TÍNH TOÁN THIẾT BỊ GIA NHIỆT NỒI HAI VỎ

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ GIA NHIỆT NỒI HAI VỎ TRONG QUY TRÌNH THANH TRÙNG SỮA NGUYÊN CHẤT NĂNG SUẤT 500 KG MẺ. Sữa thanh trùng là sản phẩm giàu dinh dưỡng, dễ hấp thu và thích hợp với mọi lứa tuổi. Tuy nhiên, do nhiệt độ thanh trùng thấp trong thời gian ngắn nên vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sữa thanh trùng đang được đặc biệt quan tâm.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 3

DANH MỤC BẢNG BIỂU 4

LỜI MỞ ĐẦU 4

Chương 1 TỔNG QUAN 5

1.1 Một số khái niệm về sữa 5

1.1.1 Sữa tươi nguyên liệu 5

1.1.2 Sữa tươi nguyên chất thanh trùng 5

1.1.3 Sữa tươi thanh trùng 5

1.2 Tổng quan về sản phẩm sữa thanh trùng 5

1.2.1 Khái niệm 5

1.2.2 Phân loại 5

1.2.3 Một số sản phẩm trên thị trường 6

1.3 CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU 8

1.3.1 Sữa nguyên liệu 8

1.4 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sữa 9

1.4.1 Nước 9

1.4.2 Chất béo 10

1.4.3 Protein 11

1.4.4 Gluxit 12

1.4.5 Enzyme 13

1.4.6 Vitamin 14

1.4.7 Các muối 15

1.4.8 Chất khoáng 16

1.4.9 Các chất khác 17

1.4.10 Hệ vi sinh vật trong sữa bò 18

Chương 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI THANH TRÙNG 21

2.2.1 Gia nhiệt 22

2.2.2 Bài khí 22

2.2.3 Đồng hóa 22

2.2.4 Thanh trùng 23

2.2.5 Làm lạnh 24

2.2.6 Rót hộp vô trùng 24

2.2.7 Sản Phẩm 26

2.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị sản xuất chính 26

2.3.1 Thiết bị bài khí 26

2.3.2 Thiết bị đồng hóa 27

2.3.3 Thiết bị nồi hai vỏ 29

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ NỒI NẤU HAI VỎ 32

3.1 Tính lượng nhiệt trao đổi Q1 32

3.2 Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa hai lưu thể 34

3.3 Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể 34

3.3.1 Tính hệ số cấp nhiệt phía hơi nước ngưng tụ 34

3.4 Tính đường kính vỏ ngoài của thiết bị và khoảng cách giữa vỏ ngoài với thân thiết bị: 39

3.4.1 Tính lượng chất tải nhiệt tiêu tốn: 39

3.4.2 Tính đường kính vỏ ngoài của thiết bị và khoảng cách giữa vỏ ngoài với thân thiết bị: 39

3.5 Tính diện tích trao đổi nhiệt 40

3.6 Chiều dày đáy và nắp của nồi nấu 41

3.7 Tra bích để lắp nắp và thân, số bu lông cần thiết để lắp ghép bích 43

3.8 Tính đường kính các ống dẫn hơi nước vào và nước ngưng ra 43

KẾT LUẬN 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Sữa thanh trùng TH true milk 6

Hình 1.2: Sữa thanh trùng vinamilk 6

Hình 1.3: Sữa tươi thanh trùng Ba Vì 7

Hình 1.4: Sữa tươi thanh trùng Mộc Châu 7

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tươi thanh trùng 21

Hình 2.2: Thiết bị bài khí 26

Hình 2.3: Thiết bị đồng hóa 27

Hình 2.4: Các bộ phận của thiết bị đồng hóa 28

Hình 2.5: Thiết bị nồi nấu hai vỏ 30

Hình 2.6: Thiết bị nồi nấu hai vỏ 31

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò 9

Bảng 1.2: Thành phần các vitamin trong sữa 15

Bảng 1.3: Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa 17

Bảng 2.1: So ánh nhóm các thiết bị 23

Bảng 3.1: Thành phần dinh dưỡng có trong 100g sữa 32

Bảng 3.2: Nhiệt dung riêng của của sữa tính theo nhiệt độ 33

Bảng 3.3: Khối lượng riêng của sữa tính theo nhiệt độ 33

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, dễ hấp thu Theo nhiều nghiên cứu thì protein trong sữa có thể đạt độ tiêu hóa tới 96 - 98%, Lipit sữa cũng chứa khá nhiều nhóm acid béo khác nhau và một hàm lượng lớn các vitamin có lợi cho sức khỏe Ngoài ra, trong sữa có đầy đủ các nguyên tố khoáng, nhất là canxi và photphos giúp hình thành xương và não bộ của trẻ em Thường xuyên uống sữa tươi hàng ngày giúp tăng cương sinh lực, cải thiện sức khỏe, đẹp da, chống lão hóa, chống loãng xương…

Do đó, Sữa là loại thực phẩm không thể thiếu trong thực đơn hàng ngày của mỗi gia đình

Sữa tươi thanh trùng là sản phẩm được chế biến từ 100% sữa tươi, không bổ sungthêm các thành phần khác vào trong sữa, nhiệt độ gia nhiêt thấp trong thời gian ngắn

Do đó, sữa tươi thanh trùng lưu giữ được tối đa các thành phần dinh dưỡng có trong sữa Dòng sản phẩm này đang được người tiêu dùng khá ưa chuộng

Sữa thanh trùng là sản phẩm giàu dinh dưỡng, dễ hấp thu và thích hợp với mọi lứa tuổi Tuy nhiên, do nhiệt độ thanh trùng thấp trong thời gian ngắn nên vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sữa thanh trùng đang được đặc biệt quan tâm.Với đồ án này cho chúng ta tìm hiểu rõ thêm và cụ thể về một dây chuyền sản xuất sữa tươi thanh trùng, biết về các các quy trình, thông số kỹ thuật, thiết bị, tính toán thiết bị…trong một quy trình sản xuất sữa tươi thanh trùng

Trong quá trình làm đề tài dù có nhiều cố gắng những kiến thức chuyên môn còn chưa sâu lên khó tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy cô góp ý để em hoàn thiện đồ ánmột cách tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1.Một số khái niệm về sữa

1.1.1 Sữa tươi nguyên liệu

Theo TCVN 7405: 2009: sữa tươi nguyên liệu là “Sữa được lấy từ động vật cho sữa (bò, trâu, dê, cừu…) mà không bổ sung hoặc rút bớt các thành phần của sữa và chưa xử lý ở nhiệt độ cao hơn 400C”

1.1.2 Sữa tươi nguyên chất thanh trùng

Sản phẩm được chế biến hoàn toàn từ sữa tươi nguyên liệu, không bổ sung bất kỳmột thành phần nào của sữa hoặc bất cứ thành phần nào khác kể cả phụ gia thực phẩm,

đã qua thanh trùng

1.1.3 Sữa tươi thanh trùng

Sản phẩm được chế biến chủ yếu từ sữa tươi nguyên liệu, không bổ sung bất kỳ một thành phần nào của sữa, có thể bổ sung đường và các loại nguyên liệu khác ví dụ như nước quả, cacao, cà phê, phụ gia thực phẩm, đã qua thanh trùng

1.2 Tổng quan về sản phẩm sữa thanh trùng1.2.1 Khái niệm

Sản phẩm được chế biến chủ yếu từ sữa tươi nguyên liệu, không bổ sung bất kỳ một thành phần nào của sữa, sữa tươi nguyên liệu được thanh trùng ở nhiệt độ thấp thời gian ngắn

1.2.2 Phân loại

Sữa thanh trùng có thể phân làm 2 loại:

Sữa nguyên (Whole milk): là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi, không tách bớtbéo Tuy nhiên các nhà sản xuất thường hiểu chỉnh hàm lượng chất béo (thông thường dao động 3.0 – 3.7%) để ổn định chất lượng sản phẩm

Sữa gầy (skim milk): là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi bị tách bớt một phần chất béo Hàm lượng béo thường khoảng 0.5 – 1.5% Một số sản phẩm có thể thấp đến

0.1% Ngoài ra, người ta còn sản xuất sữa thanh trùng từ sữa hoàn nguyên

(reconstituted milk) hoặc sữa tái chế (recombined).[1]

1.2.3 Một số sản phẩm trên thị trường

- Sữa tươi thanh trùng TH true MILK

Hình 1.1: Sữa thanh trùng TH true milk

- Sữa tươi thanh trùng VINAMILK

Hình 1.2: Sữa thanh trùng vinamilk

- Sữa tươi thanh trùng Ba Vì

Hình 1.3: Sữa tươi thanh trùng Ba Vì

- Sữa tươi thanh trùng Mộc châu

Hình 1.4: Sữa tươi thanh trùng Mộc Châu

1.3 CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU

1.3.1 Sữa nguyên liệu

1.3.1.2 Một số tính chất vật lí của sữa bò

Sữa là một chất lỏng trắng đục Độ đục của sữa là do chất béo, protein và một

số chất khoáng trong sữa tạo nên Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng p -caroten có trong chất béo của sữa Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt Sữa gầy (sữa đã được tách béo - skimmilk) thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt Sữa bò có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ

Bảng 1.1: Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò

Nhiệt dung riêng cal/g.°C 0,933 -0,954

1.4.Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của sữa

Hàm lượng nước liên kết trong các sản phẩm sữa là rất khác nhau: trong sữa gầy

có 2.13 – 2.59% nước liên kết, sữa đầu (colostrum) có 4.15% nước liên kết, nước tách

ra trong quá trinh sản xuất bơ (butter milk) chỉ có 1.75% nước liên kết.[1]

1.4.2 Chất béo

Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất trong sữa Về mặt dinhdưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo(A, D, E, K) Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạngthái của sản phẩm Trong sữa có 18 axit béo Các axit béo chiếm khoảng 98 – 99%tổng chất béo của sữa, 1 – 2% còn lại là các phospholipit, cholesterol, caroten, vitamin

A, D, E và K

Hàm lượng chất béo của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng, có loại sữa ítbéo khoảng 3g trong 100ml sữa, có loại sữa nhiều béo khoảng 5 – 6g trong 100ml sữa.Chất béo sữa thường chiếm khoảng 2.5 – 6.0% thành phần của sữa Tùy thuộc vàogiống và chế độ dinh dưỡng trong thức ăn của bò thì hàm lượng chất béo trong sữa làkhác nhau Chất béo sữa tồn tại dưới dạng các hạt cầu mỡ Các cầu mỡ có đường kính

từ 0.1 – 20 µm (trung bình từ 3 - 4µm) Trong 1 ml sữa có khoảng 3000 – 4000 triệucầu mỡ Các cầu mỡ là thành phẩn nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng 0.925 g/cm3) và Khi

để yên sữa chúng có xu hướng nổi trên bề mặt, tạo thành một lớp váng sữa Dưới kínhhiển vi người ta nhìn thấy trong váng sữa có rất nhiều thể hình cầu với các kích thướckhác nhau, nổi tự do trong sữa Mỗi một thể cầu sữa được bao bọc bởi một lớp màngmỏng Các thể hình cầu đó là các cầu mỡ và màng bao của chúng được tạo thành chủyếu từ protein và các phosphatit Màng bao của các cầu mỡ rất bền, có tác dụng bảo

vệ, giữ cho chúng không bị phá hủy bởi các enzym có trong sữa Phosphatit vàglicolipit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng các cầu mỡ Trong thànhphần của chúng có cả acid béo hòa tan trong chất béo và acid béo tan trong nước Hàmlượng các phosphatit và glicolipit chiếm khoảng 0.031 – 0.05% Màng của các cầu mỡchứa xấp xỉ 60% các phosphatit và lượng phosphatit trong sữa đầu gấp 2 – 3 lần trongsữa bình thường.[1]

Mỡ sữa là một thành phần sinh năng lượng cao trong sữa và là chỉ tiêu quantrọng để đánh giá chất lượng sữa tươi Do đó, trong quá trình bảo quản cần phảithường xuyên khuấy sữa tươi nguyên liệu định kỳ để ngăn các hạt mỡ sữa kết dính lạivới nhau

Thành phần Hàm lượng (% so với tổng khối lượng

chất béoLypid đơn giản

các hợp chất tan trong chất béo

Protein→ Polypeptit → Peptit → acid amin

Trong cấu trúc thành phần Protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau: Casein,

β – lactoglobulin, α – lactalbumin, Imunoglobulin Và một số thành phần khác [4]

Trong dung dịch sữa có chứa hai kiểu protein khác nhau:

Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin,lactoperoxydaza

Protein ở trạng thái keo không bển: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của cáccaseinat và canxi phosphat

Sữa bò gồm 2 loại protein là whey protein (protein hòa tan trong nước) và casein(protein không tan trong nước) Trong đó casein chiếm 80% protein của sữa

Sữa tươi luôn có độ PH xấp xỉ 6.7 Khi giảm PH của sữa xuống (do kết quẩ củaquá trình lên men tạo ra axit lactic hoặc axit do con người chủ động đưa vào), các ion

H+ của axit sẽ liên kết với mixen casein mang điện tích âm và làm giảm điện tích củamixen casein Khi tới giới hạn, các mixen casein sẽ đông tụ (tạo gel) Casein đông tụtốt nhất ở PH 4.6, còn whey protein thì không bị đông ở PH này Casein rất bền nhiệt(ở 140oC/20 giây thì casein mới bắt đầu biến tính) Còn whey protein thì nhạy cảm vớinhiệt độ (Ở 80oC whey protein bắt đầu biến tính)

1.4.4 Gluxit

Gluxit sữa là lactose, một loại đường kép, khi thủy phân cho 2 phân tử đườngđơn là galactose và glucose Lactose trong sữa bò là 2,7-5,5% sữa mẹ là 7%, tuy vậykhông ngọt vì độ ngọt của lactose kém sacarose 30 lần. [1]

Lactose tồn tại ở hai dạng là tự do và liên kết với các protein và các gluxit khác,

tỷ lệ lactose tự do và lactose lien kết là 8:1 Mặt khác lactose còn tồn tại ở hai dạng α

và β, ở nhiệt độ 20oC α – lactose chiếm 40% và β – lactose chiếm 60%.[1]

Khi gia nhiệt ở 100oC thì không làm thay đổi lactose, nhưng ở nhiệt độ cao hơnthì sảy ra sự biến màu do sự xuất hiện của các melanoit tạo thành khi các acid amincủa sữa tác dụng với lactose Ngoài ra, khi ở nhiệt độ cao hơn 100oC, lactose bị phângiải một phần tạo thành các acid lactic, acid formic…mà kết quả lầ làm độ chua củasữa tăng lên 1 – 2oT Khi gia nhiệt ở nhiệt độ trên 100oC thì biến đổi đầu tiên củalactose là tạo thành lactuloza, sau đó sự phân giải đường tạo ra một loạt các sản phẩmcủa sự phân giải này (acid lactic, acid formic… ) kết quả là làm cho sữa có màu nâu

Lactulose hòa tan tốt trong nước, không bị kết tinh ngay ca trong dung dịch đậmđặc Người ta có thể dung trong lactulose làm mầm kết tinh hoặc dùng trong dinh

dưỡng cho trẻ em vì nó kích thích sự hoạt động của Lactobacterium bifidum và có tác

dụng tốt cho tiêu hóa ở ruột. [1]

có thể phá huỷ lipaza, điều này có ảnh hưởng lớn tới quá trình bảo quản sữa

Sữa có màu là do sự có mặt của nhóm carotenoit, trong sữa còn có sắc tố xanh donhóm clorofin quy định, màu xanh vàng của whey là do lactoflavin quy định Màutrắng của sữa là do sự khuyếch tán ánh sáng bởi các mixen.[5]

Các enzyme trong sữa và cácloại dùng trong chế biến sữa có thể được chia làmsáu nhóm chính : Oxydoreductase, Transpherase, Hydrolase, Liase, Izomerase, Ligase

Về phương diện kỹ thuật chế biến người ta quan tâm nhiều tới một số cácenzyme sau [1] :

Lipase : nguồn gốc lipase có thể từ trong tuyến sữa Khi tuyến sữa việc bình

thường thì lượng lipase không đáng kể Khi gặp điều kiện thuận lợi, lipase phân hủymột phần chất béo của sữa làm cho các sản phẩm từ sữa có vị đắng và mùi ôi Lipasehòa tan tốt trong chất béo, dễ dàng xâm nhập vào các cầu mỡ nên chế độ thanh trùngtức thời ở 72 – 75oC không đủ để tiêu diệt lipase Đây là một trong những nguyên nhângây hư hỏng sữa

Catalase : Sữa vắt từ bò bị bệnh viêm vú thì hàm lượng catalase thường cao.

Enzyme này bị phá hủy ở 75oC trong 60 giây

Phosphatase : Phosphatase xâm nhập vào sữa theo con đường tuyến sữa.

Trong sữa có phosphatase kiềm ( pH = 9 – 10 ) và phosphatase acid ( pH = 4 – 4.3 )

Phosphatase kiềm bị phá hủy hoàn toàn ở chế độ thanh trùng 65oC trong 30 phút hoặc

80oC tức thời Người ta sử dụng tính chất này để kiểm tra hiệu quả thanh trùng sữa

Các protease : Protease trong tuyến sữa, về hoạt tính tương tự như tripxin.

Điều kiện tối ưu cho enzyme này là môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ 37 – 42oC Proteasetuyến sữa bị phá hủy hoàn toàn ở 75oC

Protease vi khuẩn được tổng hợp từ các vi khuẩn trong sữa Các vi khuẩn nàyxâm nhập vào sữa từ không khí hoặc do con người chủ động đưa vào khi sản xuất một

số sản phẩm như sữa chua, pho mát

1.4.6 Vitamin

Trong sữa chứa nhiều vitamin tuy hàm lượng không lớn lắm, nhưng tương đối đadạng Vitamin trong sữa bao gồm hai nhóm:

Nhóm vitamin hòa tan trong chất béo: Vitamin A,D,E,K …

Nhóm vitamin hòa tan trong nước: Vitamin B1, B2, B6, B12, C

Với chế độ gia nhiệt gtrong quá trình chế biến sữa thì ác vitamin hòa tan trongchất béo A, D cùng các vitamin hào tan trong nước: B2, B3, B5, H tương đối bền Còncác vitamin C, B1, B6, B12, M đều bị ảnh hưởng bởi chế độ gia nhiệt ở mức độ khácnhau. [1]

Bảng 1.2: Thành phần các vitamin trong sữa

Nguồn:TS Lâm Xuân Thanh, công nghệ các sản phẩm từ sữa.

Để thành phần các vitamin cân đối và hoàn hỏa hơn, người ta đã bổ xung thêm một số loại vitamin thiết trong quá trình chế biến các sản phẩm sữa

Do trong sữa có mặt các cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+ và các anion của các acidphosphoric, limonic, clohydricc nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau

Các muối clorua như KCl, NaCl, CaCl2, MgCl2 , các muối phosphat như

KH2PO4, NaH2PO4, K2HPO4, Na2HPO4 , các muối xitrat như K2(C6H6O7),

Na2(C6H6O7), Ca3(C6H6O7)2 [1]

Muối canxi có ý nghĩa quan trọng trong chế biến các sản phẩm từ sữa Khi sữa cóhàm lượng canxi thấp, thì sữa đó không bị đông tụ hoặc có bị đông tụ thì cũng rấtchậm Ngược lại, nếu trong sữa có hàm lượng canxi cao thì sẽ bị đông tụ bởi renin

nhanh hơn nhưng quyện sữa (gel đông tụ) lại không mịn Trong sữa canxi nằm trongcác hợp chất canxi caseinat, canxi phosphat, canxi limonat

Trong sữa còn có Mg chiếm 12mg%, K chiếm 113 – 171 mg%, Na chiếm 30 –

77 mg% Tỷ lệ K/Na = 3.3 tương ứng với tỷ lệ trong sữa mẹ Muối kali và natri có tácdụng giữa trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữa áp suất thẩm thấu ở trạng thái bìnhthường. [1]

Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối của sữa Các muối hòa tan củaacid phosphoric và acid limonic chuyển hóa thành không hòa tan Trong quá trình nàytạo thành acid phosphoric làm tách một phần casein khỏi phức canxi phosphatcaseinat

Người ta quy định chất khoáng trong sữa là hàm lượng tro Bao gồm các

nguyên tố Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Co, Ni, Cl, S, P, Sn,

Bảng 1.3: Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa

KẽmNhômSắtĐồngMolipdenManganNikenSilicBromBoFloIot

40005004001206030251500100020015060

Nguồn:Lâm Xuân Thanh, công nghệ các sản phẩm từ sữa

Các yếu tố vi lượng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành sữa cũng như tới chất lượng các sản phẩm

1.4.9 Các chất khác

Trong sữa bò còn chứa các hormone, chúng được chia làm ba nhóm làproteohormone, hormone peptide và hormone steroid, trong số đó prolactine là đượcbiết đến nhiều và nghiên cứu nhiều hơn cả, hàm lượng trung bình prolactine trong sữa

bò là 50μg/l, trong sữa non là 230μg/lg/l, trong sữa non là 230μg/l, trong sữa non là 230μg/lg/l [1,2] Ngoài ra, trong sữa bò còn chứa các chấtkhí, chủ yếu là CO2, O2 và N2 Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5% đến 6% thể tíchsữa Chúng thường tồn tại ở các dạng hoà tan, dạng liên kết hoá học với chất khác vàdạng phân tán Thỉnh thoảng, người ta còn tìm thấy trong sữa bò một số hợp chất hoá học

như: kháng sinh, chất tẩy rửa, kim loại nặng, nguyên tố phóng xạ…các chất đó đều là cácchất độc cho người sử dụng Hàm lượng của chúng trong sữa thường ở dạng vết Chúngnhiễm vào sữa do thức ăn, thiết bị vắt sữa, môi trường chuồng trại, nguồn nước…Cácchất này cần phải được loại bỏ ra khỏi sữa để đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm chongười sử dụng.[1,2]

1.4.10 Hệ vi sinh vật trong sữa bò

1.4.10.1 Nguồn gốc hệ vi sinh vật trong sữa

Hệ vi sinh vật trong sữa rất đa dạng, có nhiều nguồn gốc khác nhau như từ một

số nguồn sau đây:

Bầu vú động vật cho sữa

Người và thiết bị vắt sữa

Thiết bị chứa sữa

Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa

1.4.10.2 Hệ vi sinh vật trong sữa

Hệ vi sinh vật và số lượng của chúng trong sữa luôn luôn thay đổi và phụ thuộcvào mức độ nhiễm vi sinh vật trong quá trình vắt sữa Các vi sinh vật có thể được chialàm hai nhóm chính: procaryote và eucaryote

a Procaryote

Vi khuẩn lactic: các vi khuẩn lactic có mặt trong sữa tươi sau khi vắt được xem lànhững vi sinh vật tạp nhiễm Chúng sẽ tạo ra những chuyển hóa ngoài ý muốn của nhàsản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến (giảm pH, đông tụ casein,xuất hiện các họp chất mới trong sữa như ethanol, acid acetic làm thay đổi thành

phần và giá trị cảm quan của sữa) Khi thanh trùng sữa ở 80°C, hầu hết các vi khuẩn

lactic nhiễm trong sữa sẽ bị tiêu diệt

Vi khuẩn Coliform: trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hóa đường lactose

tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO2, H2 Chúng cũng làm phân giảiprotein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu, ơ nhiệt độ

75°C trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt.

Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): vi khuẩn Clostridium chuyển

hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác như acid butyric, butanol, ethanol,aceton, khí CO2, H2 làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm quan của sữa

trong quá trình bảo quản Clostridium có khả năng sinh bào tử, trong quá trình thanh trùng không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clostridium chịu nhiệt Khi đó, ta

phải dùng các giải pháp kĩ thuật khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng

khuân đê loại bỏ hoặc ức chê Clostridium.

Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): vi khuẩn propionic chuyến hóa

đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO2 làm hư hỏng chất lượng sữa Hầu

hết các vi khuẩn propionic bị tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75°C trong thời gian 20

giây

Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng họp protease ngoạibào trong môi trường sữa Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra cácsản phẩm polypeptide, peptide và acid amin Một so acid amin tiếp tục bị thủy phân

tạo NH3, H2S làm cho sữa có mùi khó chịu Đáng chú ý hơn cả là loài Pseudomonas

fluorescens Cấc enzyme protease và lipase được sinh tổng họp bởi loài vi khuẩn này

rất bền nhiệt Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải protein

(proteolysis) và lipid (lipolysis), nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa.

b Eucaryote

- Nấm men: một số nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổichất Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trongquá trình bảo quản sữa

- Nấm sợi: một số loài nấm sợi thường nhiễm vào sữa: Pénicillium camembertỉỉ,

p rocỊuefortii, p casei, Geotrỉchum candidum, Rhizopus stolonifer

Hầu hết các loài nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng

sữa ở 75°C trong thời gian từ 10 - 15 giây.

1.4.10.3 Thu nhận và bảo quản sữa

Sữa tươi sau khi vắt từ bò phải qua quá trình vận chuyển, thu nhận và bảo quảntrước khi đưa vào sản xuất tại nhà máy Công việc này tuy đơn giản nhưng ảnh hưởnglớn đến chất lượng sữa tươi nguyên liệu và các sản phẩm từ sữa

Việc thu nhận sữa có thể được tiến hành tại nhà máy hoặc trạm trung chuyển rồimới đưa về nhà máy chế biến sữa.

Tại các trạm trung chuyển, sữa được cân, kiểm tra về cảm quan bằng cách mởnắp xác định mùi, quan sát màu, trạng thái của sữa sau đó khuấy đều, lấy mẫu đi kiểmtra chất lượng sơ bộ Các chỉ tiêu quan trọng cần kiểm tra tại trạm trung chuyển là thửcồn, thử xanh methylene, thử lên men lactic, đôi khi còn đo tỷ trọng nếu cảm thấy sữaloãng Đồng thời nhân viên KCS sẽ lấy hai mẫu khác gửi về nhà máy để lưu và xácđịnh hàm lượng chất khô và chất béo trên cơ sở chất lượng của từng mẫu mà thanhtoán với từng người cung cấp sữa

Sữa mới vắt có nhiệt độ 370C là môi trường nhiệt thuận lợi cho vi sinh vật pháttriển gây hư hỏng sữa Vì vậy cần phải làm lạnh xuống 4 – 60C càng nhanh càng tốt vàgiữ ổn định nhiệt độ này trong suốt thời gian bảo quản Sữa tươi sẽ được qua lọc thôtrước khi qua thiết bị làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống 40C Trong khi chờ xe bồn lạnhcủa nhà máy đến chở sữa về Sữa tươi nguyên liệu được bảo quản ở nhiệt độ khoảng

40C

Chương 2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI THANH TRÙNG

2.1.Sơ đồ công nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng

2.2.Thuyết minh quy trình

Mục đích của đồng hóa là giảm kích thước của các cầu béo, làm cho chúng phân

bố đều chất béo trong sữa, làm cho sữa được đồng nhất

Đồng hóa có thể làm tăng độ nhớt của sữa lên chút ít nhưng làm giảm đáng kểquá trình oxi hóa, làm tăng chất lượng của sữa và các sản phẩm sữa ( tăng độ phân táncream, phân bố lại giữa pha chất béo và plasma, thay đổi thành phần và tính chất củaprotein, tăng giá trị cảm quan) Các sản phẩm sữa qua đồng hóa được cơ thể hấp thu dễdàng.[1]

Nhiệt độ thích hợp cho quá trình đồng hóa là 55 – 800C

Sử dụng thiết bị đồng hoá 2 cấp, áp lực đồng hoá cho mỗi cấp lần lượt là 200 bar

và 50 bar

Bảng 2.4: So sánh nhóm các thiết bị