Đồ án thiết kế nhà máy phân xưởng sản xuất sữa chua Hy Lạp năng suất 10000 kg sữa nguyên liệu ngày

SVTH Trần Thị Thu Thúy GVHD TS Nguyễn Chính Nghĩa TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm ĐỒ ÁN THIẾT KẾ THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA HY LẠP HỌ TÊN TRẦN THỊ THU THÚY MSSV 20175230 Lớp KTTP 03 K62 E mail Thuy ttt175230sis hust edu vn Giảng viên hướng dẫn ( Chữ ký của GVHD )TS Nguyễn Chính Nghĩa Bộ môn Công nghệ thực phẩm Viện Công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm

Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ THIẾT KẾ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA CHUA HY LẠP

HỌ TÊN: TRẦN THỊ THU THÚY

MSSV: 20175230Lớp: KTTP 03-K62E-mail: Thuy.ttt175230@sis.hust.edu.vn

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Chính Nghĩa

Viện : Công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm

Hà Nội…

Chữ ký của GVHD

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ 5

1.1 Thông tin chung về sữa chua và thị trường sữa chua Hy Lạp trên thế giới và Việt Nam 5

1.1.1 Tình hình tiêu thụ sữa, sữa chua và sữa chua Hy Lạp trên thế giới 5

1.1.2 Sữa chua Hy Lạp và thị trường sữa chua Hy Lạp tại Việt Nam 8

1.1.3 Phân tích mô hình SWOT của sữa chua Hy Lạp 12

1.2 Cơ sở lý thuyết 14

1.2.1.Men giống trong sản xuất sữa chua 14

1.2.2.Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men lactic 15

1.2.3.Cơ chế đông tụ sữa 17

1.3 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy 19

1.3.1.Nguồn cung cấp nguyên liệu 19

1.3.2.Hệ thống giao thông 20

1.3.3.Hệ thống cung cấp điện-hơi-nước 20

1.3.4.Hệ thống xử lý nước thải và vệ sinh môi trường 20

1.3.5.Nguồn nhân lực 21

1.3.6 Thị trường tiêu thụ 21

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ THUYẾT MINH DÂY TRUYỀN CÔNG NGHỆ 22

2.1 Nguyên liệu trong sản xuất sữa chua Hy Lạp 22

2.1.1.Sữa tươi nguyên liệu 22

2.1.2 Men giống 23

2.1.3.Nguyên liệu phụ 23

2.3.Thuyết minh quy trình công nghệ 26

2.3.1.Sơ đồ quy trình công nghệ 26

2.3.2.Thuyết minh quy trình 26

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG SẢN PHẨM 35

3.1 Lập kế hoạch sản xuất 35

3.1.1.Biểu đồ kế hoạch của phân xưởng 35

3.2.Cân bẳng vật chất cho xưởng sản xuất 35

3.2.1.Thông số kĩ thuật 35

3.2.2.Công thức phối trộn 36

3.2.3 Hao phí qua từng công đoạn 36

3.2.4 Tính cân bằng vật chất 37

CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 39

4.1.Thiết bị cân nguyên liệu 39

4.2.Thiết bị bài khí chân không 39

4.3.Thiết bị lọc 39

4.4 Bể làm lạnh sữa 40

4.5.Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm 41

4.6.Thiết bị ly tâm làm sạch và tiêu chuẩn hóa chất béo 41

4.7.Thiết bị phối trộn 42

4.8.Thiết bị đồng hóa GJB 43

4.9 Bồn lên men 44

4.10 Thiết bị làm lạnh nhanh 45

4.11.Thiết bị rót sữa chua Jimeivn 45

LỜI NÓI ĐẦUSữa và các sản phẩm từ sữa luôn là nguồn dưỡng chất lý tưởng cho con người Mộttrong các sản phẩm từ sữa mà chúng ta không thể không kể đến đó là sữa chua- mộtsản phẩm được biết đến nhiều nhất và phổ biến nhất trên toàn thế giới Sữa chua làsản phẩm lên men có thành phần dinh dưỡng cao và dễ dàng được cơ thể hấp thụ.Tuy nhiên trạng thái, hương vị của sữa chua cũng có sự khác nhau giữa từng vùng

Sữa chua Hy Lạp (Greek Yogurt) là sản phẩm sữa chua được tách bớt nước tạo kếtcấu dẻo đặc hơn sữa chua thường và có vị chua nhẹ Sữa chua Hy Lạp là một món

có từ lâu đời ở vùng Địa Trung Hải, Đông Á,Trung Á và Ấn Độ và nó cũng đang rấtphát triển tại Mỹ Trải qua quá trình gạn lọc, người Hy Lạp đã đưa loại sữa chua nàylên đỉnh cao về sự tinh tế và hương vị Bởi vậy sữa chua Hy Lạp cũng rất nổi tiếng

Sữa chua Hy Lạp là một sản phẩm vô cùng bổ dưỡng, giàu chất dinh dưỡng, ít béo,giàu probiotic và có lượng protein cao hơn so với sữa chua thông thường.Vậy nênsữa chua Hy Lạp đã thu hút một lượng lớn những người muốn theo chế độ nhiềuprotein, ít đường hoặc chỉ đơn giản là muốn ăn uống lành mạnh hơn

Sữa chua Hy Lạp là một sản phẩm khá mới đối với thị trường tiêu dùng Việt Namnhững năm gần đây Tuy mới xuất hiện nhưng sữa chua Hy Lạp đã tạo nên mộtcơn sốt trên thị trường tiêu thụ sữa chua

Hiện nay, một số các công ty về sản xuất sữa và các sản phẩm sữa chua cũng đã đưa

ra hàng loạt các sản phẩm về sữa chua Hy Lạp, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của người

sử dụng

CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ

1.1 Thông tin chung về sữa chua và thị trường sữa chua Hy Lạp trên thế giới

và Việt Nam

1.1.1 Tình hình tiêu thụ sữa, sữa chua và sữa chua Hy Lạp trên thế giới

Do nhận thức về thực phẩm lành mạnh ngày càng tăng, cơ sở dân số trẻ có ý thức

về sức khỏe ngày càng tăng và xu hướng gia tăng thu nhập hộ gia đình dẫn đếntăng thu nhập khả dụng và do đó, hỗ trợ việc bán các mặt hàng thực phẩm tùy ýnhư sữa chua Ngoài ra, sự sẵn có của sữa chua có giá trị dinh dưỡng cao, hàmlượng protein cao, … và những cải tiến sản phẩm khác được dự báo sẽ thúc đẩythị trường sữa chua toàn cầu

Trên thế giới tình hình tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa thay đổi theo từng thời

kì, phụ thuộc vào tình hình kinh tế và nhu cầu xã hội trong từng giai đoạn cụ thể

Theo thống kê của tổ chức CLAL.it về Thị trường sữa toàn cầu năm 2020

 Tổng tiêu thụ sữa và các sản phẩm sữa trên toàn cầu năm 2020 đạt

20935174 tấn tăng 0,04% so với năm 2019 (đạt 20927343 tấn)

 Tăng 3,12% so với năm 2018 (đạt 20302087 tấn)

Theo khu vực:

 Đông Nam Á tiêu thụ các sản phẩm từ sữa ít hơn 2.27% trong năm 2020 sovới năm 2019 nhưng vẫn chiếm 6% thị phần toàn cầu tiếp tục đứng thứ 4 thếgiới

Bắc Mỹ là khu vực tăng trưởng mạnh mẽ nhất và vẫn giữ vững tăng trưởngtrong 3 năm liên tiếp tăng 12.81% trong năm 2020 so với năm 2019, tiếp đến

là khu vực châu âu EU-27 cũng tăng trưởng 1.18% trong năm 2020 so vớinăm 2019 và vẫn là khu vực đứng đầu trong tiêu thụ sữa và các sản phẩm từsữa

 Do ảnh hưởng của Covid 19 những khu vực đang trong giai đoạn phát triển

và kém phát triển chịu tổn thất nặng nề làm giảm tốc độ tăng trưởng như: cácquốc gia ở khu vực châu Phi tốc độ tăng trưởng ít hơn 16,95% trong năm

2020 so với năm 2019 và vẫn là khu vực có tiêu thụ sữa thấp nhất thế giớitiếp đến là Đông Nam Á, châu Âu (trừ EU) và Châu Đại Dương cũng có tốc

độ tăng trưởng ít đi

Bảng 1.1 Tiêu thụ sữa toàn cầu giai đoạn 2018-2020

Khu vực

Tổng tiêuthụ (nghìntấn)

Thịphầntoàn cầu

Tổng tiêuthụ (nghìntấn)

Thịphầntoàn cầu

Tăngtrưởng2018-2019

Tổng tiêuthụ (nghìntấn

Thịphầntoàncầu

Tăngtrưởng2019-2020Châu Âu-

-Sữa và các sản phẩm từ sữa rất là đa dạng, bao gồm: sữa bột, sữa đặc, sữa nước,

váng sữa, phomai, bơ, sữa chua… Trong những sản phẩm đó, sữa chua ngày càng

được ưa chuộng và thị phần ngày càng tăng trong các sản phẩm về sữa từ những lợi

ích cao về sức khỏe của nó

Theo báo cáo của IMARC GROUP ngày 14 tháng 9 năm 2021 về dự báo giá trị thị

trường sữa chua toàn cầu 2020-2024

 Quy mô thị trường sữa chua toàn cầu đạt 38,7 tỉ USD vào năm 2018 Đạt40.5 tỉ USD vào năm 2020 (tăng 4.65% so với năm 2018) và dự báo đạtkhoảng 51.2 tỉ USD vào năm 2024 (tăng 32.3% so với năm 2018)

Tốc độ tăng trưởng sữa chua toàn cầu hàng năm khoảng 6%

Những yếu tố tác động tới sự tăng trưởng sữa chua

 Các sản phẩm sữa chua ngày càng được đa dạng hóa về hương vị cũngnhư chất lượng tốt

 Tốc độ đô thị hóa nhanh, người tiêu dùng đặc biệt các bạn trẻ chuyểnhướng sang các món ăn nhẹ, giàu dinh dưỡng

 Sữa chua chứa nhiều men vi sinh giúp duy trì huyết áp, cải thiện đườngruột, cải thiện khả năng miễn dịch, trong tình hình covid vẫn đang diễn

ra thì người tiêu dùng càng quan tâm và lựa chọn các sản phẩm từ sữachua thúc đẩy sự tăng trưởng

 Hệ thống mua bán hàng online ngày càng được ưa chuộng cũng góp phầnthúc đẩy sự tăng trưởng của sữa chua

Hình 1.1 Dự báo giá trị thị trường sữa chua trên toàn thế giới giai đoạn 2020-2024

Theo báo cáo của “Priya, Onkar Ambegaonkar & Roshan Deshmukh, RoshanDeshmukh” vào tháng 5 năm 2020 về thị trường sữa chua Hy lap và phân tích cơ hộitoàn cầu cho biết:

 Quy mô thị trường sữa chua Hy Lạp được định giá 7.2 tỉ USD vào năm 2019

và dự kiến đạt 11.9 tỉ USD vào năm 2027

 Dự kiến tăng trưởng với tốc độ là 10.9% giai đoạn 2020-2027

 hị trường sữa chua Hy Lạp được phân khúc dựa trên sản phẩm, hương vị,chủng loại Sự phát triển giữa các phân khúc cũng tạo nên sự đa dạng củasữa chua Hy Lạp cũng sẽ thúc đẩy sự tăng trưởng mạnh mẽ của nó

1.1.2 Sữa chua Hy Lạp và thị trường sữa chua Hy Lạp tại Việt Nam

Việt Nam là một quốc gia đang phát triển, mức độ đô thị hóa ngày càng tăng, nhucầu tiêu thụ các sản phẩm sữa (đặc biệt là sữa chua) tại Việt Nam đang có nhữngchuyển biến tích cực do dân số trẻ, thu nhập bình quân tăng, nhu cầu bổ sung dinhdưỡng lớn hơn

Chính vì vậy, các công ty về sữa ở Việt Nam đã không ngừng cải tiến chất lượng và

đa dạng hóa sản phẩm để đáp ứng nhu cầu trong nước

1.1.2.1 Sữa chua Hy Lạp

Sữa chua Hy Lạp là sữa chua thường được gạn bớt nước tạo nên kết cấu sánh mịnnhư kem và đặc dẻo hơn so với sữa chua thông thường Ngoài ra, sữa chua Hy Lạp

có vị chua nhẹ và thanh đặc trưng của sản phẩm

Để làm sữa chua Hy Lạp phải trải qua quá trình lên men Muốn có được độ thơmngon bắt buộc nguồn sữa nguyên liệu phải là nguồn sữa tươi ngon chất lượng nhất

để làm ra sữa chua rồi mới mất nhiều thời gian để cô đọng và chắt lọc những gì tinhtúy nhất làm ra sữa chua Hy Lạp

Sữa chua Hy Lạp là sản phẩm lên men lactic từ sữa nguyên liệu, không chứa chấtbảo quản và chất phụ gia Bản chất của sữa chua Hy Lạplà sữa chua thường đượcloại bớt nước, whey và đường tạo ra sản phẩm sữa chua đặc, quánh mịn như kem,màu trắng sữa, mùi chua nhẹ, vị ngọt dịu, ngậy mà không ngán Sản phẩm có thểdùng chung với mật ong, mứt, trái cây tươi, các loại hạt khô… Và đây cũng là điểmkhác biệt cơ bản của sữa chua Hy Lạp so với sữa chua thường Sữa chua Hy Lạp làmột sản phẩm vô cùng bổ dưỡng Sữa chua Hy Lạp không chỉ chứa đầy đủ nhữnglợi ích của sữa chua thường mà nó còn có thêm những lợi ích vượt trội khác tạo nên

sự khác biệt cho chính nó

Sữa chua Hy Lạp thường có 3 loại:

 Sữa chua Hy Lạp không đường

 Sữa chua Hy Lạp có đường

 Sữa chua Hy Lạp có hương

Đặc điểm nổi bật về giá trị dinh dưỡng của sữa chua Hy Lạp

 Hệ vi khuẩn có lợi cho sức khỏe con người:

Giúp cải thiện sức khỏe và tăng miễn dịch, tăng sức đề kháng

Lượng men vi sinh trong sữa chua tạo ra sự cân bằng sinh thái trong ruột,tăng cường phát triển của vi khuẩn có lợi giúp cho đường ruột lành mạnhthực hiện tốt chức năng tiêu hóa và hấp thụ

 Là nguồn cung cấp protein tuyệt vời:

Lượng protein trong sữa chua Hy Lạp cao hơn nhiều so với sữa chua thôngthường vì đã được loại bớt nước.

1.1.2.2 Thị trường sữa chua Hy Lạp tại Việt Nam

Theo số liệu thống kê từ tổng cục thống kê năm 2019 cả nước sản xuất được khoảng

390 nghìn tấn sữa chua tăng 17,67% so với năm 2018 Trong đó sữa chua uống đóng38% vào cơ cấu sản lượng và doanh thu của thị trường sữa chua việt nam (theoEuromonitor)

Thị phần sữa ở Việt Nam bao gồm: Vinamilk, FrieslandCampina, TH True Milk,

Abbott, Nutifood, Moc Chau Milk, Vinasoy

 Vinamilk là doanh nghiệp hàng đầu công nghiệp chế biến chiếm thị phần cao nhất ngành sữa với 43.3% Nếu tính thêm cả Mộc Châu milk thì 2 doanh

nghiệp này đã chiếm hơn 45% thị trường

Vinamilk chiếm khoảng 33.9% thị phần sữa chua uống và chiếm đến 84.5% thị phần sữa chua ăn trên toàn quốc

 Theo sau đó FrieslandCampina chiếm 15.8% thị trường tiếp đến là TH True Milk chiếm 6.1% thị trường

Hình 1.2 Thị phần Sữa tại Việt Nam

Theo như đánh giá của công ty cổ phần chứng khoán Phú Hưng (PHS) và đánh giácủa công ty chứng khoán SSI (SSI Research) đều cho rằng ngành sữa ít bị tác độngcủa Covid-19:

 Sữa và các sản phẩm sữa ở khu vực thành thị tăng 10% và ở khu vực nôngthôn tăng 15%

 Doanh thu các sản phẩm sữa tại Việt Nam năm 2020 đạt 135 nghìn tỉ đồngtăng 8.3% so với năm 2019 nhờ tốc độ tăng trưởng nhanh của ngành sữa chua

và sữa uống Các ngành tăng trưởng cao hơn: sữa uống (tăng 10%), sữa chua(tăng 12%), phô mai (tăng 11%), bơ (tăng 10%)

 Doanh thu từ sữa và các sản phẩm sữa ở Việt Nam dự kiến sẽ duy trì ở mức

7-8%/năm giai đoạn 2021-2025, đạt tổng giá trị khoảng 93.8 tỉ đồng vào năm

2025 Trong đó sữa chua được kì vọng có tốc độ tăng trưởng cao nhất với tốc

độ CAGR là 12%/năm

 Sữa uống ở Việt Nam vẫn chiếm 46,7% thị phần các sản phẩm về sữa

Hình 1.3 Cơ cấu doanh thu thị trường sữa ở Việt Nam

Một số sản phẩm sữa chua Hy Lạp có mặt trên thị trường Việt Nam

Sản phẩm sữa chua Hy Lạp của công ty

cổ phần ẩm thực Lucas Việt Nam (thànhlập tháng 11 năm 2015):

 Là đơn vị đầu tiên sản xuất và phân phối sữa chua Hy Lạp (nhãnhiệu Lucas Dessert) tại Việt Nam

 Sữa chua Hy Lạp Lucas Dessert

là sữa chua đầu tiên được sảnxuất theo công thức chuẩn củangười Hy Lạp tại Việt Nam

Hình 1.4 Sữa chua Hy Lạp của công ty

cổ phần Lucas

Hình 1.5 Sữa chua Vinamilk Greek Yogurt style

Sản phẩm sữa chua Hy Lạp Vinamilk

 Sữa chua Vinamilk Greek YoghurtStyle được lên men tự nhiên vớichủng men thuần khiết Hy Lạp

 Giàu dinh dưỡng với công nghệ lênmen chuẩn Châu Âu gấp đôi Proteincho cơ thể săn chắc không làm tăngcân

Hình 1.6 Sữa chua Hy Lạp nhập khẩu từ Úc Hình 1.7.Sữa chua Hy Lạp Nestle

Farmers Union

Hình 1.8 Sữa chua Hy Lạp nhập khẩu từ Mỹ Hình 1.9: Sữa chua Hy Lạp nhập khẩu từ

Chobani Thụy Điển- Emmi

1.1.3 Phân tích mô hình SWOT của sữa chua Hy Lạp

Bảng 1.0.1 Bảng SWOT của sữa chua Hy Lạp

 Lợi ích về sức khỏe

 Hàm lượng protein cao hơn sữa

chua thông thường

 Nhận biết thương hiệu

 Chất lượng sữa nguyên liệu

 Sự cạnh tranh từ các thương hiệunước ngoài

1.1.3.1.Strengths

Sữa chua Hy Lạp là sữa chua đã được loại bỏ váng sữa nên chúng có kết cấu kemđặc hơn và hương vị phong phú

Loại bỏ váng sữa cũng làm cho sản phẩm lành mạnh hơn sữa chua thông thường

 Lượng Đường ít hơn 40%

 Natri ít hơn 38% (tốt hơn cho thận và hệ thống thần kinh)

 Protein cao hơn gấp đôi

Là sản phẩm bổ dưỡng và mang lại nhiều lợi ích sức khỏe

 Lợi khuẩn trong sữa chua Hy Lạp giúp tăng men vi sinh trong đường ruột,cải thiện sức khỏe đường ruột

 Kiểm soát huyết áp cao: sữa chua Hy Lạp là nguồn cung cấp canxi,magie, kali vô cùng quan trọng giúp cải thiện tình hình huyết áp

 Quản lý cân nặng: Lượng protein trong sữa chua Hy Lạp gấp đôi so vớisữa chua thông thường Vì cơ thể mất nhiều thời gian hơn để tiêu hóaprotein nên sẽ giúp bạn cảm giác no lâu hơn

1.1.3.2 Weaknesses

 Là một sản phẩm của thương hiệu mới trên thị trường nên sẽ gây khó khăntrong việc đạt được sự thừa nhận từ người tiêu dùng

 Sữa chua Hy Lạp có giá thành cao hơn các sản phẩm sữa chua thông thườngkhác nên là một cản trở khi tiếp cận tầng lớp thu nhập trung bình và thấp(tầng lớp chiếm đa số trong tổng dân số Việt Nam)

Ví dụ như: Sữa chua Hy Lạp Lucas có giá 34000 đồng/100g cao hơn gấp 5lần so với sữa chua TH True Milk có đường giá 6400 đồng/100g

 Là sản phẩm mới du nhập vào Việt Nam nên mạng lưới phân phối sản phẩmcòn hạn chế, cũng chính vì vậy làm giảm sự tiếp cận của khách hàng với sảnphẩm

 Thị trường sữa chua Hy Lạp được phân khúc dựa trên sản phẩm, hương

vị, chủng loại Tại Việt Nam, sản phẩm sữa chua Hy Lạp chủ yếu là cácsản phẩm có hương vị truyền thống

 Vậy nên sự đa dạng hóa sản phẩm (về hương vị, chủng loại, ) sẽ là cơhội và tiềm năng lớn trong thị phần sữa chua của sữa chua Hy Lạp

Thị hiếu khách hàng

 Thị hiếu, sở thích và sự khác biệt của người tiêu dùng ngày càng tăng là một

lý do chính làm cho có rất nhiều sự đổi mới về công thức, bao bì và thúc đẩythị trường sữa chua Hy Lạp

1.1.3.4 Threats

Sự cạnh tranh từ các thương hiệu nước ngoài:

 Người tiêu dùng thường có xu thế dùng các sản phẩm nước ngoài hơn hàngnội địa nên đây cũng là thách thức to lớn đối với các sản phẩm sữa chua HyLạp từ các thương hiệu Việt Nam

Nguồn sữa tươi nguyên liệu:

 Chất lượng sữa nguyên liệu chưa được cao so với chất lượng sữa từ nướcngoài cũng như là sữa đến từ các trang trại được đầu tư thiết bị công nghệ cao

1.2 Cơ sở lý thuyết

1.2.1 Men giống trong sản xuất sữa chua

Trong sản xuất sữa chua Hy Lạp, sử dụng hỗn hợp 2 loại vi khuẩn Streptococus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.

Trong sản xuất sữa chua, việc sử dụng kết hợp hai loại vi khuẩn này cho kết quả tốt

hơn là sử dụng từng loại Lactobacillus bulgaricus có chứa enzym phân giải protein

nên có khả năng phân tách được một số amino axit từ casein Các amino axit này có

vai trò như các chất kích thích hoạt động Streptococcus thermophilus

Cấy vi khuẩn khác:

 Lợi khuẩn Bifido thêm vào sữa chua như một khuẩn propiotic

 Có lợi cho sức khỏe con người bằng cách cải thiện tiêu hóa lactose, chứcnăng đường tiêu hóa và kích thích hệ thống miễn dịch

 Chủng này có vai trò quan trọng trong lên men sản xuất sữa chua, có thể tạo

ra 2,7 % axit lactic từ đường lactoza và tạo raacetaldehyd - một chất thơmtrong sữa chua

Hình 2.1 Lactobacillus bulgaricus 1.2.1.2 Streptococus thermophilus

 Streptococus thermophilus (hình cầu) là vi khuẩn gram dương, lên men yếm

khí tùy tiện

 Phát triển tốt ở nhiệt độ 50oC, sinh sản tốt ở nhiệt độ 37-40oC Là vi khuẩnlên men lactic điển hình, có khả năng chịu nhiệt 65oC trong 30 phút

 pH thích hợp: 6,6-6,8

 Loại này cũng đóng vai trò quan trọng trong lên men sản xuất sữa chua Đây

là một trong những vi khuẩn được sử dụng phổ biến nhất trong ngành côngnghiệp sữa

 Có khả năng lên men glucose, fructose, lactose, sucrose, khi lên men thườngtạo một lượng nhỏ aceton và các hơp chất tạo hương

Hình 1 Streptococus thermophilus

1.2.2.Cơ sở lý thuyết của quá trình lên men lactic

Lên men lactic là quá trình lên men chủ yếu của các sản phẩm sữa lên men, là quátrình sinh hóa đặc trưng của sữa dưới tác động của vi khuẩn lactic lên men đườnglactoza để tạo thành axit lactic

Dựa vào sản phẩm của quá trình lên men chia vi khuẩn thành:

 Vi khuẩn lên men lactic đồng hình:

Chuyển hóa đường thành axit lactic là chủ yếu (chiếm hơn 95%)Ngoài ra còn một số sản phẩm phụ: rượu, acxit acetic, aceton, các chấttạo hương như di-acetyl, acetaldehyt

 Vi khuẩn lên men lactic dị hình:

Sản xuất lượng axit lactic ít hơn (Khoảng 40-60%)Còn lại là sinh sản phẩm phụ: axit piruvic, CO2, rượu,…

Cơ chất chính của quá trình lên men lactic là đường sữa – lactoza Dưới tác dụngcủa enzym lactaza, từ một phân tử lactoza cho đường glucoza và đường galactoza.Sau đó các đường này sẽ đi vào các chu trình chuyển hóa tạo sản phẩm trung gian làaxit pyruvic Trong quá trình lên men lactic, axit pyruvic dưới tác dụng của lactatdehydrogenaza của vi khuẩn tạo thành axit lactic

Hình 1.11 Quá trình lên men lactic

Ở giai đoạn đầu của quá trình lên men:

 pH = 6,5 – 6,6 thích hợp cho sự phát triển của loài Streptococcus thermophilus và đảm bảo cho quá trình lên men được bắt đầu

 Hoạt độ của các enzym phân hủy casein của Lactobacillus kích thích sự phát triển của Streptococcus và độ axit tăng

 Khi môi trường pH của sữa thay đổi (môi trường axit) làm cho loài

Streptococcus khó phát triển Lúc này loài Lactobacillus sẽ thay thế và chiếm

1.2.3 Cơ chế đông tụ sữa

Casein là tên một nhóm protein chủ yếu trong sữa Casein có mặt trong tất cả cácsữa động vật Trong sữa bò, casein chiếm gần 80% tổng số protein, khoảng 26g/L

Mecille Casein là tập hợp các siêu mixen có đường kính từ 15-20nm 1 mecillecasein với kích thước trung bình có tới 400-500 siêu mixen

Hình 1.12 Cấu tạo Mecille Casein

Đông tụ casein là quá trình chuyển casein từ trạng thái keo sang khối đông với cấutrúc gel

Để tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta sử dụng 2 phương pháp:

 Chỉnh giá trị pH về điểm đẳng điện của casein

 Sử dụng enzyme đông tụ sữa

Trong sản xuất sữa chua:

 Axit lactic được tạo ra trong quá trình lên men sẽ tác động đến sự đông tụ sữatrong quá trình sản xuất sữa chua đặc

 Bình thường các micelle casein trong sữa tích điện âm nên chúng đẩy nhau vàkhiến chúng tồn tại dưới dạng keo

 Axit Lactic làm giảm pH của sữa và khi pH =pI của casein thì các micellecasein bị trung hòa về điện tích và chúng sẽ đông tụ tạo thành gel

 Khi pH <pI, các casein được tái hòa tan Do vậy, lên men sữa chua đặc dừng

ở pH=4.5

 Acid Lactic còn tham gia phản ứng với caseinate calcium tạo quyện sữa

 Các calcium phosphate keo sẽ làm hòa tan và tạo ra Ca2+ Các ion này làm chokhối sữa đông tụ bền chặt hơn

1.3 Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy

Để thiết kế và xây dựng một nhà máy sản xuất sữa chua Hy Lạp hoạt động có hiệuquả, việc đầu tiên là phải lựa chọn một địa điểm thích hợp Địa điểm được lựa chọncần đáp ứng được các yêu cầu sau:

 Phù hợp với quy hoạch chung của tỉnh, thành phố

 Gần nguồn cung cấp nguyên liệu và nơi tiêu thụ sản phẩm

 Đảm bảo nguồn nhiên liệu luôn sẵn có, không quá khan hiếm

 Gần cung cấp điện, nguồn cung cấp nước, có hệ thống thoát nước hợp lý, xử

lý nước thải đảm bảo không ảnh hưởng đến vệ sinh môi trường, đến sức khỏecủa người dân trong vùng

 Thuận tiện về mặt giao thông vận tải, dễ vận chuyển nguyên-nhiên-vật liệu vàsản phẩm song chi phí vận chuyển là tối ưu

 Gần nơi đông dân cư để có nguồn nhân lực dồi dào, tiêu thụ sản phẩm thuậnlợi

 Địa hình bằng phẳng, địa chất ổn định, không có chấn động

 Đủ diện tích để bố trí thiết bị và khu vực trong nhà máy, sản xuất, giaothông nội bộ thuận tiện, có đất dự trữ cho mở rộng sản xuất

Dựa vào tiêu chí trên nên em chọn xây dựng nhà máy ở xã Tản Lĩnh, huyện Ba

Vì, Hà Nội

Hình 1.10 Bản đồ xã Tản Lĩnh, Ba Vì, Hà Nội

1.3.1 Nguồn cung cấp nguyên liệu

 Xã Tản Lĩnh nằm ở phía Tây Nam, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội Phía Bắcgiáp xã Cẩm Lĩnh và xã Thụy An, phía đông giáp thị xã Sơn Tây, phía nam

 Là nơi có điều kiện về địa hình, khí hậu thuận lợi cho sự sinh trưởng và pháttriển ngành chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi bò sữa

Việc chăn nuôi bò sữa tại Ba Vì đã được nhiều gia đình triển khai từ nhiều nămtrước và phát triển mạnh số lượng đàn bò của huyện tính đến năm 2017 khoảng

7500 con (chiếm 65% tổng đàn bò của thành phố) tập trung chủ yếu ở 3 xã TảnLĩnh, Yên Bài, Vân Hòa

Tại xã Tản Lĩnh có tổng 519 hộ chăn nuôi bò sữa với số bò sữa hiện nay khoảng

2500 con (chiếm 1/3 đàn bò sữa của huyện) với giống bò chủ yếu là bò lai HF trong

đó bò sữa trưởng thành chiếm 75% tổng đàn, bò đang cho sữa chiếm khoảng 64%(1600 con) Bò lai HF cho lượng sữa bình quân khoảng 14-15 kg sữa/con/ngày Giáthu mua sữa nguyên liệu khoảng 10100-12000 đồng/kg Tạo nên sự thuận lợi trongviệc thu gom sữa tươi nguyên liệu từ các trang trại bò sữa và hộ dân chăn nuôi

1.3.2 Hệ thống giao thông

Hệ thống giao thông xã Tản Lĩnh, Ba Vì, Hà Nội

 Trên địa bàn xã có tuyến đường giao thông quan trọng: đường tỉnh 87A(DT87A), đường tỉnh 87

 Từ trung tâm xã Tản Lĩnh đến quốc lộ 2 (tuyến chạy qua địa bàn 5 tỉnh, thànhphố: Hà Nội, Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang) và quốc lộ 32C(đi qua 4 tỉnh: Hà Nội, Phú Thọ, Yên Bái, Lào Cai) cách khoảng 13km

 Đi tới trung tâm thành phố Hà Nội cách khoảng 62km (khoảng 20 phút dichuyển)

 Tới sân bay Nội Bài khoảng 57km (khoảng 25phut di chuyển)

1.3.3 Hệ thống cung cấp điện-hơi-nước

Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đến từ hệ thống điện cao áp ở xã Tản Lĩnh

Nguồn nước: Nhà máy sử dụng nguồn nước do nhà máy nước cung cấp, ngoài racòn sử dụng nước từ các giếng khoan phục vụ cho quá trình tưới tiêu trong nhà máy1.3.4 Hệ thống xử lý nước thải và vệ sinh môi trường

Nước thải trong quá trình sử dụng phục vụ sản xuất và sinh hoạt sẽ được xử lý cục

bộ đạt tiêu chuẩn theo TCVN 5945:2010 sau đó được thải ra môi trường

Hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát hết nước, không bị ứ đọng và không ảnhhưởng đến môi trường

Đạt tiêu chuẩn vì: nhà máy sản xuất gần khu dân cư và khu sản xuất nông nghiệp.Nguồn nước thải sẽ thải trực tiếp tới hệ thống kênh mương và sông suối tại đây.Người dân có thể dử dụng nguồn nước liên quan đến sinh hoạt, tưới tiêu nên cần ápdụng công nghệ xử lý nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt đảm bảo chấtlượng

1.3.5 Nguồn nhân lực

Dân số huyện Ba Vì năm 2018 khoảng 282600 người, số người trong độ tuổi laođộng chiếm 69% tổng dân số đây là nguồn nhân lực dồi dào cho nhà máy sau này.Cùng với đó lực lượng lao động tại các huyện và tỉnh lân cận cũng lên tới hàng triệungười

Đối với các kỹ sư, cán bộ trong nhà máy có thể tuyển dụng từ các trường đại họctrong cả nước như: Đại học Bách Khoa Hà Nội, Học viện nông nghiệp Việt Nam, …1.3.6 Thị trường tiêu thụ

Sản phẩm sau khi hoàn thiện sẽ được tiêu thụ trên địa bàn thành phố Hà Nội, sangthị trường các tỉnh lân cận như Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Hòa Bình, Bắc Giang,… sau đó

sẽ mở rộng sang thị trường các tỉnh xa hơn và các nước lân cận

Sản phẩm hướng tới thị trường sữa chua tầm trung và phục vụ những người trẻ,những người có lối sống ăn uống lành mạnh cũng như là không dung nạp lactose

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ THUYẾT MINH DÂY

TRUYỀN CÔNG NGHỆ

2.1 Nguyên liệu trong sản xuất sữa chua Hy Lạp

2.1.1 Sữa tươi nguyên liệu

Sữa tươi nguyên liệu được thu mua từ các hộ chăn nuôi bò sữa cần đảm bảo các yêucầu về chất lượng theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7405:2018: về Sữa tươi nguyênliệu

 Sữa phải được bảo quản lạnh từ 2-6oC và sử dụng không quá 48 giờ

 Sữa nguyên liệu được vận chuyển trong xe chuyên dụng cho thực phẩm, bảođảm chất lượng và vệ sinh an toàn cho thực phẩm

2.1.1.1 Chỉ tiêu cảm quan

Bảng 2.1 Chỉ tiêu cảm quan về sữa tươi nguyên liệu

không có mùi, vị lạ

4.Tạp chất lạ nhìn thấy bằng mắt thường Không được có

2.1.1.1 Chỉ tiêu hóa-lý

Bảng 2.2 Chỉ tiêu hóa lý về sữa tươi nguyên liệu

1.Hàm lượng chất khô, % khối lượng,

2.1.1.1 Chỉ tiêu vi sinh vật

Bảng 2.3 Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa tươi nguyên liệu

Tên chỉ tiêu Kế hoạch lấy mẫu Giới hạn tối đa

 n là số mẫu cần lấy từ lộ hàng để kiểm tra

 c là số mẫu tối đa có kết quả nằm giữa m và M, tổng số mẫu có kết quả

nằm giữa m và M vượt quá c là không dạt

 m là mức giới hạn mà các kết quả không vượt quá mức này là đạt, nếu

các kết quả vượt quá mức này thì có thể đạt hoặc không đạt

 M là mức giới hạn tối đa mà không có mẫu nào được phép vượt quá

Đường RE là đường tinh luyện, là đường Saccarose được tinh chế và kết tinh, là sảnphẩm đường cao cấp, được sản xuất trực tiếp từ mía, từ đường thô hoặc từ cácnguyên liệu khác

Trong sản xuất, đường RE được mua tại nhà máy đường Đức Trọng, xã Phú Hội,

Đường RE đảm bảo các yêu cầu về chất lượng theo tiêu chuẩn quốc gia “ TCVN7968:2008 về Đường”

Bảng 2.4: Chỉ tiêu chất lượng đường RE

Chỉ tiêu

cảm quan

Ngoại hình Tinh thể màu trắng, kích thước tươngđối đồng đều, tơi khô, không vón cục

Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh Khi pha vàonước cất cho dung dịch trong suốt.

Trong sản xuất sữa chua Hy Lạp, chất ổn định đưa vào nhằm mục đích:

 Làm giảm sức căng bề mặt của các pha trong hệ nhũ tương

 Tạo trạng thái bền cho sữa, tránh hiện tượng tách lớp, tách béo, kết lắng

 Hình thành một màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt pha phân tán làmcho chúng không kết hợp với nhau được để không tạo nên các hạt phân tán cókích thước lớn hơn

 Cải thiện kết cấu, tăng độ mịn cho sản phẩm

Chất ổn định E407 (carageenan) là sản phẩm có tính gel, ưa nước thu được từ một

số loài thuộc lớp tảo biển đỏ Rhodophyceae

 Thành phần chính: ester của đường galactose và 3,6-anhydrogalactosepolysaccharide với (NH4)2SO4, CaSO4, MgSO4, K2SO4 và Na2SO4 Cácđường hexoza này có liên kết α-1,3 và ß-1,4 trong copolymer

không mùi

 Độ tan: Không tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 80°C tạothành một dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục có tính chảy.

hay dung dịch bão hòa glucose và sucrose

Tính chất đặc trưng nhất của carageenan là khả năng phản ứng với protein Docarrageenan tích điện âm nên liên kết với protein (với ion Ca2+, K+ trong sữa) tạo gel

ở nhiệt độ thấp Chính vì vậy Carageenan được sử dụng rộng rãi trong công nghiệpsữa

Carageenan phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn việt nam TCVN10372:2014 “Yêu cầu kĩ thuật Carrageenan”

Bảng 2.5 Chỉ tiêu cảm quan Carrageenan

Bảng 2.6 Chỉ tiêu hóa lý Carrageenan

3 Dư lượng dung môi, gồm etanol, isopropal, methanol,

đơn lẻ hoặc kết hợp, % khối lượng

≤0,1

6 Hàm lượng tro tổng số theo khối lượng khô, % khối

lượng chất khô

15-40

Bảng 2.7 Giới hạn kim loại nặng trong Carrageenan

2.Hàm lượng chỉ (Pb), mg/kg) ≤ 5,0

Bảng 2.8 Chỉ tiêu vi sinh của Carrageenan

*Chất ổn định E440 (Pectin): Pectin là một hợp chất polysaccharide tự nhiên có

nhiều trong trái cây chín: táo, mâm xôi, cam, trái cây họ quýt Pectin được chiết xuất

từ vỏ táo và vỏ cam có bột màu trắng đến nâu nhạt Được sử dụng như một chất tạo gel, chất làm dày và chất ổn định trong thực phẩm

Pectin sử dụng trong sản xuất phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn

quốc gia “TCVN 12100:2017 Phụ gia thực phẩm-Pectin”

*Chỉ tiêu cảm quan:

Bảng 2.9.Chỉ tiêu lý-hóa của Pectin

5.Hàm lượng Nito (sau khi rửa bằng axit và etanol), %

6.Mức độ amid hóa, % tổng số các nhóm Carboxyl của

8.Hàm lượng axit galacturonic, % khối lượng tính theo

9.Dư lượng dung môi, tính theo methanol, etanol,

2-propanol ở dạng đơn lẻ hoặc kết hợp, % khối lượng

≤ 1