TIỂU LUẬN môn học CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN sữa đề tài CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN YAOURT

Nguyên lý chế biến sữa chua - Nguyên lý để làm sữa chua: dựa trên nguyên lý lên men của sữa trong một môi trường nhiệt độ, trong một thời gian thích hợp để làm cho sữa biến thành sữa chu

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM



TIỂU LUẬN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

YAOURT

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng….năm 2014

Ký tên

2

Mục lục

I Yêu cầu về nguyên liệu và nguyên lý chế biến sữa chua 1

1 Yêu cầu về nguyên liệu: 1

2 Nguyên lý chế biến sữa chua 3

II Quy trình sản xuất sữa chua 4

III Chỉ tiêu chất lượng sữa chua và máy móc thiết bị 10

1 Chỉ tiêu chất lượng 10

2 Các thiết bị dùng trong quá trình sản xuất: 11

Tài liệu tham khảo 17

I Yêu cầu về nguyên liệu và nguyên lý chế biến sữa

chua

1 Yêu cầu về nguyên liệu:

 Tiêu chuẩn sữa bột gầy (SMP): sữa bột là sản phẩm được sản xuất từ sữa tươi bằng phương pháp sấy gần như tách hoàn toàn nước (độ ẩm 4%).

Sữa bột có 2 loại: sữa bột gầy và sữa bột béo, trong sản xuất sữa bột gầy được

Màu sắc Màu kem nhạt, đồng đều.

1 Cảm quan Mùi vị Mùi thơm tự nhiên, ngọt mát.

Trạng thái Hạt nhỏ, mịn, không vón cục, không

nhiễm tạp trùng, không lẫn tạp chất Hàm lượng chất béo 1%

Độ hòa tan cao 97 ÷ 99,5%

2 Hóa lý

pH sữa hoàn nguyên 6,6 ÷ 6,7

Độ Axit 16 ÷ 19 0 T Hàm lượng Pb ≤ 0,5mg/kg Hàm lượng As ≤ 0,5mg/kg Vsv tổng số Không có Coliform, E.coli Không có

3 Vi sinh vật Samonella, Không có

staphylococcus Afltoxin Không có Nấm men và nấm mốc Không có Đóng bao bì ín 25kg/bao, bao có khả năng chống thắm cao.

4 Bảo quản Trong điều kiện bao gói tốt, kho kín có độ ẩm 70 ÷ 75%,

nhiệt độ 10 0 C thì có thể bảo quản được 3 năm.

1 Cảm quan Mùi vị Ngọt đăc trưng, không mùi vị lạ.

Trạng thái Các hạt tinh thể đường đồng đều, không

vón cục, không lẫn tạp chất.

Hàm lượng đường >99,7%

saccharose Hàm lượng tro ≤ 0,03

2 Hóa lý

Hàm lượng ẩm ≤ 0,05 Tạp chất ≤ 2ppm Đường khử ≤ 0,08%

Màu (420 nm) Tối đa 0,04%

Hàm lượng kim loại ≤ 5ppm nặng Pb

3 Vi sinh vật tổng số VSV

<200 tế bào/10g

<10 tế bào/10g

<10 tế bào/10g

4 Bảo quản Đóng gói 50kg/bao, bao bì 2 lớp

Đường lactose (đường sữa).

Hầu hết là đường α-lactoza

Chỉ tiêu cảm quan.

- Màu trắng ngà.

- Mùi vị: hơi ngọt không có mùi vị lạ.

- Trạng thái: mịn, đồng nhất, không vón cục, không lẫn tạp chất

 Tiêu chuẩn về men giống:

- Chủng sử dụng là: Streptococcus thermophilus và Lactobacilus bulgarcicus Với tỉ lệ tốt nhất là 1:1.

- Men giống túi được đóng thành túi, bao bì 3 lớp.

- Điều kiện bảo quản: < - 18 0 C sử dụng tối đa được 24 tháng, còn ở 5 0 C sử dụng tối đa trong 6 tuần men nhập được bảo quản lạnh < 5 0 C và phải còn ít nhất 2/3 hạn sử dụng.

 Phụ gia: hương liệu, chất màu, chất ổn định, nhũ hoa Chúng phải là loại hòa tan nhanh và an toàn ổn định trong suốt quá trỉnh chế biến.

2 Nguyên lý chế biến sữa chua

- Nguyên lý để làm sữa chua: dựa trên nguyên lý lên men của sữa trong một môi trường nhiệt độ, trong một thời gian thích hợp để làm cho sữa biến thành sữa chua, làm thay đổi cấu trúc hóa học.của sản phẩm theo yêu cầu có lợi cho nhu cầu của cơ thể.

- Dùng vi sinh vật có sẵn sữa ủ ở nhiệt độ thích hợp thì các vi sinh vật này hoạt động tích cực làm cho sữa lên men tạo ra axit lactic và phân giải 1 số khoáng chất và axit béo tạo thành 1 số chất có lợi cho tiêu hóa và đường ruột.

6

II Quy trình sản xuất sữa chua.

Sữa tươi, sữa bột gầy,

 Quy trình sản xuất Men cái:

Nước, sữa bột gầy

Trong quá trình trộn nguyên liệu, cánh khuấy trong bồn trộn được hoạt động để khuấy đều dịch sữa trong bồn trộn Sau khi trộn xong, ngừng khuấy trong khoảng thời gian 20 phút để tách bọt và hidrat hoá.

Lọc: mục đích là để loại bỏ bã ra ngoài.

Gia nhiệt 1: Dịch sữa từ bồn trộn sẽ được bơm qua lọc để loại bỏ tạp chất có thể lẫn vào trong quá trình trộn, sau đó đi vào bồn cân bằng Nhờ có van phau trong bồn cân bằng nên mực sản phẩm được giữ ở mức cố định làm cho quá trình sản xuất được liên tục, giảm dao động của dòng sản phẩm và tránh bọt khí lẫn vào hệ

8

nâng nhiệt lên 60 0 C nhờ thiết bị trao đổi nhiệt giảm tấm Trong một số nhà máy, người ta còn cho sữa đi qua thiết bị tách khí bằng chân không trước khi qua thiết bị đồng hoá.

Đồng hoá 1: tại máy đồng hoá, nhờ hoạt động của 3 pittong, dịch sữa sẽ được gia tăng áp xuất lên 200 bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hoá cấp 1 Khi đó các hạt chất béo sẽ được chia nhỏ kích thước Sau đó dịch sữa tiếp tục đi qua van đồng hoá cấp 2 với áp suất 50 bar để phân tán đồng đều trong dịch sữa.

Thanh trùng 1: dịch sữa đựơc thanh trùng ở 65 0 C trong 20 phút Qua trình nâng nhiệt độ sữa lên 65 0 C thực hiện trong ngăn thứ nhất của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm nhờ trao đổi nhiệt với nước nóng Nhiệt độ thanh trùng được điều khiển theo giá trị đã cài đặt nhờ bộ kiểm soát nhiệt độ tự động Làm lạnh 1: Dịch sữa sau thanh trùng1 đựơc làm lạnh xuống 4 – 8 0 C trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm qua 3 giai đoạn

- Giai đoạn 1: Sữa sau thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Tại đây sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữa chuẩn bị đi vào quá trình đồng hoá 1.

- Giai đoạn 2: Sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.

- Giai đoạn 3:Sữa ra khỏi ngăn thứ 3 sẽ đi vào ngăn thứ 4 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để làm lạnh dịch sữa xuống 4 – 8 0 C

Ageing (ủ chín): Dịch sữa sẽ được giữ ở 4 – 8 0 C trong 5 – 20 giờ để ổn định chất lượng dịch sữa, làm cho các chất khoáng đạt đến trạng thái cân bằng

ổn định Bồn ageing là loại bồn 2 vỏ có bảo ôn, sử dụng nước lạnh 1-3 0 C Gia nhiệt 2: Dịch sữa từ bồn ageing được bơm qua lọc để đi tới bồn cân bằng, sau đó sẽ được trao đổi nhiệt với sữa sau thanh trùng 2 để nâng nhiệt lên 70 – 75 0 C là nhiệt độ thích hợp cho quá trình đồng hoá 2

Đồng hoá 2: Tại máy đồng hoá, nhờ hoạt động của 3 pittong, dịch sữa sẽ được gia tăng áp suất lên 200 bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hoá cấp 1 Sau đó dich sữa tiếp tục đi qua van đồng hoá cấp 2 với áp suất là 50 bar Do đó các hạt chất béo sẽ được chia nhỏ kích thước và phân tán đồng đều trong dung dịch sữa Thanh trùng 2: Dịch sữa sau khi ra khỏi thiết bị đồng hoá 2 sẽ đi vào ngăn thứ nhất của thiết bị trao đổi nhiệt để trao đổi nhiệt với nước nóng và nâng nhiệt

độ sữa tới 95 0 C Nhiệt độ thanh trùng được điều khiển theo giá trị đã cài đặt nhờ bộ kiểm soát nhiệt độ tự động Nếu nhiệt độ thanh trùng không đạt, dịch sữa sẽ được tuần hoàn về lại bồn cân bằng cho đến khi nào nhiệt độ thanh trùng đạt Sữa 95 0 C sẽ đựơc dẫn vào ống lưu nhiệt trong thời gian 5 phút.

- Giai đoạn 1: sữa thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Tại đây sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữa chuẩn

bị đi vào quá trình đồng hoá 2.

- Giai đoạn 2: Sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 và nước lạnh ở ngăn thứ tư của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để đạt nhiệt độ 45 0 C.

Lên men: Men cái được bơm từ bồn men sang bồn ủ với tỉ lệ 3 - 5% và được khuấy đều Nhiệt độ của dịch sữa trong bồn ủ lúc này là 43 – 44 0 C Sau khi khuấy đều, tắc cánh khuấy, quá trình lên men xảy ra Sau khoảng 3 – 5 giờ

pH của dịch sữa sẽ giảm xuống 4.7- 4.8 thì ngưng ủ

Làm lạnh 2: Mở cánh khuấy từ 2 – 3 phút, sau khi ngưng ủ, làm lạnh sữa xuống 15 – 20 0 C Trên đường sữa đưa đi làm lạnh có sử dụng một van tiết lưu với áp suất điều chỉnh khoảng 1,5 đến 2,5 bar để làm mịn sửa chua Sữa chua sau khi làm lạnh được đưa vào bồn trữ để chuẩn bị đóng hộp.

Đóng hộp: Đối với sữa chua trắng: sữa từ bồn trữ được đưa đến máy rót để đóng hộp.

Bảo quản lạnh: Bảo quản ở 2 đến 5 0 C ít nhất là 6 giờ trước khi đưa ra tiêu thụ Đây là giai đoạn rất quan trọng để tạo cho sản phẩm có mùi, vị và trạng thái cần thiết Sản phẩm sữa chua có thể bảo quản 20 đến 30 ngày ở nhiệt độ 2 đến 5 0 C.

 Các quá trình sản xuất men cái sữa chua.

Phối trộn: nước được nâng nhiệt lên 600 C và sau đó đựợc đưa vào bộ phận định lượng để đưa vào bồn men Bột sữa gầy sữa được trộn hoà tan với nước ở trong bồn nhờ cánh khuấy.

Lọc: mục đích là để loại bỏ bã ra ngoài.

Thanh trùng: dich sữa sau trộn và hoà tan được thanh trùng ở 90 0 C trong

30 phút để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh

Làm nguội: dịch sữa sau thanh trùng được làm nguội xuống 43 0 C là nhiệt độ thích hợp cho quá trình lên men.

Cấy men: Men giống khô sẽ được cho vào buồng và khuấy đều trong 10 phút Lên men: Tắt cánh khuấy, quá trình lên men xảy ra Sau khoảng 5 – 7giờ

ở 43 – 45 0 C, pH của men cái sẽ giảm xuống 4.3 – 4.5 thì tiến hành làm lạnh men cái.

Làm lạnh: Mở cánh khuấy, làm lạnh men cái xuống đến 4 – 8 0 C Men cái

sẽ được lưu giữ ở nhiệt độ này không quá 48 giờ.

 SỰ KHÁC NHAU GIỮA CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA CHUA VỚI CÁC SẢN PHẨM CÙNG LOẠI.

Quy trình sản xuất sữa chua dạng cánh khuấy:

Sữa nguyên liệu

Chuẩn hóa10

Quy trình sản xuất sữa chua uống:

Sữa nguyên liệu

 So sánh 3 quy trình: điểm khác biệt giữa quy trình sản xuất sữa chua và 2 quy trình còn lại là quy trình sản xuất sữa chua có công đoạn ủ chín, giúp ổn định sản phẩm.

III Chỉ tiêu chất lượng sữa chua và máy móc

thiết bị

 Chỉ tiêu cảm quan:

Tên Tiêu chuẩn Yêu cầu

Màu sắc Màu trắng sữa hoặc màu đặc trưng phụ liệu bổ sung Mùi, vị Đặc trưng cho từng loại sản phẩm

Trạng thái Mịn, đặc sệt.

 Các chỉ tiêu hóa lý:

Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu

Sữa chua Sữa chua đã tách 1 phần chất béo Sữa chua gầy Hàm lượng chất

khô không chứa

2 Các thiết bị dùng trong quá trình sản xuất:

những vật liệu có độ bền cơ học cao Bên trong thiết bị còn có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục đích làm mát cho piston trong suốt quá trình làm việc.

được đưa vào thiết bị đồng hóa bởi piston Bơm sẽ tăng áp lực cho hệ nhũ tương từ 3 bar lên đến 100 – 250 bar hoặc cao hơn tại đầu vào của khe hẹp Người ta sẽ tạo một đối áp lên hệ nhũ tương bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp trong các thiết bị giữa bộ phận sinh lực và bộ phận tạo khe hẹp Đối áp này được duy trì bởi một bơm thủy lực sử dụng dầu Khi đó, áp suất đồng hóa sẽ cân bằng với áp suất dầu tác dụng lên piston thủy lực.

- Thông thường người ta chọn khe hẹp có chiều rộng khoảng 100 lần lớn hơn đường kính hạt của pha phân tán Đi ngang qua khe hẹp, tốc độ chuyển động của hệ nhũ tương chỉ có thể tăng đến 100 – 400 m/s và quá trình đồng hóa chỉ diễn ra

13

suất được cung cấp từ bơm piston sẽ được chuyển thành áp suất để đẩy hệ nhũ tương đi tiếp sau khi rời khe hẹp Một phần khác được thoát ra dưới dạng nhiêt năng Theo tính toán chỉ 1% năng lượng sử dụng phục vụ cho mục đích đồng hóa: phá vỡ các hạt của pha phân tán.

Trong công nghiệp, máy đồng hóa có thể được thiết kế cấp bậc hạ cấp.

một khe hẹp và một hệ thống thủy lực tạo đối áp Trong công nghiệp chế biến sữa, thiết bị đống hóa một cấp được sử dụng khi sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp hoặc hệ nhũ tương sau đồng hóa có độ nhớt cao.

- Thiết bị đồng hóa 2 cấp bao gồm 1 piston để đưa nguyên liệu vào máy, hai khe hẹp

và hai hệ thống thủy lực tạo đối áp Tuy nhiên người ta thường dùng chung một bể dầu cho hai hệ thống thủy lực trên Sau khi qua khe hẹp thứ nhất, các hạt pha phân tán bị phá

vỡ và giảm kích thước Tuy nhiên chúng có thể bị kết dính với nhau tạo thành chum hạt Việc thực hiện giai đoạn đồng hóa tiếp theo nhằm duy trì đối áp ổn định cho giai đoạn đồng hóa cấp 1, đồng thời tạo điều kiện cho các chum hạt của pha phân tán tách ra thành từng hạt phân tán riêng lẻ, chống lại hiện tượng tách pha trong quá trình bảo vệ hệ nhũ tương sau này.

đặc biệt đối với nhóm sản phẩm có hàm lượng chất béo cao hoặc tổng hàm lượng chất khô cao và các sản phẩm yêu cầu có độ nhớt thấp.

 a Thiết trao đổi nhiêt:

Đây là loại thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, được ứng dụng rộng rãi để thanh trùng hay gia nhiệt/làm lạnh các loại chất lỏng trong công nghệ sữa, thức uống,thực phẩm dạng lỏng hay nhớt.

- Các tấm truyền nhiệt được bố trí sao cho phân phối các dòng chảy vào giữa các khe song song ngược nhau.

- Quá trình xảy ra trong thiết bị là truyền nhiệt gián tiếp qua tấm kim loại mỏng giữa 2 dòng lưu chất chuyển động ngược chiều theo 2 cơ chế:

- Các tấm được chế tạo dạng lượn sóng để tạo dòng chảy rối, làm tăng hiệu quả truyền nhiệt

Chi tiết các thiết bị.

- Tấm trao đổi nhiệt là chi tiết quan trọng nhất trong thiết bị, đóng vai trò quyết định khả năng và hiệu quả truyền nhiệt của dòng chảy.

- Tấm trao đổi nhiệt được làm bằng thép không rỉ, vật liệu thường sử dụng là thép không rỉ AISI 316 có pha titan hay SMO Tấm này không chỉ cứng, chắc và tránh được ăn mòn mà còn có khả năng truyền nhiệt tốt từ môi trường ấm hơn qua

bề mặt kim loại đến môi trường kia.

- Các tấm kim loại trao đổi nhiệt có 4 lỗ tròn ở 4 gốc tạo đường dẫn cho lưu chất

chạy qua Phần còn lại được gia công lượn sóng để:

 Viền ngoài tấm trao đổi nhiệt có các rãnh để ghép vòng đệm cao su vào, khi

ép chặt hai tấm (một tấm có miếng đệm và một tấm không có miếng đệm) thì đệm này vừa có tác dụng bịt kín vừa có tác dụng định hướng dòng chảy vào những kênh xen kẽ nhau.

là các gờ hình chữ V đặt ngược chiều nhau (nếu để dạng tấm phẳng thì dòng lưu chất dễ chảy màng), làm tăng khả năng truyền nhiệt.

15

loại dưới áp suất cao của dòng chảy.

 Tăng diện tích bề mặt tiếp xúc để tăng hiệu quả truyền nhiệt.

- Có nhiều hình dạng của tấm trao đổi nhiệt đã được sử dụng: gờ ngang, gờ hình chữ V với góc nghiêng 60 0 C, 30 0 C… Tấm trao đổi nhiệt được chia thành 2 loại:

tấm A ta sẽ được tấm B và ngược lại Khi lắp ghép, người ta ghép tấm A và tấm B xen kẽ.

truyền nhiệt cần thiết, tốc độ dòng chảy, tính chất vật lý của lưu chất, độ giảm áp và chế độ nhiệt độ của quy trình công nghệ.

 Thiết bị lên men:

- Quá trình lên men luôn được kiểm soát chặt chẽ bằng cách theo dõi liên tục quá trình lên men thông qua 2 thông số quan trọng là nhiệt độ và độ chua Chất tải nhiệt thường dùng là hơi nước bão hòa bên trong thùng có cánh khuấy ngoài ra còn

có các thiết bị theo dõi và điều khiển nhiệt độ nhằm đảm bảo nhiệt độ trong quá trình lên men luôn duy trì ở 43 0 C.

Chi tiết thiết bị:

Đối với môi trường người ta sử dụng thiết bị lên men dang hình trụ đứng được chế tạo từ vât liệu thép ko rỉ bên trong cánh khuấy có gắn các đầu dò nhiệt độ pH… có thể theo dõi trực tiếp Các thông số trong suất quá trình lên men Trong sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa do không cần cung cấp oxi cho các vi sinh vật khi lên men các thiết bị không có hệ thống sục khí Motor chính cho thiết bị thường được đặt ở trên nóc thiết bị còn các cửa nạp và tháo được lắp ở đáy thiết bị ngoài ra thiết bị còn có cửa quan sát và van lấy mẫu

bảo tiêu diệt vi sinh vật có hại và vi trùng gây bệnh, trong khi không ảnh hưởng đến chất lượng & mùi vị sản phẩm.

 Thiết bị đóng gói: Thiết bị đóng hộp, đóng block, đóng thùng giúp quá trình vận chuyển và bảo quan

Tài liệu tham khảo

1 Đồ án tốt nghiệp – Đinh Thị Nhu Hoa – STH K47 – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.

2 Quy trình lên men sữa chua – Lớp 07 DSH4 – Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP HCM.

3 Bài giảng công nghệ chế biến sữa – Giãng Viên Lê Văn Nhất Hoài – Trường Đại Học Công Nghiệp TP HCM.

4 Quy trình sản xuất sữa chua – Lớp CTP12B – Trường Cao Đẳng Kinh Tế

Kỹ Thuật Cần Thơ.

19