TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO TIỂU LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TƢƠI TIỆT TRÙNG GVHD Nguyễn Huỳnh Đình Thuấn SVTH STT Họ và tên MSSV 1 Trần Bảo Giang 14031431 2 Nguyễn Thị Bảo Hà 14062711 3 Nguyển Thị Hoa 14070211 4 Nguyễn Thị Hoa 14097621 NIÊN KHÓA 2014 – 2018 NGÀNH Công nghệ thực phẩm TP Hồ Chí Minh,2017 TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG Page ii BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ STT Họ và tên MSSV Nhiệm vụ Số tr.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
TP.Hồ Chí Minh,2017
Trang 2TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG
Page ii
BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ
1 Trần Bảo Giang 14031431 Tổng hợp bài tiểu luận
Chương 1 tổng quan nguyên liệu
1-6
2 Nguyễn Thị Bảo Hà 14062711 Chương 2 sữa tiệt trùng, thiết bị 6-8, 16
3 Nguyển Thị Hoa 14070211 Chương 3 quy trình sản xuất 10-16
4 Nguyễn Thị Hoa 14097621 Chương 4: kiểm soát chất lượng 17-20
Trang 3Page iii
LỜI CẢM ƠN Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến giảng viên hướng dẫn đã hổ trợ chúng em tư liệu, kiến thức môn học trong suốt quá trình làm bài tiểu luận
Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thư viện Trường Đại học Công Nghiệp Tp Hồ Chí Minh đã hổ trợ chúng em tìm kiếm tài liệu liên quan đến bài tiểu luận
Trong quá trình làm bài tiểu luận chúng em không trành khỏi những thiếu sót về mặt kiến thức, cũng như về mặt trình bày bài, rất mong thầy thông cảm bỏ qua
Xin chân thành cảm ơn
Sinh viên thực hiện
Trang 4TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG
Page iv
TÓM TẮT Sữa được xem là sản phẩm thực phẩm và là nguyên liệu chế biến giàu chất dinh dưỡng.Hàm lượng dinh dưỡng trong sữa tương đối cao, được xem là thực phẩm giàu axit amin và năng lượng.Công nghệ sản xuất sữa và các sản phẩm từ nó là ngành phát triển trọng điểm ở Việt Nam.Sữa bò tươi tiệt trùng là một trong những sản phẩm được tiêu thụ rộng rãi
và đáp ứng tốt nhu cầu dinh dưỡng cho mọi lứa tuổi, đặc biệt là trẻ em.Sữa bò tươi tiệt trùng được xử qua công nghệ UHT, rót hộp và đóng gói trong môi trường vô trùng
Nội dung bài báo cáo sẽ bao gồm khái quát về nguyên liệu sữa, khái niệm sữa bò tươi tiệt trùng, sơ đồ công nghệ và kiểm soát mối nguy nguyên liệu và quy trình sản xuất
Trong quy trình sản xuất sữa tiệt trùng nhà sản xuất thường sử dụng công nghệ tiệt trùng một lần và tiệt trùng hai lần Trong bài báo cáo sự khác nhau và ưu điểm của hai phương pháp sẽ được trình bày
Trang 5Page v
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN iii
TÓM TẮT iv
MỤC LỤC v
DANH MỤC HÌNH ẢNH vii
DANH MỤC SƠ ĐỒ vii
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC TỪ TÓM TẮT vii
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU 1
1.1 Sữa 1
1.1.1 Khái niệm 1
1.1.2 Thành phần hóa học của sữa tươi 1
1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của sữa 2
1.1.4 Thu nhận, vận chuyển và bảo quản sữa 3
1.2 Vùng nguyên liệu 4
1.3 Đặc điểm giống loài của bò 5
1.4 Các sản phẩm từ sữa 5
CHƯƠNG 2.SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG 6
2.1 Khái niệm sữa tươi tiệt trùng 6
2.2 Phương pháp tiệt trùng 7
2.2.1 Khái niệm 7
2.2.2 Tiệt trùng ở nhiệt độ siêu cao (ultra – high temperature) 8
CHƯƠNG 3.QUI TRÌNH SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG 10
3.1 Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng 10
3.1.1 Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng một lần 10
3.1.2 Thuyết minh quy trình 12
3.1.3 Nhận xét 15
3.1.4 Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng hai lần 15
3.1.5 Thuyết minh quy trình 16
Trang 6TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG
Page vi
3.1.6 Nhận xét 16
3.2 Thiết bị kỹ thuật 16
CHƯƠNG 4.KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM SỮA TIỆT TRÙNG 17
4.1 Mô tả sản phẩm 17
4.2 Chỉ tiêu nguyên liệu – sản phẩm 17
4.2.1 Chỉ tiêu nguyên liệu đầu vào 17
4.2.2 Chỉ tiêu sản phẩm 18
4.3 Phân tích mối nguy nguyên liệu 19
4.4 Phân tích mối nguy trong quy trình công nghệ 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 7Page vii
DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1: Sơ đồ thu nhận sữa từ xe lạnh vào thùng tạm chứa
Hình 2: Tổng đàn bò, sản lượng sữa cả nước và các tỉnh có nhiều bò sữa
Hình 3 : Sơ đồ quá trình tiệt trùng sữa bằng phương pháp UHT trực tiếp
Hình 4: Sơ đồ quá trình tiệt trùng sữa bằng phương pháp UHT gián tiếp
DANH SÁCH SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1: Sơ đồ quy trình công nghệ tiệt trùng một lần
Sơ đồ 2: Sơ đồ quy trình công nghệ tiệt trùng hai lần
DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1 : Thành phần hóa học của một lit sữa bò tươi
Bảng 2: Các chỉ tiêu chung của sữa tươi nguyên liệu
Bảng 3: Một số giống bò sữa cao sản được chăn nuôi ở nước ta
Bảng 4: Một số sản phẩm sữa trên thị trường Việt Nam
Bảng 5: Thiết bị công nghệ sử dụng trong quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng
Bảng 6: Bảng mô tả sản phẩm sữa tiệt trùng
Bảng 7: Chỉ tiêu nguyên liệu sữa ò tươi
Bảng 8 : Các chỉ tiêu lý - hoá
Bảng 9: Hàm lượng kim loại nặng
Bảng 10: Các chỉ tiêu vi sinh vật
Bảng 11 : Phân tích mối nguy nguyên liệu
Bảng 12 : Phân tích mối nguy quy trình công nghệ
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT SH: Sinh học
HH: Hóa học
VL: Vật lý
UHT: ultra – high temperature
Trang 8CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU
1.1 Sữa
1.1.1 Khái niệm
Sữa là một chất lỏng màu trắng đục được tạo ra bởi con cái của động vật có vú (bao gồm cả động vật đơn huyệt) Khả năng tạo ra sữa là một trong những đặc điểm phân định động vật có vú.Thành phần chính xác của sữa tươi khác nhau giữa các loài nhưng thành phần chính của sữa gồm: chất béo, protein, đường lactose, vitamin, khoáng chất và nước
Sữa tươi là các loại sữa động vật (bò sữa, dê, cừu ) ở dạng nguyên liệu thô, dạng nước, chưa qua chế biến hoặc chỉ mới qua sơ chế và chưa được tiệt trùng hay khử trùng triệt
để bởi các thiết bị xử lý nhiệt vi lọc, sữa tươi được bảo quản và vận chuyển trong điều kiện lạnh trước và trong khi sử dụng Loại sữa tươi thông dụng nhất là sữa bò tươi do tính phổ biến của sản lượng sữa bò
1.1.2 Thành phần hóa học của sữa tươi
Hàm lượng các thành cơ bản của sữa có thể do động trong một phạm vi khá rộng, phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, về điều kiện tự nhiên, điều kiện chăn nuôi Sữa của các loại động vật khác nhau là rất khác nhau.Đối với đề tài tiểu luận này, sữa bò được chòn làm nguyên liệu chính Sản lượng sữa bò ở Việt Nam tương đối cao hơn so với dê, trâu, cừu,…Vì vậy chúng em lựa chọn sữa bò làm nguyên liệu chính trong công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng
Trang 9Hàm lượng ( %)
Ở dạng các hợp chất hóa tan trong chất béo: các sắc tố(
carotene), sterol( cholesterol), các vitamin
Ở trạng thái keo và hòa tan:
Ở dạng phân tử và ion: axit xitric, K, Ca, P, Na, Cl, Mg
Ở dạng các nguyên tố trung lượng( oligo – element): Zn,
Al, Fe, Cu, I,…
1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của sữa
Sữa là một trong những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất Ngoài các thành phần cơ bản protein, lipid, cacbonhydrat, sữa còn có vitamin, các nguyên tố vi lượng và hệ enzyme phong phú
Sữa là thực phẩm có hàm lượng axit amin tương đối đầy đủ, mỗi ngày chỉ cần cung 100g protein sữa đã thỏa mãn hoàn toàn nhu cầu axit amin
Trang 10TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG
Page 3
Hàm lượng muối caxin và phospho trong sữa cao, hổ trợ quá trình tạo thành xương và các hoạt động của não.Hai nguyên tố này ở dạng dễ hấp thụ, cơ thể có khả năng hấp thụ hoàn toàn.Đối với trẻ em, sữa là nguồn cung cấp caxi không thể thay thế
1.1.4 Thu nhận, vận chuyển và bảo quản sữa
Muốn chế biến sữa hay các sản phẩm từ sữa đếu phải trải qua các công đoạn ban đầu như: thu nhận, kiểm tra chất lượng, làm lạnh, bảo quản,…
Sữa được vắt từ những con bò khỏe mạnh vào những thời điểm nhất định trong ngày, thường vào lúc sáng sớm và chiều tối Sữa mới vắt ra thường có nhiệt độ 370
C là nhiệt độ thích hợp cho các vi khuẩn phát triển gây hư hỏng sữa Vì vậy sữa được làm lạnh nhanh xuống 4 – 60C và giữ ổn đinh nhiệt độ này trong suốt thời gian bảo quản
Hình 1: Sơ đồ thu nhận sữa từ xe lạnh vào thùng tạm chứa (1) Thiết bị bài khí; (2) Bơm; (3) Thiết bị lọc; (4) Thiết bị đo Bảng 2: Các chỉ tiêu chung của sữa tươi nguyên liệu
STT Chỉ tiêu Phương pháp kiểm tra
2 Độ sạch Lọc so sánh với mẫu chuẩn
3 Tổng số vi khuẩn Phản ứng mất màu xanh metylen
Trang 11Page 4
Nguồn: Giáo trình Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa
Làm sạch sữa, ngày này người ta thường sử dụng các thiết bị chuyên dùng để làm sạch sữa Sữa lạnh có độ nhớt cao vì vậy trước khi lọc người ta thường đun sữa ở 300C –
400C
Vận chuyển sữa tới nhà máy có thể sử dụng xeoto lạnh, tàu hỏa, tàu thủy Dụng cụ đựng sữa phải là thép không gỉ bên trong hoặc nhôm cách nhiệt.Trong suốt quá trình vận chuyển nhiệt độ sữa hầu như không thay đổi.Vận chuyển sữa bằng đường ống là công nghệ mới, công nghệ này đảm bảo vệ sinh, chất lượng sữa tốt nhất trong suốt quá trình vận chuyển.Việc vệ sinh đường ống tương đối dễ dàng tuy nhiên đòi hỏi chi phí cao
Trước khi bảo quản, sữa được làm lạnh bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm kiểu khung bản.Sữa được bảo quản trong các xitec, thời gian bảo quản sữa phụ thuộc vào nhiệt
độ làm lạnh sữa và điều kiện nơi bảo quản.Sữa được bảo quản ở 40C – 60C cho đến khi chế biến
1.2 Vùng nguyên liệu
Hình 2: Tổng đàn bò, sản lượng sữa cả nước và các tỉnh có nhiều bò sữa Nguồn: NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI BÒ SỮA Ở VIỆT NAM - PGS TS Đinh Văn Cải - Viện KHKTNN Miền Nam
Theo Hiệp hội Sữa Việt Nam, sản lượng sữa tươi của cả nước đạt khoảng 550 triệu lít, trong đó 450 triệu lít đưa vào sản xuất sữa tươi, phần còn lại sử dụng cho sữa chua, trong khi tổng nguồn cung sữa nước ra thị trường lên tới 914 triệu lít
Trang 12TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG
Page 5
Như vậy, sữa tươi nguyên chất chỉ mới đáp ứng gần một nửa nhu cầu thị trường Nhu cầu sữa tươi sẽ không dừng lại, do mức bình quân tiêu thụ sữa ở Việt Nam mới chỉ đạt 15 lít/người/năm, thấp hơn nhiều so với Thái Lan (35 lít/người/năm), Singapore (45 lít/người/năm)
Chính vì thế, nguồn nguyên liệu sữa tươi sẽ là điểm tựa cho chiến lược cạnh tranh trong phân khúc này.Nhận thức được tầm quan trọng của vùng nguyên liệu sữa tươi, nhiều doanh nghiệp đã chủ động xây dựng vùng nguyên liệu tại chỗ Thị trường đang chứng kiến những động thái tăng tốc xây dựng trang trại nuôi bò sữa của hàng loạt tên tuổi lớn
1.3 Đặc điểm giống loài của bò
Giống là yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến thành phần và sản lượng sữa.Một số giống
bò đang được chăn nuôi chủ yếu ở nước ta được tóm tắt trong bảng 3
Bảng 3: Một số giống bò sữa cao sản được chăn nuôi ở nước ta
Nguồn: Giáo trình Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa
Thức ăn được sử dụng trong chăn nuôi bao gồm thức ăn thô, thức ăn tinh và các chế phẩm sinh học Việc áp dụng các thành tựu sinh học trong việc chăn nuôi bò sữa đã mang lại hiệu quả cao Các chế phẩm đều giúp bò tiêu hóa tốt tăng sản lượng sữa và chất lượng sữa
Trang 13Sữa tươi tiệt trùng
Yourt dạng uống
Sữa tươi thanh trùng
Phô mai
Bơ lạt
Cheese truyền thống
Yogurt dạng ăn
Ice cream
CHƯƠNG 2 SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG
2.1 Khái niệm sữa tươi tiệt trùng
Sữa tươi tiệt trùng được xử lý ở nhiệt độ cao đảm bảo tiêu diệt vi sinh vật và enzyme,
kể cả loại chịu nhiệt Thời hạn bảo quản và sử dụng sữa ở nhiệt độ thường kéo dài tới vài tháng Vì vậy sữa tiệt trùng được sử dụng rất rộng rãi do những ưu điểm vượt trội so với sữa thanh trùng
Trang 14TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG
Ở nhiệt độ cao sẽ gây ra sự thay đổi sâu sắc về cấu trúc của sữa, cân bằng về protein
và muối khoáng bị đảo ngược và đáng kể là sự phá hủy cấu trúc của các vitamin cũng như
sự hình thành màng chất béo này có thể bị mất đi trong quá trình vận chuyển Do vậy, trong công nghiệp chế biến sữa cần thiết phải đống nhất hóa (có nghĩa là làm nhỏ các cầu béo) trong quy trình, đặc biệt là trước khi cho sữa vào bao bì
Để tránh được sự ô nhiễm vi sinh vật cần tuân thủ nghiêm ngặt những yêu câu trong quy trình chế biến và sản phẩm được bảo quản trong bao bì hoàn toàn kín
Trong tất cả mọi trường hợp, cần thực hiện lọc ly tâm, nếu xuất hiện cặn nhẹ ở đáy chai sữa thành phẩm Hiện tượng này là kết quả của việc đun nóng các cấu tử hữu cơ (như albumin, casein,…)
Người ta thường sử dụng hai phương pháp tiệt trùng sữa:
Tiệt trùng sữa sau khi sữa đã đóng chai (in conteiner sterilisation):
Sữa được tiệt trùng ở khoảng 1200C trong thời gian 20 phút
Tiệt trùng ở nhiệt độ siêu cao (ultra – high temperature), kí hiệu là sữa UHT Sữa
được xử lý ở nhiệt độ 135 – 1500
C trong vài giây,sau đó làm nguội, rót vô trùng vào bao bì
giấy có khả năng chống ánh sáng và không khí lọt qua
Cả hai phương pháp đều cho hiệu quả tiệt trùng như nhau nhưng về mặt cảm quan thì
Trang 15Page 8
Hiện nay ở các nhà máy sản xuất sữa lớn phần lớn đều sử dụng công nghệ tiệt trùng ở nhiệt độ siêu cao (ultra – high temperture)
2.2.2 Tiệt trùng ở nhiệt độ siêu cao (ultra – high temperature)
Công nghệ tiệt trùng UHT là công nghệ xử lý sản phẩm lỏng (sữa tươi, sữa đậu nành, nước trái cây) ở nhiệt độ cao (135-1400
C) trong khoảng 2-5 giây, sau đó làm lạnh ngay, giúp
giữ lại tối đa hương vị và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm
Đây được xem là một trong những phát minh quan trọng nhất của thế kỷ 20
Còn bao bì giấy tiệt trùng là sản phẩm được tạo thành từ 6 lớp nguyên liệu đa dạng, kết hợp các đặc tính tốt nhất của giấy, nhôm và nhựa Mỗi lớp đều có chức năng bảo vệ riêng: - Lớp giấy (70%): Giúp tạo độ cứng, độ bền và giữ cho hộp giấy có hình viên gạch - Lớp nhựa (24%) chia thành hai lớp mỏng: Lớp nằm trong cùng có nhiệm vụ tạo thành lớp
vỏ bọc cho thực phẩm Lớp nhựa ngoài cùng là lớp áo bảo vệ cho bao bì không thấm nước
và tạo thành bề mặt in ấn độc đáo, cung cấp thông tin và hình ảnh của sản phẩm - Lớp nhôm (6%): Có nhiệm vụ ngăn cản ánh nắng và quá trình ôxy hóa Lớp lá nhôm cực mỏng này giúp sản phẩm vẫn tươi ngon trong quá trình tồn trữ mà không cần đến tủ lạnh hay chất bảo quản thực phẩm
Công nghệ tiệt trùng UHT giúp sản phẩm có thể tươi ngon trong 6 tháng mà không cần trữ lạnh Sản phẩm tiệt trùng trong các hộp giấy tiệt trùng vẫn giữ được thành phần dinh dưỡng cũng như mùi vị, màu sắc và cấu trúc tự nhiên của thực phẩm do được xử lý nhiệt trong thời gian ngắn hơn quá trình chế biến thanh trùng hay theo cách truyền thống Ngoài
ra, công nghệ sản xuất và đóng gói tiệt trùng còn có ưu điểm giúp sản phẩm tránh được các loại vi khuẩn và dễ dàng vận chuyển đến bất cứ đâu
Với tính năng vượt trội này, công nghệ tiệt trùng UHT và bao bì giấy tiệt trùng đã và đang được các nước trên thế giới sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm đồ uống
Tại nước ta, rất nhiều nhà máy sữa, nhà máy sản xuất đồ uống… dùng công nghệ hiện đại này trong dây chuyền sản xuất Đây cũng là xu thế chung của các nhà máy trong ngành thực phẩm với mục tiêu vì an toàn sức khỏe của cộng đồng
Trang 16TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA TIỆT TRÙNG
để tiệt trùng Sữa được đưa sang thiết bị đồng hóa vô trùng 10 bằng bơm ly tâm 9 Sau khi đồng hóa, sữa chờ làm lạnh đến 200C trong thiết bị trao đổi nhiệt 3 và đưa đến mát rót vô trùng tạm chứa trung gian 11 chờ rót Nước lạnh dùng cho ngưng tụ từ thùng cân bằng 1b, sau khi ra khỏi tháp bốc hơi 7 được dùng như tác nhân gia nhiệt sau khi ra khỏi injector
Trang 17Page 10
Tiệt trùng gián tiếp
Hình 4: Sơ đồ quá trình tiệt trùng sữa bằng phương pháp UHT gián tiếp Sữa có nhiệt độ 40C được bơm từ thùng tạm chứa vào thùng cân bằng 1 và từ thùng này qua bơm 2 sẽ đưa vào ngăn hoàn nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bảng 3 và được nâng nhiệt độ khoảng 750
C do hấp thụ nhiệt của sữa tiệt trùng đi ra Từ đó sữa được đưa qua thiết bị đồng hóa với áp suất 180 – 250 bar Tiếp đó sữa được đưa qua ngăn tiệt trùng của thiết bị 3 và đạt 1370C, giữ ở nhiệt độ này trong vài giây trong ống lưu nhiệt 6 Injector 5 dùng để điều chỉnh lượng nước nóng và nhiệt độ của nó Sữa được làm lạnh bằng cách trao đổi nhiệt với nước và với sữa lạnh đi vào kết quả làm giảm nhiệt độ sữa tiệt trùng xuống 200C cuối cùng sữa được đưa đến bồn chờ rót
CHƯƠNG 3 QUI TRÌNH SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG
3.1 Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng
3.1.1 Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng một lần