Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất margarine

Phần I: CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY Dựa vào các tài liệu về hoạt động của các khu công nghiệp, em chọn địa điểm xây dựng phân xưởng là khu công nghiệp Việt Nam – Singapore, viết tắt là VSIP (Vietnam – Singapore industrials Park). Đây là khu công nghiệp hội tụ các điều kiện thuận lợi để xây dựng và phát triển nhà máy. VSIP đang được xem là biểu tượng sống động của mối quan hệ hợp tác và hữu nghị giữa hai nước, và đang trở thành địa chỉ hấp dẫn cho các nhà đầu tư. VSIP được khởi công xây dựng năm 1996, với quy mô 500 ha tại huyện Thuận An, tỉnh Bình Dương. Đây là khu công nghiệp duy nhất của Việt Nam được thành lập theo văn bản ký kết cấp chính phủ giữa hai nước Việt Nam và Singapore. Trong đó, tổng giám đốc khu công nghiệp là ông Trần Quang Lân và phó tổng giám đốc là ông Henry Chuah. Với mong muốn giúp đỡ Việt Nam phát triển kinh tế dựa trên thế mạnh nguồn nhân lực dồi dào, chính phủ Singapore đã có thiện chí hợp tác xây dựng một khu công nghiệp hiện đại. Dự án đã ra đời cùng với sự liên kết góp vốn đầu tư của các đối tác trong và ngoài nước, như các tập đoàn uy tín: Sem Corp industries, JTC international, United Overseas land (Singapore), Mitsubishi Corporation (Nhật), KMP (indonexia), Becamex (Việt Nam). Đến cuối năm 2002,VSIP đã cho thuê trên 300 ha, với 106 dự án được ký kết do các nhà đầu tư từ 15 quốc gia và vùng lãnh thổ như: Nitto Denko, Rohto (Nhật Bản), iCA Pharma (Việt Nam), Korea United Pharma (Hàn Quốc), Roche (Mỹ), New Toyo (Singapore) … Sức hấp dẫn của VSIP thể hiện qua chính sách “ Khách hàng là đối tác”. Nghĩa là: bên cạnh cơ sở hạ tầng hoàn hảo, các nhà đầu tư luôn nhận được sự hỗ trợ tối đa của ban quản lý khu công nghiệp Việt Nam – Singapore, của hải quan VSIP và của các ban ngành tỉnh Bình Dương, để các nhà đầu tư có nhiều thời gian cho sản xuất, kinh doanh. Quan điểm của đầu tư VSIP là thiết kế, xây dựng một khu công nghiệp có cơ sở hạ tầng và các dịch vụ hỗ trợ hoàn chỉnh, đạt tiêu chuẩn quốc tế, nhằm thu hút các ngành công nghiệp sạch và công nghệ cao, phục vụ xuất khẩu và nhu cầu tiêu thụ trong nước. VSIP có ưu thế nổi bật về hạ tầng: nhiều yếu tố thuận lợi về vị trí địa lý, hạ tầng cơ sở, cũng như các dịch vụ, thủ tục, đầu tư. - Về vị trí địa lý: khu công nghiệp nằm ở trung tâm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, cách Thành phố Hồ Chí Minh 17 km về phía Bắc, cách Tân Cảng 17 km, cách cụm cảng Sài Gòn VICT 22 km, cách sân bay Tân Sơn Nhất 20 km, tiếp giáp với quốc lộ 13 và trục tỉnh lộ ĐT743, được xem là hai nhánh giao thông huyết mạch chính nối liền các tỉnh lân cận, cũng như toả đi các trục giao thông chính trong cả nước. - Khu công nghiệp đặt cao vấn đề bảo vệ môi trường nên chủ trương thu hút các dự án đầu tư thuộc ngành công nghiệp nhẹ và ít gây ô nhiễm như ngành công nghiệp điện - điện tử, chế biến thực phẩm, cơ khí,… - Hạ tầng tương đối hoàn chỉnh: với nhà máy điện công suất 120 MVA cung cấp điện thường xuyên, nhà máy cung cấp nước sạch theo tiêu chuẩn của Tổ chức y tế thế giới cung cấp 40. 000 m3 / ngày đêm, nhà máy xử lý nước thải công suất 30. 000 m3 / ngày, hệ thống bưu chính viễn thông với 1. 200 đường dây lắp đặt sẵn và hệ thống cáp quang có thể kết nối với các ứng dụng viễn thông, hệ thống kênh thuê riêng. - Ngoài ra khu công nghiệp còn cung cấp các dịch vụ hỗ trợ như : ngân hàng, dịch vụ giao nhận, trung tâm y tế, bưu điện, các dịch vụ sửa chữa bảo trì máy văn phòng, đặc biệt là căn tin phục vụ cho 700 công nhân. - Khu công nghiệp được sự hỗ trợ cao nhất về chính sách. Chính phủ Việt Nam muốn VSIP trở thành biểu tượng thành công rực rỡ của mối quan hệ hợp tác giữa hai nước, do đó chính phủ Việt Nam đã dành nhiều quan tâm, trực tiếp chỉ đạo quá trình xây dựng và phát triển của khu công nghiệp. Chính phủ cho phép thiết lập một ban quản lý riêng tại khu công nghiệp gồm các quan chức cao cấp từ cán bộ ngành liên quan để tư vấn cho các nhà đầu tư, có quyền thẩm định và cấp giấy phép đầu tư cho các dự án có tổng vốn đầu tư dưới 40 triệu USD. Ban quản lý này còn có chúc năng hoàn thành các thủ tục khác như cấp giấy phép xuất nhập khẩu, tuyển dụng lao động, tạo cơ chế “một cửa” thông thoáng và đơn giản hóa các thủ tục đầu tư của khách hàng. Bên cạnh đó, chính phủ Việt Nam còn cho phép thành lập hải quan riêng của khu công nghiệp. - Được sự hỗ trợ của hai chính phủ, khu công nghiệp đã xây dựng được trung tâm đào tạo kỹ thuật Việt Nam – Singapore vào năm 1998. Hàng năm, trung tâm đào tạo được 450 học viên, chủ yếu là các kỹ thuật viên trung cấp theo các chuyên ngành điện tử, bảo trì điện, bảo trì cơ khí, chế tạo máy và cơ khí chính xác. Các học viên sau khi đào tạo được nhận vào làm ngay tại các doanh nghiệp trong khu công nghiệp. - VSIP còn hợp tác với các công ty xây dựng, tiến hành xây dựng các khu nhà ở giá thấp cho công nhân thuê, tạo nơi ăn ở, an toàn, ổn định, tạo thuận lợi cho các công ty trong việc sử dụng lao động, việc quản lý, đưa đón công nhân. - Một số chi phí đầu tư ở khu công nghiệp: + Giá thuê đất: 38 USD / m2 (trong 45 năm). + Phí bảo dưỡng cơ sở hạ tầng: 0,07 USD / m2 / tháng. + Điện: giờ cao điểm: 0,08 USD / kwh; bình thường: 0,075 USD / kwh. + Nước: 0,1 USD / m3. + Xử lý nước thải: 0,19 USD / m3. So với các khu công nghiệp khác, VSIP có nhiều ưu thế nổi bật, nhiều yếu tố thuận lợi, được sự hỗ trợ tích cực, thiết thực và khuyến khích đầu tư của chính phủ. Do vậy việc xây dựng phân xưởng sản xuất margarine tại khu công nghiệp này là một dự án khả thi và hợp lý. PHẦN II: NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT MARGARINE. NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu chính. Dầu thực vật. Margarine được định nghĩa như sau: “Margarine” là một loại thực phẩm ở dạng nhũ tương dẻo hoặc lỏng, chủ yếu là hệ nhũ tương nước trong dầu, được sản xuất từ dầu và mỡ có thể ăn được và những loại chất béo này không có nguồn gốc từ sữa. Trong margarine, hàm lượng chất béo không thấp hơn 80% khối lượng hệ nhũ tương. Mọi sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp hơn 80% không được gọi là margarine mà có tên gọi chung là chất có khả năng phết, “spread”. Hiện nay, chất béo sử dụng trong margarine phần lớn đều có nguồn gốc từ dầu thực vật (dầu nành, dầu dừa, dầu cọ, dầu phộng…), mỡ động vật (mỡ bò, heo,… ) rất hạn chế do các lo ngại về sức khỏe của người tiêu dùng. Dầu thực vật sử dụng cho margarine là dầu tinh luyện đã được bão hòa một phần hoặc toàn phần. Tùy loại margarine mà mức độ bão hòa khác nhau. Dầu này có thể được bão hòa bằng phương phương pháp hydrogen hóa hay phương pháp nội chuyển ester. Phương pháp hydrogen hóa thường tạo đồng phân dạng trans, là nguyên nhân làm tăng hàm lượng LDL trong máu, từ đó rất dễ gây ra các vấn đề về bệnh tim mạch. Vì vậy, ngày nay, để sản xuất margarine, người ta dần chuyển sang sử dụng phương pháp nội chuyển ester trong việc bão hòa chất béo. Yêu cầu chất lượng của dầu nguyên liệu Tiêu chuẩn cảm quan (dầu có màu vàng nhạt, vàng nâu nhạt, có mùi đặc trưng, không có mùi ôi, chua, không có vị lạ,...). Các tiêu chuẩn hóa lí: Hàm lượng xà phòng £ 0.004% Ẩm và tạp chất £ 0.1% Chỉ số axit £ 0.5 mg KOH /g Chỉ số peroxit £ 2-4 g I2 /100g Chỉ số Iodine ≤ 85. Mỡ động vật Mỡ động vật cũng được dùng để sản xuất margarine nhưng ít khi dùng làm nguyên liệu chính mà thường được trộn chung với dầu thực được hydro hoá. Mỡ động vật là hardfat của động vật. Ở My,õ thường là lấy mỡ bò và ít hơn là mỡ cừu. Mỡ này thường dùng trong chế biến thực phẩm thịt hơn là dùng nó như là nguyên liệu. Khi dùng nó phải qua quá trình loại protein , acid béo tự do và khử mùi. Dùng hơi nước để protein kết tủa (turn black) và rửa, lọc để loại bỏ đi. Tiến hành trung hoà acid béo tự do, khử mùi tẩy màu. Mỡ dùng trộn chung phải có chất lượng tốt Thành phần mỡ : Mỡ động vật chứa hàm lượng TAGs bão hoà cao và hoá rắn ở nhiệt độ thường. Trong một vài trường hợp, dầu đã hydro hoá cho mức độ bão hoà giống như thành phần mỡ. Mỡ có thể cung cấp tính dẻo cần thiết cho việc đánh khuấy ở một khoảng nhiệt độ rộng. Tuy nhiên, mỡ dễ có mùi không mong muốn do hiện tượng trở mùi sau khi đã khử mùi(mỡ thường có chứa hàm lượng nhỏ linolenic và linoleic). Vì vậy cần bổ sung chất chống oxy hoá như BHT, BHA, TBHQ nếu sử dụng mỡ động vật trong công thức phối chế margarine. Nguyên liệu phụ. Nước: nước dùng trong sản xuất margarine phải đạt các chỉ tiêu sau Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc: không màu Độ trong : trong suốt Mùi, vị: không có mùi và vị lạ. Chỉ tiêu hóa lý Độ cứng tổng: max = 2mg đương lượng/L Chất khô: max = 850 mg/L Sắt, mangan, nhơm : âm tính Clo: âm tính Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi khuẩn hiếu khí 75cfu/ml, khơng cĩ vi sinh vật gây bệnh. Protein sữa Thành phần pha nước bao gồm nước, sữa hoặc các sản phẩm từ sữa. Sản phẩm sữa bò là nguồn nguyên liệu truyền thống nhưng ngày nay có thể dùng các nguyên liệu có chứa protein miễn là có thể ăn được. Những thành phần protein có thể ăn được đó là whey, albumin, casein, caseinate, protein isolate từ đậu nành…. Các yếu tố lựa chọn loại protein là hương vị sản phẩm, quy mô sản xuất, mục đích sử dụng cho chiên hay nấu ăn… Ban đầu, tiêu chuẩn về margarine yêu cầu pha nước phải chứa 10% chất rắn sữa. Tuy nhiên do nhu cầu ngày nay, phần lớn loại margarine chứa sữa hoặc các thành phần từ sữa ở mức dưới 1,5%. Hiện nay cũng để đáp ứng các nhu cầu về ăn kiêng cũng như vấn đề vi sinh vật trong sữa, các margarine có thể hoàn toàn không chứa protein. Phụ gia Chất nhũ hóa Tạo cấu trúc nhũ tương (giữa dầu và nước) đồng nhất và ổn định cho sản phẩm, chống hiện tượng rỉ nước hay tách nước. Có thể sử dụng một chất hay kết hợp các chất sau: Lecithin Monoglyceride, diglyceride Ester của axit béo và axit citric (hay diacetyltartaric, axit lactic) với glycerol Có một vài chất nhũ hóa được phép sử dụng trong margarine. Các chất nhũ hóa này giữ pha dầu và pha nước và tương tác một cách đặc biệt để tạo thành sản phẩm. Lichithin được sử dụng ở mức 0,1- 0,2% như tác nhân chống tạo bọt, tác nhân nhũ hóa tự nhiên và giúp muối tan nhanh trong miệng hơn. Mono- hoặc diglyceride cho vào với tác dụng làm bềân hệ nhũ tương, chống lại sự rỉ nước và mức sử dụng dưới 0,5%. Các mono-, diglyceride cứng sẽ tạo thành hệ nhũ tương chặt và làm cho hương thoát ra chậm. Các mono-, diglyceride mềm sẽ tạo thành hệ nhũ tương lỏng lẻo hơn và hương thoát ra nhanh hơn. Chất tạo hương vị Hương vị và màu sắc là điểm khác biệt đầu tiên giữa margarine và shortening trong sản xuất bánh mì. Mức độ sử dụng hương, vị trong margarine làm bánh mì thường cao hơn và phải là những loại bền nhiệt như butyric, lactone. Mức độ sử dụng muối trong margarine loại này cũng cao hơn thường là 3% so với mức 1,5-2% sử dụng trong các sản phẩm thương mại. Muối: Dùng muối NaCl, cho margarine ăn kiên có thể dùng muối KCl. Chúng cũng là những tác nhân bảo quản Đường và các carbohydrate tao ngọt khác. Hương bơ tổng hợp. Những chất này thường được sử dụng dưới dạng hỗn hợp của các hợp chất như lactone, ester của acid béo butyric, ketone,aldehyde. Diacetyl thành phần cơ bản của nhiều loại hương bơ, hình thành trong quá trình culturing bơ, ở mức nồng độ là 1-4ppm. Sự cảm nhận vị liên quan đến cảm nhận trong miệng, được xác định bới tốc độ mà margarine tan trong miệng. Cảm giác trong miệng được kiểm soát bởi đặc tính tan của thành thần chất béo và độ chặt của hệ nhũ tương ( là kết quả của việc sử dụng các chất nhũ hóa, chất làm bền và protein) cũng như kĩ thuật sản xuất. Chất bảo quản. Chất bảo quản có thể phân làm 3 loại : chất chống oxi hóa, chất chống vi vật và chất tạo phức kim loại. Mức sử dụng cho acid arcobic, acid benzoic là 0,1% và các muối của chúng là 0,2%. Đây là các chất chống vi sinh vật. Muối cũng được sử dụng để chống vi sinh vật với mức sử dụng là 1,5-3%. Bởi vì độ ẩm trong margarine là 16-19% nên nồng độ muối trong pha nước là 8-19%. Propyl octyl, dodecyl gallate, BHT, BHA, ascorbyl palmitate, ascobyl stearate được sự dụng với mức cao nhất là 0,2%. Đây là các tác nhân chống oxi hóa cho dầu và mỡ. Đối với các loại margarine có pha béo làm từ dầu, mỡ động vật cần bổ sung tác nhân chống oxi hóa, còn đối với các loại margarine làm từ dầu thực vật có thể không bổ sung do đã có chứa sẵn tocopherol trong nguyên liệu và nó không bị phá hủy trong quá trình sản xuất. Lichithin, ascorbyl palmitate stearate, isopropyl citrate, calcium disodium EDTA là các chất hỗ trợ chống oxi hóa. Các chất này có hai chức năng là làm gia tăng hiệu quả chống oxi hóa và ngăn cản các kim loại gây xúc tác oxi hóa. Vitamin và chất màu Vitamin A được bổ sung vào margarine là điều bắt buộc, phải chứa ít nhất 15000UI/pound(1pound =0,454kg). Vitamin D nếu bổ sung vào thì mức ít nhất là 1500UI/pound trong sản phẩm. Vitamin E cho vào ở mức hạn chế theo quy định. Vitamin thường cho vào dưới dạng beta-caroten như tác nhân tạo màu cho margarine. Các ester của vitamin A không màu được sử dụng cho các sản phẩm margarine không màu. Các chiết xuất thiên nhiên chứa carotenoid như annatto, dầu carrot, dầu cọ, được sử dụng để tạo màu cho margarine. Apo-carotenal là chất màu tổng hợp được sử dụng để tăng cường màu cho beta-carotene. TIÊU CHUẨN CODEX CHO MARGARINE Nguồn: CODEX STANDARD FOR MARGARINE, CODEX STAN 32-1981 (Rev. 1-1989), PHẠM VI Tiêu chuẩn này không áp dụng cho bất kỳ một sản phẩm nào có chứa ít hơn 80% hàm lượng chất béo và không được dán nhãn trong bất kỳ dạng sản phẩm nào mà được ngụ ý gián tiếp hoặc trực tiếp rằng những sản phẩm đó là margarine. MÔ TẢ. Định nghĩa sản phẩm. Margarine là một loại thực phẩm ở dạng nhũ tương dẻo hoặc lỏng, chủ yếu là hệ nhũ tương nước trong dầu, được sản xuất từ dầu và mỡ có thể ăn được và những loại chất béo này không có nguồn gốc từ sữa. Những định nghĩa khác. 2.2.1 Dầu và mỡ có thể ăn được nghĩa là những loại thực phẩm có chứa glyceride của các acid béo từ thực vật, động vật hoặc có nguồn gốc từ biển. Nguồn dầu và béo được sản xuất từ động vật phải có sức khỏe tốt tại thời điểm giết mổ và thích hợp với sự tiêu thụ của con người như được xác định trong các tài liệu đáng tin cậy của luật pháp quốc gia. Chúng có thể chứa đựng một số lượng nhỏ của những lipid khác như phosphatide, những thành phần không xà phòng hòa được và các acid béo tự do hiện diện tự nhiên trong dầu và mỡ. 2.2.2 Prepacked nghĩa là được đóng gói hoặc được chuẩn bị trong điều thuận lợi nhất để sẵng sàng cho việc bán lẻ trong 1 vật chứa đựng. THÀNH PHẦN CƠ BẢN VÀ YẾU TỐ CHẤT LƯỢNG. Nguyên liệu thô. 3.1.1 Dầu và béo có thể ăn được, hoặc là hỗn hợp của chúng, dù chúng có phụ thuộc vào phương pháp bổ sung hay không. 3.1.2 Nước và/hoặc sữa và/hoặc các sản phẩm từ sữa. Hàm lượng chất béo thấp nhất. 80% m/m của sản phẩm. Hàm lượng nước cao nhất. 16% m/m của sản phẩm. Các chất bổ sung Những chất sau đây có thể thêm vào margarine : 3.4.1 Vitamins: Vitamin A and các ester của nó. Vitamin D Vitamin E and các ester của nó Các vitamins khác Mức cao nhất và thấp nhất cho vitamin A, D, E và các vitamin khác nên được xác nhận bởi luật pháp trong sự phù hợp với nhu cầu của mỗi quốc gia. 3.4.2 Natri chloride 3.4.3 Đường (bất kỳ chất tạo ngọt carbohydrate nào) 3.4.4 Protein có thể ăn được PHỤ GIA THỰC PHẨM Chất màu Mức tối đa 4.1.1 Beta-carotene 25 mg/kg 4.1.2 Chiết xuất của annatto 20 mg/kg bixin/norbixin 4.1.3 Curcumin hoặc Turmeric 5 mg/kg 4.1.4 Beta-apo-8'-carotenal 25 mg/kg 4.1.5 Methyl and ethyl esters của beta-apo-8' - 25 mg/kg carotenoic acid Chất tạo hương Chất nhũ hóa 4.3.1 Mono- and diglycerides của acid béo Giới hạn bởi GMP 4.3.2 Mono- and diglycerides của acid béo 10 g/kg được ester hóa với các acids: acetic; acetyltartaric; citric; lactic; tartaric, và muối Na và Ca của nó. 4.3.3 Lecithins và những thành phần của Giới hạn bởi GM P lecithin thương mại. 4.3.4 Polyglycerol esters của acid béo 5 g/kg 4.3.5 1,2-propylene glycol esters của acid béo 20 g/kg 4.3.6 Esters của acid béo với polyalcohols 10 g/kg (như glycerol) Sorbitan monopalmitate Sorbitan monostearate Sorbitan tristearate 4.3.7 Sucrose esters của acid béo (bao gồm 10 g/kg sucroglycerides) Chất bảo quản 4.4.1 Sorbic acid, và muối của Na, K, Ca 1000 mg/kg riêng biệt hay kết hợp. 4.4.2 Benzoic acid và natri/kali benzoat như các acid Chất chống oxi hóa 4.5.1 Propyl gallate 100 mg/kg 4.5.2 Butylated hydroxytoluene (BHT) 75 mg/kg 4.5.3 Butylated hydroxyanisole (BHA) 175 mg/kg 4.5.4 Propyl gallate, BHA, BHT 200 mg/kg 4.5.5 Tocopherols tự nhiên và tổng hợp 500 mg/kg 4.5.6 Ascorbyl palmitate 500 mg/kg riêng biệt hay kết hợp. 4.5.7 Ascorbyl stearate 4.5.8. Dilauryl thiodipropionate 200 mg/kg Chất hỗ trợ chống oxi hóa 4.6.1 Citric acid Giới hạn bởi GMP 4.6.2 Sodium citrate Giới hạn bởi GMP 4.6.3 Isopropyl citrate 4.6.4 Phosphoric acid 100 mg/kg riêng biệt hay kết hợp. 4.6.5 Monoglyceride citrate Các chất tạo acid 4.7.1 Citric, lactic acids Giới hạn bởi GMP và muối Na, K của chúng 4.7.2 L-tartaric acid và muối Na/K của nó Giới hạn bởi GMP Tác nhân chống tạo bọt. Dimethyl polysiloxane (dimethyl silicone) 10 mg/kg dạng riêng biệt hay kết với silicon dioxide. NGUYÊN TỐ VẾT Iron (Fe) 1.5 mg/kg Copper (Cu) 0.1 mg/kg Lead (Pb) 0.1 mg/kg Arsenic (As) 0.1 mg/kg 6. VỆ SINH 7. ĐÓNG GÓI. Margarine khi được bán lẻ sẽ được đóng gói lại và có thể bán trong các bao bì có hình dạng bất kỳ. 8. DÁN NHÃN Theo điều khoản của the General Standard for the Labelling of Prepackaged Foods (CODEX STAN 1-1985 (Rev. 1-1991)). 8.1. Tên của thực phẩm 8.1.1 Tên của sản phẩm phải biểu thị "Margarine". 8.2. Dán nhãn cho các container không dùng cho bán lẻ Theo Guidelines on Labelling Provisions in Codex Standards. 9. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẪU. Nguồn: RECOMMENDED METHODS OF ANALY