit kh«ng thuËn lîi cho c¶ hai loµi vi khuÈn cïng ph¸t triÓn. Sau c«ng ®o¹n ñ Êm, s÷a chua cÇn ®­îc tiÕn hµnh lµm l¹nh nhanh ®Õn 4 ( 50C vµ dõng ngay qu¸ tr×nh h×nh thµnh axit lactic (nÕu kh«ng sÏ x¶y ra qu¸ tr×nh co rót c¸c thµnh phÇn bÞ ®«ng tô vµ sù ph©n chia huyÕt thanh). Qu¸ tr×nh lªn men còng cã thÓ ®­îc tiÕn hµnh trong c¸c nåi c¸ch thuû nhê sù tuÇn hoµn cña c¸c dßng n­íc nãng vµ l¹nh cã t¸c dông trao ®æi nhiÖt nhanh h¬n trong thiÕt bÞ ñ Êm nh­ng thao t¸c nÆng nhäc vµ r­êm rµ h¬n. Qu¸ tr×nh lªn men ®­îc thùc hiÖn ñ Êm hoÆc nåi c¸ch thuû, khi t¨ng hay gi¶m ®Òu kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn Streptococcus, chóng vÉn ph¸t triÓn tèt vµ sinh s¶n ra chÊt th¬m cho s¶n phÈm. Cßn ®èi víi Lactobacillus l¹i cã t¸c dông gi¶m ®é axit nhanh. §Ó s¶n phÈm s÷a chua cã ®é chua nhÑ vµ th¬m, cã thÓ sö dông tÕ bµo cña vi khuÈn Streptococcus ë giai ®o¹n trÎ vµ khi m«i tr­êng lªn men cã ®é axit thÊp. Ng­îc l¹i, muèn cã s÷a chua cã ®é axit cao th× cÇn sö dông tÕ bµo cña Streptococcus giµ h¬n hoÆc sö dông Lactobacilus, vèn lµ loµi ph¸t triÓn tèt ë m«i tr­êng cã ®é axit thÊp. §Ó s÷a chua cã h­¬ng th¬m kh¸c nhau ng­êi ta sö dông nhê tinh dÇu cña c¸c lo¹i qu¶ : chuèi, tranh, d©u, m¬,... C¸c lo¹i h­¬ng th¬m tæng hîp. C¸c chÊt th¬m tù nhiªn thu ®­îc lµ s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh ch­ng cÊt nªn sÏ mÊt mµu tù nhiªn. §Ó kh¾c phôc ng­êi ta bæ sung c¸c chÊt mµu cã nguån gèc tù nhiªn t­¬ng øng víi mµu cña qu¶ cho h­¬ng vµ ®­îc bæ sung vµo cïng thêi ®iÓm cÊy vi khuÈn. Trong s¶n xuÊt s÷a chua cßn cã kh©u kü nghÖ rÊt quan träng, ®ã lµ sö dông phô gia vµ chÊt æn ®Þnh nh»m t¹o tr¹ng th¸i bÒn v÷ng cho s÷a chua khi l­u hµnh trªn thÞ tr­êng còng nh­ t¹o d¹ng gel bÒn v÷ng cho s¶n phÈm (kh«ng t¸ch pha ). ChÊt æn ®Þnh (palsgaard) lµ mét nhãm chÊt phô gia ®­a vµo thùc phÈm ph¶i ®¹t c¸c yªu cÇu sau : Kh«ng mang tÝnh chÊt dinh d­ìng. Kh«ng ®éc h¹i ®èi víi søc khoÎ con ng­êi. §­îc lµm tõ nguyªn liÖu ®· ®­îc lùa chän cÈn thËn. ChÕ phÈm nµy hoµn toµn tu©n theo c¸c tiªu chuÈn vÒ tÝnh ®ång nhÊt vµ ®é tinh khiÕt theo tiªu chuÈn cña héi ®ång chung Ch©u ©u, Mü, Céng Hoµ Liªn Bang §øc, Tæ chøc l­¬ng thùc thÕ giíi (FAO) vv... Thµnh phÇn chÝnh cña chÊt æn ®Þnh gåm : Polysacarit (CMC – Na, carlagenan,alginat, vv...) lµ nh÷ng chÊt cã vai trß lµm ®Æc (t¹o gel) lµm cho s¶n phÈm ë d¹ng r¾n nh­ng vÉn mÒm, phï hîp víi së thÝch ng­êi tiªu dïng. Monodiglyxerit E471 cã t¸c dông lµm bÒn hÖ nhò t­¬ng lµ chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cã vai trß ng¨n c¶n sù tËp hîp cña c¸c cÊu tö cïng pha nªn cã kh¶ n¨ng ®ång nhÊt s¶n phÈm. ë ViÖt Nam, trong c«ng nghÖ s¶n suÊt s÷a chua ®Æc sö dông chÊt æn dÞnh cã m· hiÖu 5846 cã thµnh phÇn chñ yÕu lµ pectin, gelatin, tinh bét biÕn tÝnh... nh»m t¹o cÊu tróc æn ®Þnh cho s÷a chua nhê kh¶ n¨ng c¾t vµ oxy ho¸ m¹ch polysacarit thµnh nh÷ng m¹ch ng¾n nªn lµm t¨ng kh¶ n¨ng keo ho¸ gãp phÇn lµm bÒn tr¹ng th¸i gel cña s¶n phÈm. 1.3. ThiÕt lËp d©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt s÷a chua 1.4.C¸c thiÕt bÞ trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt s÷a chua C¸c thiÕt bÞ vµ m¸y cung cÊp cho d©y chuyÒn ph¶i ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu c¬ b¶n sau ®©y : HÖ thèng ph¶i ®¶m b¶o ®Çy ®ñ c¸c c«ng nghÖ s¶n xuÊt s÷a theo tiªu chuÈn quèc tÕ. Bè trÝ l¾p ®Æt hîp lý theo c«ng nghÖ s¶n xuÊt s÷a : c¸c thiÕt bÞ ®­îc l¾p ®Æt theo d©y chuyÒn liªn tôc, ®¶m b¶o mü quan, c¸c c«ng ®o¹n ®¶m b¶o kh«ng c¾t nhau, chiÕm kh«ng gian Ýt. B¶o vÖ m«i tr­êng tèt, kh«ng g©y ®éc h¹i ®èi víi søc khoÎ cña con ng­êi. HÖ thèng ®¶m b¶o ®óng kü thuËt, ®óng quy ph¹m vÒ an toµn lao ®éng. Mét sè m¸y vµ thiÕt bÞ ®­îc nhËp tõ c¸c n­íc EU vµ NhËt. C¸c thiÕt bÞ trong d©y chuyÒn chÕ biÕn ho¹t ®éng æn ®Þnh, ®é tin cËy cao. HÖ thèng ®­îc thiÕt kÕ vµ l¾p ®Æt sao cho chi phÝ vËn hµnh lµ thÊp nhÊt, nh­ng hiÖu qu¶ cao nhÊt. Qu¸ tr×nh l¾p r¸p thiÕt bÞ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn s¶n xuÊt. Toµn bé c¸c phÇn vËt liÖu ®Òu ®­îc lµm tõ inox Dùa vµo quy tr×nh c«ng nghÖ vµ n¨ng suÊt lµm viÖc yªu cÇu cña ®Ò tµi thiÕt kÕ em tiÕn hµnh chän mét sè thiÕt bÞ phôc vô cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt nh­ sau: 1.4.1.Bån phèi trén. - Bån d¹ng hai vá, ®­îc chÕ t¹o b»ng inox. Riªng vá trong cña bån b»ng thÐp kh«ng rØ. B¶o «n b»ng polyurethane dµy 50 mm - Bån cã mét motor vµ mét c¸nh khuÊy ®Æt trªn ®Ønh bån, cã mét cöa võa mét ng­êi cã thÓ chui qua d¹ng trßn, hai c«ng t¾c b¸o møc cao thÊp cña s¶n phÈm trong bån, mét lç c¾m ®ång hå ®o nhiÖt thang ®o tõ 00C - 1500C vµ mét èng lÊy s¶n phÈm ra tõ ®¸y vµ 2 èng n¹p s¶n phÈm tõ n¾p bån. - Bån lµm viÖc ë chÕ ®é kh«ng ¸p suÊt. - Sè l­îng bån: 1 c¸i 1.4.2. Bån ñ l¹nh - Bån hai vá cã b¶o «n vµ ¸o n­íc l¹nh (nhiÖt ®é tõ 1 - 50C), ®­îc chÕ t¹o b»ng inox. Riªng vá trong cña bån b»ng thÐp kh«ng rØ, bäc b¶o «n b»ng polyurethane. Bån cã mét c¸nh khuÊy ®Æt trªn ®Ønh bån khuÊy víi tèc ®é chËm, hai c«ng t¾c b¸o møc cao thÊp cña s¶n phÈm trong bån, mét lç c¾m ®ång hå ®o nhiÖt ®é thang ®o tõ 0 - 1500C vµ mét èng lÊy s¶n phÈm ra vµ n¹p s¶n phÈm tõ ®¸y. 1.4.3. Bån ñ lªn men - Bån 2 vá cã b¶o «n, ®­îc chÕ t¹o b»ng inox. Riªng vá trong cña bån b»ng thÐp kh«ng rØ, b¶o «n b»ng polyurethane, 1 lç c¾m ®ång hå ®o nhiÖt thang ®o 0 - 1500C vµ mét èng lÊy s¶n phÈm ra vµ n¹p s¶n phÈm vµo tõ ®¸y. - Bån lµm viÕc ë chÕ ®é kh«ng ¸p suÊt. - Sè l­îng bån: 2 c¸i 1.4.4. Bé trao ®æi nhiÖt d¹ng tÊm - thiÕt bÞ gia nhiÖt NhiÖm vô: §un nãng n­íc ®Ó dïng trong s¶n xuÊt s÷a chua. T¸c nh©n gia nhiÖt: H¬i n­íc nãng tuÇn hoµn Bé trao ®æi nhiÖt ®­îc ®­îc thiÕt kÕ víi: - Vßng ®Öm kÝn chung quanh tÊm trao ®æi nhiÖt b»ng cao su thùc phÈm itir, lo¹i gµi lªn tÊm kh«ng sö dông keo d¸n. - TÊm b»ng thÐp kh«ng rØ. - Bé truyÒn tÝn hiÖu nhiÖt ®é. - Bé ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é. 1.4.5. ThiÕt bÞ thanh trïng ThiÕt bÞ thanh trïng dïng ®Ó thanh trïng s÷a chua. 1.4.6. Bån c©n b»ng Dïng ®Ó ®iÒu khiÓn vµ c©n b»ng l­u l­îng. 1.4.7. B¬m ly t©m Dïng ®Ó chuyÓn s÷a tõ thiÕt bÞ nµy sang thiÕt bÞ kia. 1.4.8. Bé trao ®æi nhiÖt d¹ng tÊm §­îc sö dông ®Ó thanh trïng vµ lµm nguéi s¶n phÈm ®· trén Ch­¬ng tr×nh nhiÖt ®é cña thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt: nhiÖt ®é ®ång ho¸ tõ 60 - 750C trong 15 - 20 gi©y sau ®ã chuyÓn sang thiÕt bÞ lµm l¹nh nhanh ®Õn nhiÖt ®é s÷a trong qu¸ tr×nh ñ lµ 40C. Sau qu¸ tr×nh ñ hoµn nguyªn s÷a l¹i ®­îc ®­a vµo thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt ®Ó n©ng nhiÖt lªn ®Õn 90 - 950C lµ mhiÖt ®é ®ång ho¸ vµ thanh trïng lÇn 2 trong vßng 5 phót, sau ®ã l¹i h¹ nhiÖt ®é xuèng nhiÖt ®é lªn men tõ 42 - 450C. 1.4.9. Bé l­u nhiÖt Dïng ®Ó l­u gi÷ s¶n phÈm trong qu¸ chÕ ®é thanh trïng ë thêi gian nhÊt ®Þnh. Thêi gian l­u nhiÖt trong kho¶ng tõ 15 - 300 gi©y. 1.4.10 - HÖ thèng tuÇn hoµn n­íc Dïng ®Ó ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é vµ tuÇn hoµn n­íc nãng. Bao gåm: - Trao ®æi nhiÖt d¹ng tÊm. - èng tiÕt l­u, lç kh«ng khÝ, van an toµn, ®«ng hå ®o ¸p suÊt. - B¬m n­íc nãng. - Van ®iÒu chØnh h¬i. - Bé chØ thÞ nhiÖt ®é. - Van chÆn h¬i - C¶m biÕn nhiÖt ®é - Bé chØ thÞ ¸p suÊt 1.4. 11. B¶ng ®iÒu khiÓn Dïng ®Ó gi¸m s¸t qu¸ tr×nh thanh trïng. Bao gåm: - Tñ ®iÒu khiÓn b»ng thÐp kh«ng rØ. - C¸c nót ®ãng më - Bé kiÓm so¸t nhiÖt ®é - Van ®¶o dßng - Van ®iÖn tõ - C«ng t¾c khëi ®éng ®éng c¬ 1.5- H­íng dÉn vËn hµnh. 1.5.1- ChuÈn bÞ dÞch s÷a lµm men gièng - KiÓm tra vÖ sinh bån trén, m¸y trén. KiÓm tra bån men gièng ph¶i vÖ sinh s¹ch sÏ. - §Êu ®­êng èng cña hÖ thèng trén ®Ó chuÈn bÞ trén vµ thanh trïng ®ång ho¸. - §Æt nhiÖt ®é n­íc cÊp vµo bån trén b»ng l­îng men ®Þnh lµm trõ ®i 100 lit n­íc cÊp vµo bån trén. - ChuÈn bÞ l­îng bét s÷a b»ng 10% l­îng men ®Þnh lµm. tiÕn hµnh trén bån s÷a. - Thanh trïng ®ång ho¸ dÞch s÷a. §Æt: + nhiÖt ®é ®ång ho¸ lÇn 1 lµ 650C + nhiÖt ®é thanh trïng lÇn 1 lµ 750C + ¸p suÊt ®ång ho¸ lµ 150 bar - TiÕn hµnh ®Êu ®­êng èng cña hÖ thèng thanh trïng vµo bån men gièng. - Thanh trïng - ®ång ho¸ vµ ®­a vµo bån men gièng, thªm n­íc cho ®ñ l­îng men ®Þnh lµm. - Sau khi thanh trïng - ®ång ho¸ xong. BËt khuÊy bån men gièng, më h¬i ®Ó n©ng nhiÖt ®é s÷a trong bån lªn 900C vµ gi÷ ë nhiÖt ®é nµy trong vßng 30 phót. - Më n­íc th­êng lµm nguéi dÞch s÷a xuèng 42 - 400C. 1.5.2. CÊy men - Tû lÖ cÊy men lµ 5% men. - TiÖt trïng dông cô vµ gãi tói men b»ng ngän löa ®Ìn cån, hoÆc cã thÓ ng©m vµo dung dÞch proxitane 2%. - C¾t gãc tói men, ®æ men kh« vµo bån men gièng khuÊy tiÕp 15 - 20 phót cho tan men. 1.5.3. Trén nguyªn liÖu a) ChuÈn bÞ - KiÓm tra sè l­îng chÊt l­îng nguyªn liÖu. ChuÈn bÞ nguyªn liÖu theo tõng mÎ trén ®ù¬c tÝnh theo c«ng thøc chÕ biÕn. - KiÓm tra m¸y trén, bån trén ®· vÖ sinh s¹ch. §Êu ®­êng èng cña hÖ thèng ®Ó trén vµ chuÈn bÞ ®­a sang hÖ thèng thanh trïng - ®ång ho¸. - ChØ ®æ nguyªn liÖu khi c«ng nh©n nÊu b¸o ®æ. b) TiÕn hµnh trén - §Æt nhiÖt ®é n­íc cÊp hay nhiÖt ®é n­íc s«i cÊp vµo bån trén = 650C - §Æt l­îng n­íc hoÆc s÷a t­¬i theo c«ng thøc cña tõng mÎ. Trong qu¸ tr×nh trén cÇn ph¶i l­u ý: - Khi trén nhiÖt ®é ph¶i æn ®Þnh, ®iÒu chØnh van chÆn sao cho møc n­íc trong m¸y trén thÊp, t¹o dßng xo¸y, ®æ æn ®Þnh thËt chËm, tr¸nh vãn côc. - Khi trén bét s÷a, ®­êng, b¬, ®iÒu chØnh møc n­íc trong m¸y b»ng kho¶ng 1/2 l­îng n­íc cã trong m¸y ®Ó tr¸nh t¹o bät. - §­êng èng b¬m b¬ ph¶i ®­îc th¸o, l¾p tr­íc khi trén tr¸nh r¬i dông cô vµo g©y nguy hiÓm cho m¸y. - KÕt thóc mçi mÎ trén ph¶i t¾t b¬m vµ m¸y trén, kho¸ ngay van tõ ®¸y bån trén ®Õn b¬m vµo. T¾t b¬m håi vÒ trén, t¾t m¸y trén. - KÕt thóc mÎ trén cuèi tr­íc khi t¾t b¬m håi vÒ bån dïng vßi n­íc nãng röa s¹ch bét s÷a ë bªn trong m¸y trén ®ång thêi dïng n­íc ®ã thu håi hÕt s÷a ë trong ®­êng èng trén sau ®ã míi t¾t b¬m håi vµ m¸y trén. 1.6. Quy tr×nh c«ng nghÖ 1.6.1 - Yªu cÇu vÒ kü thuËt C¸c yªu cÇu cÇn ph¶i tu©n theo tiªu chuÈn kü thuËt ®· ®­îc chÊp nhËn. Tiªu chuÈn nµy ®­îc ¸p dông cho s¶n xuÊt s÷a chua ®ãng hép lµm tõ c¸c nguyªn liÖu nh­ : s÷a bét, ®­êng, men gièng,... Sau ®©y lµ c¸c yªu cÇu cô thÓ: 1. Nguyªn liÖu: Nguyªn liÖu dïng ®Ó s¶n xuÊt s÷a chua ph¶i theo ®óng yªu cÇu quy ®Þnh trong tiªu chuÈn nguyªn liÖu. Trong tr­êng hîp ch­a cã tiªu chuÈn ph¶i tu©n theo ®óng yªu cÇu trong v¨n b¶n ®· ®­îc c¬ quan cã thÈm quyÒn phª duyÖt. §èi víi s÷a: Ta cã thÓ sö dông c¸c lo¹i nguyªn liÖu kh¸c nhau nh­ : s÷a t­¬i (nh­ s÷a tr©u, bß) vµ s÷a bét gÇy ®Ó s¶n xuÊt. ë ®©y ta sö dông s÷a bét gÇy nªn chØ xÐt chØ tiªu cña s÷a bét gÇy mµ th«i. S÷a bét gÇy ®­îc nhËp tõ n­íc ngoµi vµ ®­îc s¶n suÊt b»ng ph­¬ng ph¸p ®«ng kh«, ®¹t nh÷ng tiªu chuÈn sau: S÷a cã ®é hoµ tan cao : 98 – 99% Mµu s¾c ®ång ®Òu : vµng kem nh¹t Mïi vÞ ®Æc tr­ng, kh«ng cã mïi l¹ nh­ chua, khÐt, mèc,... Tr¹ng th¸i mÞn ®ång nhÊt, kh«ng vãn côc. §é Èm : ( 5% Hµm l­îng axit : ( 0,15%. §é pH : 6,5 – 6,65. ChÊt ®¹m kh«ng biÕn h×nh : 4,0 – 7,0mg/g. Kim lo¹i nÆng : - Ch× (Pb) Kh«ng ®­îc cã - §ång (Cu) ( 8mg/g. Tæng sè vi trïng ( 26.000 khuÈn l¹c /1g bét s÷a. Vi trïng coliorm kh«ng ®­îc cã. Ph¶i cã kh¶ n¨ng lªn men. §èi víi ®­êng: Ta nªn dïng ®­êng lo¹i 1 theo tiªu chuÈn sau: §­êng lo¹i 1 víi ®é tinh khiÕt 99%. §é Èm ( 0,1% Hµm l­îng ®­êng khö : 0,085%. Hµm l­îng tro : ( 0,05%. §èi víi n­íc: Trong tr­êng hîp dïng n­íc ®Ó pha chÕ nguyªn liÖu th× n­íc ph¶i ®¶m b¶o c¸c tiªu chuÈn sau: ChØ sè coly : 1 – 2 con/l. Hµm l­îng Fe, Mg, Mn ( 0,5mg/l. §é cøng ( 180H. Kh«ng cã vi khuÈn g©y bÖnh ®­êng ruét. C¸c chÊt phô gia: C¸c chÊt phô gia nh­ h­¬ng vÞ, mµu s¾c, h­¬ng liÖu, ... ph¶i lµ lo¹i dïng trong thùc phÈm, ®· ®­îc kiÓm duyÖt vµ cho phÐp sö dông. Men gièng: Ta sö dông men nhËp ngo¹i. Yªu cÇu men gièng ph¶i thuÇn khiÕt, kh«ng cã mïi vÞ l¹, læn nhæn hoÆc cã bät khÝ. 2 - S÷a chua thµnh phÈm. S÷a chua ph¶i ®­îc s¶n suÊt theo ®óng quy tr×nh c«ng nghÖ, hîp vÖ sinh vµ ph¶i ®¹t ®­îc nh÷ng chØ tiªu sau: VÒ c¶m quan : Mµu tr¾ng ngµ, mïi ®Æc tr­ng cña s÷a chua, kh«ng cã mïi vÞ l¹. Tr¹ng th¸i ®«ng tô tèt, mÞn, ®ång nhÊt, kh«ng cã gîn. VÒ lý ho¸: Hµm l­îng chÊt kh« ( 20%. Hµm l­îng ®­êng saccaroza ( 12,2%. Hµm l­îng chÊt bÐo ( 2%. Hµm l­îng s÷a kh« kh«ng bÐo ( 5,5%. Hµm l­îng axit: ( 20 mg/kg. T¹p chÊt kh«ng tan ( 20 mg/kg. VÒ sè l­îng vi sinh vËt: Kh«ng ®­îc cã vi trïng g©y bÖnh vµ c¸c hiÖn t­îng h­ háng chøng tá cã vi sinh vËt ho¹t ®éng. Thêi gian b¶o qu¶n s÷a chua lµ 15 – 20 ngµy ë nhiÖt ®é lµ tõ 4 - 100C. * Tiªu chuÈn ®èi víi s÷a chua thµnh phÈm Mµu s¾c ®Æc tr­ng cña s÷a. Mïi vÞ ®Æc tr­ng cña s÷a chua, kh«ng cã mïi vÞ nµo kh¸c. Tr¹ng th¸i ®«ng tô, mÞn, cøng, nhò thanh kh«ng ®­îc qu¸ 3%. T¹p chÊt kh«ng qu¸ 20ppm. Hµm l­îng chÊt kh« 18 – 20%. §é axit 0,72 – 0,86%. Hµm l­îng ®­êng 7%. Hµm l­îng chÊt bÐo 3,2%. NÊm men, NÊm mèc ( 10 khuÈn l¹c / 1g s¶n phÈm. Coliorm ( 3 khuÈn l¹c / 1g s¶n phÈm. Kh«ng ®­îc cã c¸c lo¹i vi trïng g©y bÖnh. 1.6.2 - ThuyÕt minh c«ng nghÖ : §Ó s¶n suÊt ®­îc tèt ta nªn lËp kÕ ho¹ch s¶n suÊt víi thµnh phÇn x¸c ®Þnh vµ chÝnh x¸c. Víi s÷a chua s¶n xuÊt tõ s÷a bét ta cã c«ng thøc phèi trén víi c¸c thµnh phÇn nh­ sau: Nguyªn liÖu  Thµnh phÇn (%)   S÷a bét gÇy ChÊt æn ®Þnh (Stap) §­êng B¬ N­íc  10,0 0,7 12,0 2,5 74,8   Tõ c¸c thµnh phÇn trªn ta dÔ dµng tÝnh ®­îc khèi l­îng nguyªn liÖu cÇn dïng cho mét mÎ nÊu . Sau ®©y lµ c¸c b­íc c«ng nghÖ: 1. Nguyªn liÖu : S÷a bét gÇy ®­îc c©n theo mÎ ®Ó s¶n xuÊt, b¬ ®­îc h©m nãng ë nhiÖt ®é 600C. ®­êng, chÊt æn ®Þnh ®­îc c©n theo c«ng thøc. 2. Pha trén: Nguyªn liÖu sau khi ®· chuÈn bÞ xong, ta ®Þnh l­îng n­íc vµo nåi trén. Nåi trén lµ nåi hai vá, ®un nãng ®Õn 400C, sau ®ã b¬m tuÇn hoµn qua m¸y trén. Trong qu¸ tr×nh trén, c¸nh khuÊy trong nåi quay liªn tôc. Ta trén theo thø tù s÷a tr­íc råi ®Õn ®­êng, chÊt æn ®Þnh vµ cuèi cïng lµ b¬. Trong qu¸ tr×nh trén ta lu«n lu«n gi÷ nhiÖt ®é trong nåi æn ®Þnh. 3. N©ng nhiÖt vµ ®ång ho¸ lÇn 1: Hçn hîp sau khi trén ®­îc ®­a qua thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt kiÓu tÊm b¶n ë kho¶ng 50 – 600C råi b¬m qua thiÕt bÞ ®ång ho¸ ë ¸p suÊt 150 kg/cm2 ®Ó lµm ®ång ®Òu hçn hîp vµ ph¸ vì cÇu mì. 4. Thanh trïng lÇn 1 vµ ñ hoµn nguyªn : Hçn hîp sau khi ®ång ho¸ ®­îc b¬m qua thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt kiÓu tÊm b¶n vµ gi÷ ë nhiÖt ®é 750C råi qua thiÕt bÞ gi÷ nhiÖt trong 4 phót, sau ®ã hçn hîp ®­îc lµm nguéi vµ lµm l¹nh xuèng 4 – 50C còng b»ng thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt kiÓu tÊm b¶n, sau ®ã chóng ®­îc b¬m qua bån ñ ë 4 – 50C trong 12 tiÕng nh»m hoµn nguyªn s÷a. 5. Thanh trïng lÇn hai, ®ång ho¸ lÇn hai, lµm nguéi : Sau qu¸ tr×nh hoµn nguyªn, hçn hîp ®­îc b¬m tõ bån ñ qua bån trung gian råi qua thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt ®Ó n©ng nhiÖt ®é lªn ®Õn 90 – 950C råi sang bån gi÷ nhiÖt trong thêi gian 4 phót. TiÕp theo ®ã hçn hîp ®­îc lµm nguéi xuèng 50 – 600C råi l¹i ®i qua thiÕt bÞ ®ång ho¸ ë ¸p suÊt 200 kg/cm2, ®­îc lµm l¹nh xuèng 420C råi ®­îc b¬m vµo bÓ men. 6. Lªn men vµ lµm l¹nh lÇn hai: Men dïng trong qu¸ tr×nh nµy lµ mét lo¹i men nhËp ngo¹i, ®©y lµ men ®­îc tæng hîp tõ hai chñng steptococus thermephilus vµ lactobacilus Bungaricus vµ ®­îc lµm kh« b»ng ph­¬ng ph¸p sÊy phun. Lo¹i men nµy ho¹t ®éng tèt ë 40 – 450C. ë nhiÖt ®é nµy steptococus thermephilus lµm ®«ng tô s÷a sau 12 – 14 tiÕng. Giíi h¹n axit ®¹t tíi 1 – 11%. Chñng Bungaricus lµm ®«ng tô trong kho¶ng 12 tiÕng, ®é axit ®¹t tíi 2,7 – 3,1%. Men sÊy kh« lµ mét h×nh thøc b¶o qu¶n gièng ®Ó cung cÊp cho s¶n xuÊt. Khi sÊy kh«, c¸c vi khuÈn kh«ng ho¹t ®éng, do ®ã kh«ng thÓ sö dông ngay cho s¶n xuÊt. Th­êng ®Ó s¶n xuÊt ta ph¶i cÊy truyÒn mét sè lÇn ®Ó t¨ng ho¹t tÝnh vµ tèc ®é sinh tr­ëng cña gièng ban ®Çu. Qua mçi lÇn cÊy truyÒn víi sè l­îng t¨ng dÇn lªn. Th­êng sau 3 – 4 lÇn cÊy ho¹t tÝnh cã ®Æc tÝnh kh¸ m¹nh, men cã kh¶ n¨ng lµm ®«ng tô s÷a sau 2 - 3 tiÕng. C¸c ®Æc tÝnh cña bét gièng ( men sÊy kh« ). Hµm Èn < 5%. Sè l­îng tÕ bµo kho¶ng 400 – 500 triÖu tÕ bµo / gam bét s÷a. Ho¹t tÝnh lªn men: 1 gam bét lµm ®«ng 1 lit s÷a / 10 tiÕng. Thêi gian b¶o qu¶n 6 th¸ng ë 4 – 100C. Quy tr×nh sö dông bét gièng ®Ó s¶n xuÊt s÷a chua: ChÕ ®é kü thuËt vµ c¸c ®iÒu kiÖn cña quy tr×nh s¶n xuÊt. + Gièng cÊp 1 : NhiÖt ®é thanh trïng : 90 – 950C Thêi gian : 40 – 45’ NhiÖt ®é lµm nguéi vµ cÊy gièng 40 – 450C NhiÖt ®é phßng Êm 42 – 450C NhiÖt ®é phßng b¶o qu¶n 4 – 60C §é axit (% theo axit lactic ) : 0,65 – 0,7 Thêi gian nu«i : 8 – 10h + Gièng cÊp 2: NhiÖt ®é thanh trïng : 90 – 950C Thêi gian :30 - 40’ NhiÖt ®é lµm nguéi vµ cÊy gièng : 450C NhiÖt ®é phßng Êm 42 – 450C NhiÖt ®é phßng b¶o qu¶n 4 – 60C §é axit (% theo axit lactic ) : 0,7 – 0,75 Thêi gian nu«i : 4 - 6h + Gièng cÊp 3 : NhiÖt ®é thanh trïng : 90 – 950C Thêi gian : 20 - 30’ NhiÖt ®é lµm nguéi vµ cÊy gièng : 450C NhiÖt ®é phßng Êm 42 – 450C NhiÖt ®é phßng b¶o qu¶n 4 – 60C §é axit (% theo axit lactic ) : 0,7 – 0,8 Thêi gian nu«i : 3 - 4h + S¶n xuÊt : NhiÖt ®é thanh trïng : 85 - 900C Thêi gian : 20 – 30’ NhiÖt ®é lµm nguéi vµ cÊy gièng : 450C NhiÖt ®é phßng Êm 42 – 450C NhiÖt ®é phßng b¶o qu¶n 4 – 60C §é axit (% theo axit lactic ) : 0,7 – 0,8 Thêi gian nu«i : 3 - 4h ë gièng nµy thêi gian lªn men gi¶m râ rÖt nh­ng gièng bÞ vãn côc kh«ng sö dông lµm gièng cho s¶n phÈm ®­îc. S¬ ®å sö dông bét gièng ®Ó s¶n xuÊt s÷a chua : 7 - Rãt hép : Khi rãt hép ta cã thÓ cho c¸nh khuÊy quay chËm trong bån rãt ta rãt s÷a chua vµo hép 120 ml. NÕu s÷a chua cã nh©n th× ta chuÈn bÞ s½n nh©n vµ ®æ vµo bån chøa riªng ë m¸y rãt hép ®Ó m¸y tù ®éng b¬m vµo cïng hçn hîp s÷a chua. Nh©n s÷a chua th­êng lµ møt qu¶ nh­ m¬, d©u, tr¸i c©y tæng hîp,... vµ ®­îc b¬m vµo víi tØ lÖ 14% so víi s÷a chua thµnh phÈm. Toµn bé qu¸ tr×nh rãt hép, ghÐp nh©n vµ ®¸nh dÊu ngµy giê hÕt h¹n ®­îc tiÕn hµnh tù ®éng khÐp kÝn trong nhµ m¸y tõ ®Çu ®Õn cuèi ®Ó ®¶m b¶o v« trïng,lo. 8.ChuyÓn vµo kho l¹nh S÷a chua thµnh phÈm ®­îc chuyÓn vµo kho l¹nh b¶o qu¶n ë nhiÖt ®é tõ 4 - 50C trong vßng Ýt nhÊt lµ 24h tr­íc khi ®em ®i tiªu thô. Môc ®Ých b¶o qu¶n trong thêi gian 24h lµ ®Ó cho qu¸ tr×nh lªn men cña s÷a chua ®­îc tiÕp tôc vµ t¨ng thªm h­¬ng vÞ ®Æc tr­ng cña s÷a chua. Qu¸ tr×nh nµy cßn gäi lµ qóa tr×nh lµm chÝn sinh häc. Trong suèt qu¸ tr×nh nµy s÷a chua sÏ t¹o ra chÊt th¬m, chÊt kh¸ng sinh vµ vitamin nhãm B. Ch­¬ng ii TÝnh c©n b»ng chÊt vµ c©n b»ng nhiÖt tõng c«ng ®o¹n 2.1 - TÝnh to¸n c©n b»ng chÊt d©y chuyÒn s¶n xuÊt s÷a chua Nhµ m¸y s¶n xuÊt 300 (ngµy/n¨m) v× trõ c¸c ngµy nghØ, chñ nhËt, lÔ tÕt,. Mçi ngµy nhµ m¸y chØ s¶n xuÊt 2 ca. Ch­¬ng tr×nh s¶n xuÊt cña nhµ m¸y lµ 10.000(kg s÷a chua/ ngµy ). TÝnh khèi l­îng nguyªn liÖu cÇn dïng ®Ó s¶n xuÊt lµ: + Ta cã thÓ pha chÕ nguyªn liÖu theo c«ng thøc : Nguyªn liÖu  S÷a chua tr¾ng(%)   B¬ S÷a bét gÇy ChÊt æn ®Þnh §­êng N­íc  2,5 10,0 0,7 12,0 74,8   Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt s÷a chua tõ nguyªn liÖu ®Õn thµnh phÈm th× hao hôt trong qu¸ tr×nh nµy lµ 2%. Do vËy, tæng khèi l­îng nguyªn liÖu ban ®Çu ®­a vµo s¶n xuÊt lµ: (10.000 . 2%) + 10.000 = 10.200 (Kg/ngµy) + Sè l­îng men cho vµo s¶n xuÊt trong mét ca lµ: mmen = 5100.5% = 255(Kg/ca). + L­îng nguyªn liÖu ®Çu ®­a vµo s¶n xuÊt trong mét ca lµ: mnguyªn liÖu = 5100 – 255 = 4845(Kg/ca) Trong ®ã: L­îng s÷a gÇy lµ: 4845.10% = 484,5 (Kg/ca) L­îng ®­êng lµ: 4845.12% = 581,4 (Kg/ca) L­îng chÊt æn ®Þnh lµ: 4845.0,7% = 33,915 (Kg/ca) L­îng b¬ lµ: 4845.25% = 121,125 (Kg/ca) L­îng n­íc lµ: 4845.74,8% = 3624,06 (Kg/ca) VËy l­îng nguyªn liÖu ban ®Çu ®­a vµo s¶n xuÊt trong mét ca lµ: Nguyªn liÖu  S÷a chua tr¾ng(%)   B¬ S÷a bét gÇy ChÊt æn ®Þnh (Stap) §­êng N­íc  484,5 581,4 33,915 121,125 3624,06   VËy l­îng nguyªn liÖu ban ®Çu ®­a vµo s¶n xuÊt trong mét ngµy lµ: Nguyªn liÖu  S÷a chua tr¾ng(%)   B¬ S÷a bét gÇy ChÊt æn ®Þnh (Stap) §­êng N­íc  969 1162,8 67,83 242,25 7248,12   VËy l­îng nguyªn liÖu ban ®Çu ®­a vµo s¶n xuÊt trong mét n¨m lµ: Nguyªn liÖu  S÷a chua tr¾ng(%)   B¬ S÷a bét gÇy ChÊt æn ®Þnh (Stap) §­êng N­íc  290700 348840 20349 72675 2174436   + Tû träng cña s÷a chua ®­îc tÝnh theo c«ng thøc. C = 1,21.F + 0,25.a + 0.66 Trong ®ã: F: PhÇn tr¨m chÊt bÐo .(F = 2,5%) a: §é tØ träng a = 88,46 vËy C = 1,21.25% + 0,25.88,64 + 0,66 = 22,85% VËy tØ träng cña s÷a chua lµ: 1,08846 + Sè hép s÷a chua cÇn sö dông ®Ó ®ãng trong mét ca lµ : (ta sö dông hép 120 mg) 5000 : (1,08846.0,12) = 38281 (hép/ca) VËy l­îng hép nhµ m¸y cÇn dïng trong mét ngµy lµ (tÝnh c¶ 3% hao phÝ b¶o qu¶n vµ ®ãng gãi ): 38281 ( 2 = 76562 (hép/ngµy) VËy l­îng hép nhµ m¸y cÇn dïng trong mét n¨m lµ (tÝnh c¶ 3% hao phÝ b¶o qu¶n vµ ®ãng gãi ): (76562 + 76562 ( 3% ) ( 300 = 23037505.8 + Sè thïng dïng ®Ó ®ãng s÷a chua trong mét ca lµ: (1 thïng chøa 48 hép) 38281 : 48 = 797,52 (thïng/ca) + Sè thïng dïng ®Ó ®ãng s÷a chua trong mét ngµy lµ: (1 thïng chøa 48 hép) 797,52 ( 2 = 1559,041(thïng/ngµy) + Sè thïng dïng ®Ó ®ãng s÷a chua trong mét n¨m lµ: (1 thïng chøa 48 hép) 1559,041 ( 300 = 478512,5 (thïng/n¨m) 2.2 - TÝnh c©n b»ng nhiÖt . 2.2.1 - TÝnh n¨ng suÊt l¹nh phôc vô cho d©y chuyÒn s¶n suÊt s÷a chua . Tæng n¨ng xuÊt l¹nh cÇn cÊp cho c¸c c«ng ®o¹n trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt s÷a chua lµ: Q01 =
(kw) Trong ®ã: Q1 : N¨ng suÊt l¹nh ®Ó lµm l¹nh s÷a tõ nhiÖt ®é thanh trïng lÇn 1 ®Õn nhiÖt ®é ñ hoµn nguyªn. Q2 : N¨ng suÊt l¹nh ®Ó lµm nguéi s÷a chua sau qu¸ tr×nh hoµn nguyªn ®Õn nhiÖt ®é lªn men. Q3 : N¨ng suÊt l¹nh ë c«ng ®o¹n sau lªn men ®Õn nhiÖt ®é rãt hép. Q4 : N¨ng suÊt l¹nh cña kh©u b¶o qu¶n s÷a chua ®· ®ãng hép (nhiÖt ®é cña kho l¹nh). 1. N¨ng suÊt l¹nh Q1 ®Ó lµm l¹nh s÷a tõ nhiÖt ®é thanh trïng lÇn 1 ®Õn nhiÖt ®é ñ hoµn nguyªn. §­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : Q1 = G1 . C1 . (t1 - t 2) Trong ®ã : G1 : L­îng s÷a cÇn lµm l¹nh trong c«ng ®o¹n nµy G1 = 4845 (Kg/ca) C1 : NhiÖt dung riªng cña s÷a ( Chän C = 0,95 Kcal/kg0C) t1, t 2 : NhiÖt ®é ®Çu vµ cuèi cña s÷a t1 = 750C, t2 = 40C. VËy Q1 = G1 . C1 . (t1 - t 2) = 4845 . 0,95 . (75 - 4) = 326795,25 (Kcal/ca) Q1 = 11,347(kw) 2. N¨ng suÊt l¹nh Q2 ®Ó lµm nguéi s÷a chua sau qu¸ tr×nh hoµn nguyªn ®Õn nhiÖt ®é lªn men. §­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : Q2 = G2 . C2 . (t1 - t 2) Trong ®ã : G2 : L­îng s÷a chua cÇn lµm l¹nh trong c«ng ®o¹n nµy G2 = 4845 (Kg/ca) C2 : NhiÖt dung riªng cña s÷a ( Chän C = 0,95 Kcal/kg0C) t1 : NhiÖt ®é cña s÷a chua khi lªn men t1 = 900C t2 : CÇn lµm nguéi xuèng nhiÖt ®é 500C VËy Q2 = G2 . C2 . (t1 - t 2) = 4845 . 0,95 .(90 – 50) = 184110 (Kcal/ca) Q2 = 6,4 (kw) 3. Q3 N¨ng suÊt l¹nh ë c«ng ®o¹n sau lªn men ®Õn nhiÖt ®é rãt hép. §­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : Q3 = G3 . C3 . (t1 - t 2) Trong ®ã : G3 : L­îng s÷a chua cÇn lµm l¹nh trong c«ng ®o¹n nµy G3 = 5000 (Kg) C3 : NhiÖt dung riªng cña s÷a ( Chän C3 = 0,95 Kcal/kg0C) t1, : NhiÖt ®é cña s÷a sau khi lªn men t1 = 450C t2 : nhiÖt ®é cÇn lµm l¹nh (nhiÖt ®é rãt hép) t2 = 250C VËy Q3 = G3 . C3 . (t1 - t 2) = 5000 . 0,95 .(45 - 25) = 95000 (Kcal/ca) Q3 = 3,3 (kw) 4. N¨ng suÊt l¹nh Q4 cña kh©u b¶o qu¶n s÷a chua ®· ®ãng hép (nhiÖt ®é cña kho l¹nh). §­îc tÝnh theo c«ng thøc : Q4 = Q41 + Q42 + Q43 Trong ®ã: Q41 : Dßng nhiÖt do s¶n phÈm to¶ ra. Q42 : Dßng nhiÖt tõ kh«ng khÝ bªn ngoµi kho l¹nh thÊm vµo trong kho. Q43 : Tæn thÊt l¹nh do vËn hµnh. Sau ®©y lµ phÇn tÝnh to¸n chi tiÕt : Dßng nhiÖt Q41. Q41 = G4 . C4. (t1 - t 2) Trong ®ã : G4 : L­îng s÷a chua cÇn lµm l¹nh trong c«ng ®o¹n nµy G4 = 5000 (Kg) C4 : NhiÖt dung riªng cña s÷a ( Chän C4 = 0,95 Kcal/kg0C) t1 : NhiÖt ®é cña s÷a sau khi lªn men t1 = 250C t2 : nhiÖt ®é cÇn lµm l¹nh t2 = 40C VËy Q4 = G4 . C4 . (t1 - t 2) = 5000 . 0,95 .(25 - 4) = 99750 (Kcal/ca) Q4 = 3,46 (kw) Dßng nhiÖt Q42 . Kho l¹nh lµ mét khèi hép n»m d­íi m¸i nhµ x­ëng. Kh«ng khÝ nhµ x­ëng cã nhiÖt ®é gÇn b»ng nhiÖt ®é kh«ng khÝ xung quanh ë vïng Hµ Néi (txq = 32,70C). VËy : Q42 = G4 . C4 (txq – tb) Trong ®ã: G4 : L­îng s÷a chua cÇn lµm l¹nh trong c«ng ®o¹n nµy G4 = 5000 (Kg) C4 : NhiÖt dung riªng cña s÷a ( Chän C4 = 0,95 Kcal/kg0C) Txq : NhiÖt ®é kh«ng khÝ xung quang ë vïng Hµ Néi txq =32,70C Tb : NhiÖt ®é phßng b¶o qu¶n l¹nh tb = 40C Q42 = G4 . C4 (txq – tb) = 5000 . 0,95 (32,7 - 4) = 13625 (Kcal/ca) Q42 = 4,73 (Kw) Dßng nhiÖt Q43 . Tæn thÊt l¹nh do vËn hµnh ë ®©y ta lÊy b»ng 40% Q41 . Q43 = Q41 . 40% = 3,46 . 0,4 = 1,384 (Kw). VËy n¨ng suÊt l¹nh Q4 cña kh©u b¶o qu¶n s÷a chua ®· ®ãng hép (ë nhiÖt ®é cña kho l¹nh) lµ: Q4 = Q41 + Q42 + Q43 = 3,46 + 4,73 + 1,384 = 9,574 (Kw). VËy tæng n¨ng suÊt l¹nh cho toµn bé d©y chuyÒn s¶n xuÊt s÷a chua lµ : Q01 =
11,347 + 6,4 + 3,3 + 9,574 = 30,621 (kw) Q01 = 30,621 (kW) 2.2.2 - TÝnh n¨ng suÊt l¹nh cho kho l¹nh b¶o qu¶n s÷a chua thµnh phÈm. Môc ®Ých TÝnh nhiÖt kho l¹nh lµ tÝnh c¸c dßng nhiÖt kh¸c nhau tõ m«i tr­êng xung quanh x©m nhËp vµo bªn trong kho l¹nh. ®©y chÝnh lµ dßng nhiÖt tæn thÊt mµ ta ph¶i tÝnh to¸n ®Ó chän m¸y l¹nh cã c«ng suÊt ®Ó lÊy hÕt l­îng nhiÖt ®ã th¶i ra ngoµi. Môc ®Ých tÝnh to¸n nhiÖt lµ ®Ó chän lùa lo¹i m¸y cã c«ng suÊt t­¬ng øng ®Ó l¾p ®Æt cho hÖ thèng sao cho nã ho¹t ®éng vËn hµnh trong n¨m víi ®iÒu kiÖn chÞu t¶i lín nhÊt, cã nghÜa lµ tÝnh chän tæng tæn thÊt l¹nh lín nhÊt Qmax. D­íi ®©y lµ mét sè c¸c tÝnh to¸n phô t¶i t¹i thêi ®iÓm mµ t¶i l¹nh ®¹t ®­îc ®Ó khi vËn hµnh nã cã thÓ ho¹t ®éng ®­îc trong nh÷ng thêi ®iÓm cÇn thiÕt: Tæng n¨ng suÊt l¹nh phôc vô cho phßng b¶o qu¶n l¹nh ®­îc tÝnh nh­ sau: Q02 =
= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 Trong ®ã: Q1 : N¨ng suÊt l¹nh ®Ó lµm l¹nh s¶n phÈm. Q2 : Tæn thÊt qua trÇn. Q3 : Tæn thÊt qua nÒn. Q4 : Tæn thÊt qua t­êng. Q5 : Tæn thÊt do më. Q6 : Tæn thÊt do ng­êi ra vµo. Q7 : Tæn thÊt do th¾p s¸ng. Q8 : Tæn thÊt do th«ng giã. N¨ng suÊt l¹nh ®Ó lµm l¹nh s¶n phÈm. N¨ng suÊt l¹nh ®Ó lµm l¹nh s¶n phÈm chÝnh lµ n¨ng suÊt l¹nh cña kh©u b¶o qu¶n s÷a chua ®· ®ãng hép (nhiÖt ®é cña kho l¹nh). Q1 = Q4 = 9,574 (kW) Tæn thÊt qua trÇn. Q2 = k.Ftr.(t (kcal/ca). Trong ®ã: K : HÖ sè truyÒn nhiÖt qua trÇn (chän k = 0,4 kcal/m2h0C). Ftr : DiÖn tÝch trÇn cña kho l¹nh (Ftr = 60 m2). (t : Chªnh lÖch nhiÖt ®é trong vµ ngoµi cña cña kho l¹nh. (t = (t1 – t2) = 25 – 4 = 210C Víi : t1 = 250C t 2 = 40C Q2 = k.Ftr.(t = 0,4.60.21 = 504 (kcal/ca) = 0,14 (kW). Tæn thÊt l¹nh qua nÒn. Q3 = k.Ftr.(t (kcal/ca). Trong ®ã: K : HÖ sè truyÒn nhiÖt qua nÒn (chän k = 0,4 kcal/m2h0C). Fn : DiÖn tÝch trÇn cña kho l¹nh (Ftr = 60 m2). (t : Chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a nÒn vµ kho lÊy nhiÖt ®é trung b×nh cña ®Êt lµ 200C. (t = (t1 – t2) = 20 – 4 = 160C Víi : t1 = 200C t 2 = 40C Q3 = k.Fn.(t = 0,4.60.16 = 384 (kcal/ca) = 0,1 (kW). Tæn thÊt qua t­êng. Q4 = k.Ft.(t (kcal/ca). Trong ®ã: K : HÖ sè truyÒn nhiÖt qua t­êng (chän k = 0,4 kcal/m2h0C). Ftr : DiÖn tÝch t­êng bao cña kho l¹nh (Ftr = 2 ( (7+9) ( 3,7 = 118,4 m2). (t : Chªnh lÖch nhiÖt ®é kh«ng khÝ trong kho vµ nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ m«i tr­êng bªn ngoµi kho. (t = (t1 – t2) = 32,7 – 4 = 28,70C Víi : t1 = 32,70C t 2 = 40C Q4 = k.Ftr.(t = 0,4.118,4.28,7 = 1359,232 (kcal/ca) = 2,83 (kW). Tæn thÊt l¹nh do më cöa. Q5 = (.F Trong ®ã: ( : Chi phÝ l¹nh cho 1m2/h phô thuéc vµo diÖn tÝch vµ lo¹i phßng. F : DiÖn tÝch x©y dùng cña phßng. NÕu F > 50 m2 th× ( = 4,7 (W/m2) NÕu F ( 50 m2 th× ( = 9,3 (W/m2) Khæ më 2 cöa réng 3,5 m vµ cao 3,5 m. Q5 = (.F = 4,7.60 = 282 (kcal/ca) = 0,59 (kW). Tæn thÊt l¹nh do ng­êi ra vµo. Q6 = n.q Trong ®ã: n : Sè ng­êi ra vµo trong mét ngµy n = 4 q : NhiÖt tiªu hao riªng cho mét ng­êi q = 120 (kcal/h) Q6 = n.q = 4.120 = 480 (kcal/h) = 1(kW). Tæn thÊt l¹nh do th¾p s¸ng. Q7 = A.F Trong ®ã : A: L­îng nhiÖt mÊt trªn 1m2 bª mÆt. A = a.(.( a : Chi phÝ ®iÖn trªn 1m2, a = 6,2 (w/m2). ( : HÖ sè bËt ®Ìn, ( = 0,6 ( : HiÖu suÊt øng dông, ( = 0,87 A = a.(.( = 6,2.0,6.0,87 = 3,236 Q7 = A.F = 3,236.60 = 194,16 (kcal/h) = 0,405 (kW). Tæn thÊt l¹nh do th«ng giã. Tæn thÊt l¹nh do th«ng giã ta lÊy b»ng 10% – 15% cña (Q1 + Q2) (Q1 + Q2) = (9,574 + 0,14) = 9,714 (kW) VËy Q8 = 9,714.15% = 9,714.0,15 = 1,4571 (kW). VËy tæng phô t¶i kho l¹nh lµ: Q02 =
= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 = 9,574 + 0,14 + 0,1 + 2,83 + 0,59 + 1 + 0,405 + 1,4571 = 16,0961 (kW) Q02 = 16,0961 (kW) Ch­¬ng III TÝnh to¸n kho l¹nh b¶o qu¶n s÷a chua thµnh phÈm 3.1 - DiÖn tÝch kho l¹nh C¸c d÷ kiÖn ®· biÕt : KÝch th­íc hép (120ml) lµ (60 ( 40 ( 50) mm. Mçi thïng chøa ®­îc 48 hép. Cø 1 m2 theo mÆt sµn xÕp ®­îc 60 hép s÷a chua, víi chiÒu cao lµ 2m cã thÓ xÕp ®­îc 250 líp hép s÷a chua. VËy tæng sè hép s÷a chua cã thÓ xÕp ®­îc trong 1 m2 lµ : 60 ( 250 = 15.000 (hép) Sè l­îng hép s÷a chua s¶n suÊt trong mét ca lµ: (tØ träng cña s÷a chua lµ ( = 1,08846 kg/m3). 5000 : (1,08846.0,12) = 38281(hép/ca) Sè l­îng hép s÷a chua s¶n suÊt trong mét ngµy lµ: 38281 ( 2 = 76562 (hép/ngµy) - Thêi h¹n tèi ®a b¶o qu¶n s÷a trong kho lµ 7 ngµy : 76562 ( 7 = 535934 (hép/ 7 ngµy) Nh­ vËy l­îng s÷a chua cã thÓ chøa ®­îc trong kho lµ : Gåm cã : 535934/48 = 11165 thïng (mçi mét thïng cã 48 hép, mçi mét hép chøa 120ml) t­¬ng ®­¬ng 64312 (kg). VËy diÖn tÝch kho sö dông ®Ó xÕp lµ : 535934/15.000 = 36 m2 Chän hÖ sè sö dông diÖn tÝch sµn kho l¹nh ( = 0,6 (ngoµi hµng ra cßn dµnh lèi ®i l¹i cho xe n©ng h¹ bèc xÕp). VËy diÖn tÝch x©y dùng kho l¹nh lµ : Fxd = 36/ 0,6 = 60 m2 Chän chiÒu cao kho l¹nh tèi thiÓu lµ H = 5m v× hai lý do : Thø nhÊt : hµng ®­îc xÕp trong c¸c thïng cøng kÝch th­íc lín nhê ®ã cã thÓ chång ®­îc cao. Xe n©ng h¹ cã thÓ víi tíi ®é cao kho¶ng 3m. Thø hai : phô t¶i trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch sµn cho phÐp 4000 kg/m2. VËy dung tÝch h×nh häc cña kho l¹nh lµ: W7 ( L9 ( H5 = 315 m3. Dung tÝch qui ­íc cña kho (nÕu kho chØ chøa mét mÆt hµng lµ thÞt lîn tø th©n hoÆc b¸n th©n víi gv = 0,35 tÊn/m3). E = V. gv = 315 ( 0,35 = 110 (tÊn). 3.2 - KÕt cÊu kho l¹nh . Sù kh¸c nhau chñ yÕu gi÷a kho l¹nh vµ mét ng«i nhµ c«ng nghiÖp lµ ë chç trong kho l¹nh lu«n duy tr× mét nhiÖt ®é t­¬ng ®èi thÊp, ®é Èm t­¬ng ®èi cao so víi m«i tr­êng bªn ngoµi. Do sù chªnh lÖch nhiÖt ®é lu«n cã mét dßng nhiÖt tæn thÊt ¶nh h­ëng ®Õn viÖc chän n¨ng suÊt l¹nh. Dßng Èm cã t¸c ®éng xÊu ®Õn vËt liÖu x©y dùng vµ c¸ch nhiÖt, lµm gi¶m tuæi thä vËt liÖu vµ cÊu tróc x©y dùng, lµm háng c¸ch nhiÖt vµ lµm mÊt kh¶ n¨ng c¸ch nhiÖt. V× vËy cÊu tróc x©y dùng vµ c¸ch nhiÖt ph¶i ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu sau: Cã hÖ sè dÉn nhiÖt nhá hoÆc trë nhiÖt lín; ChÞu ®­îc t¶i träng cña b¶n th©n vµ cña hµng b¶o qu¶n xÕp trong kho; BÒ mÆt ngoµi t­êng bªn ngoµi kh«ng ®­îc ®äng s­¬ng; Ph¶i ®¶m b¶o c¸ch nhiÖt tèt gi¶m chi phÝ ®Çu t­ cho m¸y l¹nh vµ vËn hµnh; Kh«ng hót n­íc hoÆc ®é hót n­íc nhá; Cã ®é trë thÊm cao; Cã ®é bÒn c¬ häc ®ñ lín, dÎo dai tr¬ víi b¨ng gi¸; Cã h×nh d¸ng h×nh häc cè ®Þnh; Cã khèi l­îng riªng nhá; Kh«ng ch¸y; Kh«ng cã ph¶n øng vµ t¸c ®éng víi c¸c ho¸ chÊt; Kh«ng b¾t mïi vµ kh«ng cã mïi l¹; Kh«ng ¨n mßn vµ t¸c ®éng g©y ¨n mßn bÒ mÆt kim lo¹i cña bÒ mÆt c¸ch nhiÖt; Kh«ng ph¸t triÓn ký sinh trïng, nÊm men, nÊm mèc, vi trïng; Kh«ng bÞ c¸c loµi gÆm nhÊm ph¸ ho¹i; Tuæi thä cña vËt liÖu c¸ch nhiÖt ph¶i bÒn l©u; C¸c lo¹i buång l¹nh vµ kho l¹nh l¾p ghÐp gi¸ thµnh rÊt cao so víi ®iÒu kiÖn hiÖn nay ë ViÖt Nam. NÕu chóng ta tËn dông nh÷ng nguyªn liÖu ë ®Þa ph­¬ng, th× gi¸ thµnh nguyªn liÖu rÎ h¬n nhiÒu so víi lo¹i l¾p ghÐp. Bëi vËy ë ®©y em còng chän c¸c phÇn kÕt cÊu cho kho l¹nh nh­ sau: 3.2.1- KÕt cÊu trÇn kho. TrÇn kho cã thÓ èp c¸ch nhiÖt trùc tiÕp lªn trÇn bª t«ng cèt thÐp khi ®ã ph¶i bè trÝ c¸c r©u b»ng d©y thÐp ( 3,2 – 3,5mm ®Ó neo gi÷ c¸c tÊm c¸ch nhiÖt. TrÇn kho cã cÊu t¹o c¸c líp theo thø tù tõ trªn xuèng nh­ sau: Bª t«ng cèt thÐp Bitum chèng Èm GiÊy dÇu Líp stirofor ®­îc d¸n lªn giÊy dÇu Líp l­íi m¾t c¸o Cuèi cïng lµ v÷a tr¸t §Ó gi÷ líp c¸ch nhiÖt ph¶i dïng gç hoÆc d©y thÐp ( 6 – 8 mm ch¨ng vµ dïng gç lµm xµ sau ®ã bè trÝ c¸ch nhiÖt vµ tr¸t v÷a hai phÝa trªn vµ d­íi. L¾p ®Æt panel kho l¹nh Panel kho l¹nh ®­îc l¾p ®Æt b»ng c¸c kho¸ cam - locking ®­îc nhµ s¶n xuÊt ®Æt s½n trong c¸c panel rÊt dÔ dµng l¾p ®Æt vµ th¸o dì khi cÇn thiÕt. Gi÷a c¸c tÊm panel ®­îc lµm kÝn b»ng silicon vµ sealant. Panel trÇn ®­îc treo ®ì lªn xµ gå cña trÇn nhê hÖ thèng c¸p treo vµ t¨ng ®¬ ®Æt c¸ch ®Òu trªn toµn bÒ mÆt. Sau khi l¾p ®Æt hoµn chØnh sÏ tiÕn hµnh bèc dì líp giÊy dÇu b¶o vÖ bªn ngoµi cña panel. C¸c tÊm panel ®­îc ®Æt trªn c¸c tÊm thÐp U b»ng inox do nhµ chÕ t¹o ®· chÕ t¹o s½n nh»m t¨ng ®é bÒn vµ b¶o vÖ panel. 3.2.2 - KÕt cÊu nÒn kho. KÕt cÊu nÒn kho phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh­: - NhiÖt ®é trong phßng l¹nh; - T¶i träng cña kho l¹nh b¶o qu¶n; - Dung tÝch kho l¹nh; -Yªu cÇu kho l¹nh ph¶i cã ®é v÷ng ch¾c ch¾n cÇn thiÕt, tuæi thä cao, vÖ sinh s¹ch sÏ, kh«ng thÊm Èm. VÒ nguyªn t¾c tÊt c¶ c¸c nÒn buång l¹nh ®Òu ph¶i c¸ch nhiÖt. §é dµy c¸ch nhiÖt cã thÓ b»ng 0,5 – 1 lÇn chiÒu dµy c¸ch nhiÖt cña t­êng. NÒn kho cã cÊu t¹o c¸c líp theo thø tù tõ d­íi lªn nh­ sau: - Líp bª t«ng cèt thÐp M250 cã s½n - Líp v÷a xi m¨ng l¸ng p¼ng bÒ mÆt M15, dµy 10mm - Líp h¾c Ýn quÐt liªn tôc - Líp giÊy dÇu chèng thÊm - Líp c¸ch nhiÖt stirofor dµy 100mm xen kÏ lµ c¸c dÇm gç nhãm 3 cã tiÕt diÖn 100(70 ®ì nÒn - Líp bª t«ng cèt thÐp (8, a = 200mm, M200, dµy 70mm - Líp v÷a xi m¨ng l¸ng ph¼ng bÒ mÆt vµ l¸t ®¸ nÒn M150, dµy 30mm - Líp ®¸ xÎ l¸t nÒn dµy 30mm 3.2.3 - KÕt cÊu t­êng kho C¸c tÊm panel t­êng ®­îc l¾p trùc tiÕp xuèng nÒn bª t«ng ®Æt trªn c¸c tÊm thÐp ®Þnh h×nh ch÷ U. Gi÷a c¸c tÊm panel t­êng vµ trÇn ®­îc g¾n víi nhau mét c¸ch dÔ dµng nh­ng ch¾c ch¾n nhê hÖ thèng kho¸ cam – locking. Khe hë gi÷a c¸c tÊm panel ®­îc phun silicon lµm kÝn ®¶m b¶o bÒn ch¾c. V¸ch bao che kho l¹nh ghÐp tõ c¸c tÊm panel ®­îc lµm s½n ë nhµ m¸y chÕ t¹o chuyªn dông, cã mÆt c¾t ngang nh­ sau: 1. Nhùa chÞu va ®Ëp ( = 5 mm 2. Polyurethan bät ( = 10 mm Hai líp nhùa chÞu va ®Ëp ®­îc t¹o cøng nhê ®­êng l­în sãng. Mçi tÊm panel cã chiÒu dµi ( réng lµ : L5 ( W1,1m. Gê mÐp mçi tÊm cã ngµm bËc thang ®Ó phÐp khÝt víi nhau. C¸c kÕt dÝnh nhau nhê kho¸ lãt bªn trong däc theo gê mÐp, trªn mçi mÐp cã hai kho¸. 3.2.4 - KÕt cÊu m¸i kho l¹nh M¸i kho l¹nh còng ghÐp tõ c¸c tÊm panel nh­ v¸ch. §Ó t¨ng cøng vµ ®ì m¸i cßn cã thªm mét sè dÇm cÇu. C¸c dÇm cÇu hµn tõ thÐp gãc vµ thÐp trßn (16, mçi dÇm cã chiÒu dµi b»ng chiÒu réng cña kho (tøc 7m). C¸c tÊm panel n»m theo chiÒu däc kho vµ b¾t chÆt vµo dÇm. 3.2.5 - Cöa kho Cöa kho ph¶i réng Ýt nhÊt ®Ó hai xe rïa vµo vµ ra kho. §Ó tr¸nh tæn thÊt l¹nh do më cöa cÇn treo mét mµn lµm tõ c¸c d¶i nhùa. C¸nh cöa còng ®­îc lµm tõ panel polyurethan bät cã khung s¾t t¨ng cøng, d­íi ®ì trªn ®­êng ray, trªn gi÷ nhê con ch¹y trong thanh s¾t ch÷ Π. Kho¸ tõ vµ ®iÖn trë chèng ®äng s­¬ng. Ch­¬ng IV tÝnh chän m¸y nÐn vµ c¸c thiÕt bÞ cho hÖ thèng l¹nh 4.1 Chän c¸c th«ng sè cña chÕ ®é lµm viÖc. HÖ thèng l¹nh ph¶i ®¸p øng c¸c chÕ ®é s«i sau ®©y: Phßng l¹nh b¶o qu¶n s÷a chua thµnh phÈm. C¸c hé dïng l¹nh lµ nh÷ng thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt ë tõng c«ng ®o¹n kh¸c nhau. Tuy nhiªn ë c¸c c«ng ®o¹n nµy nhiÖt ®é cao h¬n so víi nhiÖt ®é kho l¹nh. V× vËy ta chän t0 cña kho l¹nh còng ®ñ ®Ó cho c¸c c«ng ®o¹n trªn. - NhiÖt ®é s«i cña m«i chÊt l¹nh t0. ë ®©y lµm l¹nh trùc tiÕp, cho nªn gi÷a nhiÖt ®é s«i cña m«i chÊt l¹nh t0 víi nhiÖt ®é buång cã ®é chªnh lµ : (t0 = (10 ( 15)0C (t0 = tb – t0 ( t0 = tb - (t0 Trong ®ã: tb : nhiÖt ®é buångl¹nh, tb = 40C . (t0 : hiÖu nhiÖt ®é yªu cÇu , (t0 = 100C VËy nhiÖt ®é s«i cña m«i chÊt l¹nh lµ: t0 = tb - (t0 = 4 – 10 = - 60C ( p0 = 4,0708 (bar) 4.1.2 - NhiÖt ®é ng­ng tô cña m«i chÊt l¹nh tk. §­îc tÝnh theo c«ng thøc sau : tk = tw2 - (tk Trong ®ã: tw2 : nhiÖt ®é n­íc ra khái b×nh ng­ng . tw2 = tw1 + (2 ( 6)0C tw1 : nhiÖt ®é n­íc vµo b×nh ng­ng. tw1 = t­ + (2 ( 3 ) Tra ®å thÞ I – d, ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é vµ ®é Èm t¹i Hµ Néi. ttb = 32,70C, ( = 83% ( t­ = 300C ( tw1 = t­ + 3 = 30 + 3 = 330C ( tw2 = tw1 + 4 = 33 + 4 = 370C (tk : hiÖu nhiÖt ®é ng­ng tô yªu cÇu , (chän (tk = 50C ). VËy nhiÖt ®é ng­ng tô tk lµ: tk = tw2 - (tk = 37 + 5 = 420C ( pk = 16,092 (bar) 4.1.3 - NhiÖt ®é h¬i hót th. Lµ nhiÖt ®é cña h¬i tr­íc khi vµo m¸y nÐn. NhiÖt ®é h¬i hót bao giê còng cao h¬n nhiÖt ®é s«i cña m«i chÊt. §èi víi m«i chÊt freon F22 NhiÖt ®é h¬i hót ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: th = t0 + (5 ( 15) = - 6 + 10 = 40C 4.2 TÝnh chän m¸y nÐn M¸y nÐn l¹nh lµ bé phËn quan träng nhÊt trong c¸c hÖ thèng l¹nh nÐn h¬i. M¸y nÐn cã nhiÖm vô : Liªn tôc hót h¬i sinh ra ë thiÕt bÞ bay h¬i. Duy tr× ¸p suÊt p0 vµ nhiÖt ®é t0 cÇn thiÕt. NÐn h¬i lªn ¸p suÊt ng­ng tô øng víi m«i tr­êng lµm m¸t (n­íc hoÆc kh«ng khÝ). §Èy h¬i cao ¸p vµo thiÕt bÞ ng­ng tô. §­a láng qua thiÕt bÞ tiÕt l­u trë vÒ thiÕt bÞ bay h¬i, thùc hiÖn vßng tuÇn hoµn kÝn cña m«i chÊt l¹nh trong hÖ thèng g¾n liÒn víi viÖc thu nhiÖt ë m«i tr­êng l¹nh vµ th¶i nhiÖt ra m«i tr­êng nãng. +M«i chÊt l¹nh R22 cã nh÷ng tÝnh chÊt sau: Tªn gäi lµ : monoclodiflometan. c«ng thøc ho¸ häc lµ: CHClF2, lµ mét chÊt khÝ kh«ng mµu, cã mïi th¬m rÊt nhÑ. nhiÖt ®é s«i ë ¸p suÊt khÝ quyÓn lµ - 40,80C. R22 kh«ng lµm biÕn chÊt thùc phÈm b¶o qu¶n. R22 cã ph©n tö l­îng lµ 86,5. Hoµ tan dÇu nh­ng kh«ng hoµ tan n­íc. 1. TÝnh to¸n chu tr×nh l¹nh Theo tÝnh to¸n ë trªn ta cã: tk = 420C , t0 = - 60C , p0 = 4,0708 (bar), pk = 16,092 (bar). VËy tØ sè ¸p suÊt ng­ng Pk vµ ¸p suÊt s«i P0 lµ: ( =Pk/P0 = 16,092/4,0708 = 3,95 ThÊy ( < 9 , vËy ta chän m¸y nÐn mét cÊp. M«i chÊt l¹nh R22 Thµnh lËp chu tr×nh mét cÊp freon. Chu tr×nh håi nhiÖt th­êng ®­îc ¸p dông cho m¸y l¹nh freon ®Æc biÖt lµ freon – R12 v× nã cã lîi (hÖ sè l¹nh cao).Tuy nhiªn, hÖ thèng l¹nh phôc vô d©y chuyÒn s¶n xuÊt s÷a chua nµy chØ ph¶i chÞu nhiÖt ®é thÊp nhÊt ë kh©u b¶o qu¶n (t0 = - 60C). Víi nhiÖt ®é ®ã ta kh«ng cÇn thùc hiÖn håi nhiÖt tuy cã lîi vÒ mÆt nhiÖt ®éng nh­ng ph¶i tèn thªm tiÒn ®Çu t­ cho thiÕt bÞ (lµ bé håi nhiÖt), nh­ vËy sÏ kh«ng thuËn lîi vÒ mÆt kinh tÕ. Chu tr×nh m¸y l¹nh freon mét cÊp nh­ (HV) ho¹t ®éng nh­ sau: H¬i m«i chÊt sinh ra ë thiÕt bÞ bay h¬i ®­îc qu¸ nhiÖt s¬ bé (do van tiÕt nhiÖt ) ®­îc m¸y nÐn hót vÒ vµ nÐn tõ ¸p suÊt p0 ®Õn ¸p suÊt pk vµ ®­îc ®Èy vµo b×nh ng­ng tô. T¹i ®©y, h¬i th¶i nhiÖt cho n­íc lµm m¸t, ng­ng tô l¹i thµnh láng vµ ®­îc qu¸ l¹nh chót Ýt (nÕu cã thÓ), ®é qu¸ l¹nh ë ®©y rÊt nhá nªn bá qua. Sau ®ã láng qua van tiÕt l­u ®Ó h¹ ¸p suÊt xuèng tr¹ng th¸i 4 vµ ®­îc ®Èy vµo thiÕt bÞ bay h¬i .Trong thiÕt bÞ bay h¬i, láng bay h¬i, thu nhÞªt cña m«i tr­êng l¹nh lµm l¹nh chÊt t¶i l¹nh (chÊt t¶i l¹nh ë ®©y lµ n­íc). Sau ®Êy chÊt t¶i l¹nh ®­îc b¬m ®Õn buång l¹nh. Cßn h¬i l¹nh ®­îc m¸y nÐn hót vÒ. Nh­ vËy, vßng tuÇn hoµn m«i chÊt ®­îc khÐp kÝn vµ lÆp l¹i. Qua viÖc tÝnh to¸n n¨ng suÊt l¹nh cung cÊp cho c¸c c«ng ®o¹n trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt s÷a chua(Q01 = 32,621 kW) vµ tÝnh to¸n n¨ng suÊt l¹nh phôc vô cho kho l¹nh b¶o qu¶n (Q02 = 16,0961 kW) ë ch­¬ng III. Dùa vµo 2 th«ng sè trªn ta tiÕn hµnh ®i tÝnh chän thiÕt bÞ cho tõng yªu cÇu cô thÓ. B¶ng th«ng sè c¸c ®iÓm nót. §iÓm  Th«ng sè    T( 0C )  P ( bar)  H (kJ/kg)  S (kJ/kgK)  V (m3/h)   1  - 6  4,0708  705  1,755  0,055   2  42  16,092  718  1,70  0,013   2’  75  16,092  750  1,82  0,018   3  42  16,092  552  -  -   4  - 6  4,0708  563  1,20  0,018   HÖ thèng l¹nh cña ta ë ®©y nh»m cung cÊp l¹nh cho 2 môc ®Ých chÝnh cã n¨ng suÊt l¹nh kh¸c nhau ®ã lµ: - HÖ thèng l¹nh phôc vô cho c¸c c«ng ®o¹n trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt. - HÖ thèng l¹nh phôc vô cho buång b¶o qu¶n s÷a chua thµnh phÈm. ChÝnh v× vËy mµ ta sÏ thùc hiÖn tÝnh to¸n ®Ó chän m¸y l¹nh cho tõng nhiÖm vô cô thÓ. 4.2.1. TÝnh to¸n vµ chän m¸y nÐn cho hÖ thèng l¹nh phôc vô d©y chuyÒn s¶n xuÊt Tõ n¨ng suÊt l¹nh Q01 = 32,621 (kW). Ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n theo c¸c b­íc sau: N¨ng suÊt l¹nh riªng khèi l­îng. §­îc tÝnh theo biÓu thøc sau. q0 = h1 – h4 = 705 – 563 = 142 (kJ/kg) L­u l­îng khèi l­îng thùc tÕ cña m¸y nÐn (l­u l­îng m«i chÊt qua m¸y nÐn): mtt = Q0/q0 = 32,621/142 = 0,23 (kg/s) N¨ng suÊt thÓ tÝch thùc tÕ cña m¸y nÐn . Vtt = mtt . v1 = 0,23 . 0,055 = 0,018 (m3/s) HÖ sè cÊp cña m¸y nÐn ( Theo ®å thÞ ®· cho cña nhµ chÕ t¹o, hÖ sè cÊp ( cña m¸y nÐn phô thuéc vµo (. ( =Pk/P0 = 16,092/4,0708 = 3,95 Tra ®å thÞ ®­îc: ( = 0,75 L­u l­îng thÓ tÝch lý thuyÕt (do pitt«ng quÐt ®­îc): §­îc tÝnh theo biÓu thøc sau:
Theo b¶ng ...[...] chän m¸y nÐn pitt«ng MYCOM mét cÊp (h·ng Mayekawa NhËt).