Do an cua cong

Sữa chua

Ở Việt Nam, sữa tươi sản xuất ra mới đáp ứng được 25-27% tổng lượng sữatiêu thụ trên toàn quốc, phần lớn còn lại là sữa được chế biến từ nguyên liệu sữa khônhập khẩu, và rủi ro về sự có mặt melamine trong thành phần sữa khô nhập khẩu làđiều không thể tránh khỏi Hơn nữa, ở nước ta việc sản xuất và tiêu thụ sữa hầu nhưchỉ tập trung ở 2 miền Nam, Bắc Tuy nhiên miền Trung cũng là một khu vực đầytiềm năng, đặc biệt là tỉnh Quảng Nam với địa hình thuận lợi trong phát triển chănnuôi bò sữa nên sự ra đời của nhà máy chế biến sữa lên men và bơ từ nguyên liệusữa tươi ở khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc (Quảng Nam) là rất cần thiết đểđáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng, đảm bảo an toàn thực phẩm vàmang lại nguồn lợi lớn cho doanh nghiệp Các sản phẩm của nhà máy bao gồm:

- Sữa chua uống tách chất béo

- Bơ lên men

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy:

Trong xã hội phát triển ngày nay, chất lượng cuộc sống con người ngày càngcao thì nhu cầu về dinh dưỡng và an toàn thực phẩm là một vấn đề lưu tâm hàngđầu Và sữa chua được sản xuất từ nguyên liệu sữa tươi là một loại thực phẩm bổdưỡng, dễ tiêu hoá và phù hợp với mọi lứa tuổi Hiện nay, việc xuất hiện hàng loạtcác sản phẩm sữa nhiễm melamine trên thị trường là mối băn khoăn, lo lắng chongười tiêu dùng, đặc biệt ảnh hưởng xấu đến trẻ em Thế nên việc đầu tư xây dựngnhà máy chế biến sữa chua là rất cần thiết, đáp ứng nhu cầu càng cao của người tiêudùng, và đặc biệt là trẻ em Bởi sữa chua không chỉ có lợi cho hệ tiêu hoá của trẻ

mà còn giúp bổ sung nhu cầu khoáng chất cần thiết hàng ngày cho phát triển hệxương, răng ở trẻ em Khi nhà máy đi vào hoạt động, góp phần giải quyết việc làm,tăng thu nhập cho người lao động, đặc biệt là lao động tại địa phương, và còn manglại nguồn lợi nhuận to lớn cho nhà đầu tư

Nhà máy sữa được xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu, thị trường tiêu thụ sản phẩm

 Giao thông vận tải thuận lợi

 Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng

 Cấp thoát nước thuận lợi

 Nguồn nhân lực dồi dào

1.2 Vị trí đặt nhà máy:

Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu em chọn địa điểm xâydựng nhà máy chế biến sữa tại tỉnh Quảng Nam Tuy ở đây sự phát triển các nhàmáy sữa rất ít, hầu như chưa có nhưng em nghĩ với sự phát triển của tỉnh QuảngNam trong những năm tới cùng với những chính sách ưu đãi đầu tư mới khi nước tagia nhập tổ chức WTO sẽ thúc đẩy sự phát triển nhanh hơn của nhiều mặt hàng nóichung và sản phẩm sữa nói riêng Đặc biệt Quảng Nam có địa hình đa dạng gồmvùng núi, trung du, đồng bằng và vùng cát, bãi ven sông rất thuận lợi trong pháttriển chăn nuôi bò sữa Và trong những năm gần đây, nhờ nguồn vốn hỗ trợ, phongtrào chăn nuôi bò ở Quảng Nam phát triển mạnh đặc biệt ở các huyện lân cận Điện Bàn

như Duy Xuyên, Đại Lộc, Quế Sơn, Hiệp Đức Vì vậy khu công nghiệp Điện Điện Ngọc thuộc huyện Điện Bàn là nơi có nhiều lợi thế cho sự phát triển của nhà máysữa Hơn nữa khu công nghiệp này tập trung nhiều công ty khác nhau như: công ty bia,công ty lắp ráp xe máy, điện tử, điện lạnh, chế biến nông, lâm, thủy sản, sản xuất mỹphẩm và văn phòng phẩm cũng như sản xuất hàng dệt may phần nào tạo thuận lợicho sự liên hợp các công trình điện, giao thông, nước giúp giảm vốn đầu tư cũng như

Nam-hạ giá thành sản phẩm KCN Điện Nam- Điện Ngọc với tổng diện tích qui hoạch 418

ha, giai đoạn 1 được đầu tư với diện tích là: 145 ha, và giai đoạn 2 sẽ được đầu tư mởrộng trên diện tích 245 ha, tổng nguồn vốn đầu tư hơn 254,5 tỷ đồng, đây cũng là mộttrong những lợi thế để các nhà đầu tư có thêm mặt bằng sản xuất Vì vậy em chọn khucông nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc là nơi xây dựng nhà máy

1.3 Giao thông vận tải:

Hàng ngày nhà máy cần vận chuyển với khối lượng lớn: vận chuyển nguyênvật liệu, bao bì, nhiên liệu kịp thời để đảm bảo hoạt động của nhà máy, ngoài ravận chuyển thành phẩm đến nơi tiêu thụ, vận chuyển phế liệu trong sản xuất Vì vậyvấn đề giao thông rất quan trọng Tại khu công nghiệp này giao thông vận tải củanhà máy khá thuận lợi:

 Giao thông: đường trục chính rộng 51m, dài 300 m; đường 15 m dài 5000 m;đường 10,5 m dài 4300 m

 Thuộc địa phận xã Điện Nam và Xã Điện Ngọc, huyện Điện Bàn, nằm kềtỉnh lộ 607 nối Thành phố Đà Nẵng với phố cổ Hội An

 Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 20 km, cảng Tiên Sa 29 km về phía Bắc; cáchsân bay Chu Lai, cảng Kỳ Hà, khu lọc hoá dầu Dung Quất 100 km

Đây là điều kiện rất tốt để vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm,máy móc thiết bị,

1.4 Cấp thoát nước:

Nhà máy chế biến sữa là một trong những nhà máy cần một lượng nước lớn dovậy nước sẽ được cung cấp từ nhà máy nước của khu công nghiệp Trong khu côngnghiệp Điện Nam-Điện Ngọc có nhà máy nước công suất 5000 m3/ngày đêm cungcấp cho các nhà máy Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải hoàn chỉnh, đảm bảokhông làm ô nhiễm môi trường cũng như không để ngập móng tường, móng cột làmảnh hưởng đến kết cấu xây dựng.

1.7 Sự hợp tác hóa:

Điện Nam- Điện Ngọc vốn là khu tập trung nhiều ngành nghề công nghiệpkhác nhau nên nhà máy có thể liên hợp hóa với các nhà máy khác nằm trong khucông nghiệp

Ngoài ra nhà máy còn liên kết với các dự án nuôi bò sữa của nông dân vùnglân cận như Duy Xuyên, Đại Lộc, Quế Sơn, Hiệp Đức để dần dần hình thànhnguồn nguyên liệu chính cho nhà máy sau này Vấn đề này không chỉ giúp ổn địnhnguồn nguyên liệu, đảm bảo sự liên tục cho nhà máy mà còn góp phần giảm thiểuvốn đầu tư và đảm bảo an toàn thực phẩm khi việc nhập nguyên liệu sữa khô cònchịu nhiều rủi ro, do không kiểm soát được thành phần và việc xuất hiện melaminetrong các sản phẩm sữa trên thị trường hiện nay là một ví dụ

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU

2.1 Thành phần hoá học của sữa:

Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuất trên

3 nguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa dê và sữa cừu Nhưng ở Việt Nam thì sữa

bò vẫn là nguồn nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp sản xuất sữa

Sữa là 1 hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein vàcác chất béo Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ nhưhợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hormone, các chất màu và khí

Bảng 2.1 Thành phần của sữa bò (% khối lượng) [2, tr 14]

Bảng 2.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) [2, tr 14]

87,513,04,83,43,90,8

Bảng 2.3 Thành phần chính của 1 lít sữa bò [4, tr 3]

Các thành

phần

Trọng lượng

Dạng kết hợp: galactoza, galactosamin, axit

sialic ở trạng thái keo, được liên kết với protein <

1g/l

Chất béo

(24 ÷ 45g/l)

Ở dạng cầu béo: là những giọt chất béo có

đường kính từ 1-10µm, được bao bọc bằng mộtmàng lipoprotein, ở dạng nhũ tương

Ở dạng các hợp chất hoà tan trong chất béo:

các sắc tố (β-caroten), steron (cholesterol), cácvitamin

Ở trạng thái keo và hoà tan:

- Ở dạng phân tử và ion: axit xitric, K, Ca, P,

Na, Cl, Mg

- Ở dạng các nguyên tố trung lượng: Zn, Al,

Fe, Cu, I…

2.1.2 Chất khô: trừ nước ra, chất khô bao gồm tất cả các thành phần của sữa.

2.1.2.1 Lipit: bao gồm chất béo, các phosphatit và glycolipit, sreroit.

a) Chất béo:

Chất béo sữa được coi là thành phần quan trọng Về mặt dinh dưỡng, chất béo

có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hoà tan trong chất béo như A, D, E.Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng đến mùi vị, trạng thái củasản phẩm Có tới 98 ÷ 99% chất béo của sữa là các triglixerit, 1 ÷ 2% còn lại là cácphospholipit, cholesterol, caroten, vitamin A, D, E, và K

Chất béo bao gồm 2 loại: chất béo đơn giản và chất béo phức tạp.

 Chất béo đơn giản (glyxerit và sterit): có hàm lượng 35 ÷ 45 g/l gồm các

axit béo no và không no như axit oleic, palmitic, stearic

- Chỉ số axit bay hơi không hoà tan : 1,5 ÷ 3

- Chỉ số axit bay hơi hoà tan : 26 ÷ 30

Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần trungtâm các hạt tiểu cầu chứa các glyxerit có điểm nóng chảy thấp Trong khi đó phầnngoại vi, nơi tiếp xúc với màng, có điểm nóng chảy rất cao có thể đông đặc lại ởnhiệt độ môi trường

b) Phosphatit và glicolipit

Các phosphatit và glicolipit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màngcác cầu mỡ Trong thành phần của chúng bao gồm cả axit béo hoà tan trong chấtbéo và axit béo hoà tan trong nước

Hàm lượng các phosphatit và glicolipit khoảng 0,031 ÷ 0,05% Màng của cáccầu mỡ chứa xấp xỉ 60% các phosphatit [4, tr 9]

2.1.2.2 Protein:

Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau:

 Protein hoà tan: gồm albumin, imonoglobulin, lisozim, lactoferin,

lactoperoxydaza…

các caseinat và canxi phosphat

Protein sữa là loại protid hoàn thiện, chứa hầu hết các loại axit amin có trong

tự nhiên và có tỉ lệ cân đối thích hợp cho sự hấp thu và đồng hoá của cơ thể người

Cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng: [3, tr 10]

Casein: là một phosphoprotein Trong thành phần của nó chứa gốc axit

phosphoric Casein có nhiều nhóm chức tự do khác nhau như: -COOH, -NH2, =NH,-OH, -NH-CO-, -HS, … Chính nhờ các nhóm này mà casein có khả năng tham giacác phản ứng hoá học

Trong sữa casein ở dạng canxi caseinat và nó lại kết hợp với canxiphosphattạo thành phức hợp canxi photphat caseinat (các mixen) Mỗi mixen chứa khoảng65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm Canxi, magie, phosphat

và citrat) Mỗi mixen do khoảng 400500 tiểu mixen hợp thành Tiểu mixen códạng hình cầu, đường kính dao động 10-15 nm bao gồm khoảng 10 phân tử caseinkết hợp lại với nhau

Khi giảm độ pH, các ion H+ của axit sẽ liên kết với mixen casein mang điệntích âm và làm giảm điện tích của các mixen casein Khi tới giới hạn các mixencasein sẽ đông tụ (tạo thành gel) Bên cạnh đó casein còn bị đông tụ bởi renin (renin

là một proteaza được chiết xuất từ dạ dày bê)

Sau khi kết tủa casein, trong phần sữa còn lại (whey) chứa α-lactalbumin, lactoglobulin và một lượng nhỏ protein albumin

β- α-lactalbumin:lactalbumin: có thành phần axit amin tương tự casein Điểm đẳng điện ở

pH = 5,1 và không bị đông tụ bởi men sữa

 β-lactalbumin:lactoglobulin: có điểm đẳng điện ở pH 5,3; β-lactoglobulin có 2 cầu disunfua

và các nhóm –SH tự do, chúng có thể tự liên hợp tạo thành các dime, octame.Khi đun nóng đến 80 0C, β-lactoglobulin đông tụ một cách dễ dàng

 Imunoglobulin (Ig - các globulin miễn dịch): có thể kết tủa các globulin miễn

dịch bằng magie sunfat, amon sunfat Trong sữa bình thường, hàm lượngglobulin miễn dịch rất thấp Người ta tìm thấy 3 loại imunoglobulin trong sữa

bò là IgG, IgA và IgM (trong đó IgG được tìm thấy với hàm lượng cao nhất)

2.1.2.3 Đường lactoza:

Lactoza chiếm vị trí hàng đầu trong gluxit của sữa, có hàm lượng trung bình

50 g/l Lactoza tồn tại ở hai dạng tự do và liên kết với các protein và các gluxitkhác Tỉ lệ lactoza tự do/lactoza liên kết là 8/1

Mặt khác lactoza còn tồn tại ở 2 dạng α và β Ở 20 0C, α-lactoza chiếm 40% vàβ-lactoza chiếm 60% Lactoza khi bị thuỷ phân tạo ra một phần tử đường glucoza

và một phần tử đường galactoza theo phương trình:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Lactoza Glucoza Galactoza

Trong sữa, đường lactoza luôn tồn tại ở trạng thái hoà tan Hai đường α, β-lactozaluôn tồn tại trong chất lỏng theo tỉ lệ nhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt

độ Khi thay đổi nhiệt độ, có sự chuyển đổi từ dạng α sang β và ngược lại Khi nhiệt độgiảm thì cân bằng giữa 2 dạng bị phá vỡ, một phần α-lactoza chuyển β-lactoza

Độ ngọt của lactoza kém sacaroza 30 lần Độ hoà tan trong nước cũng kémhơn Trong quá trình chế biến ở nhiệt độ cao, sự có mặt của đường lactoza góp phầnbiến màu của sữa

Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể tạo cácsản phẩm khác nhau có lợi Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuấtsữa lên men

C12H22O11.H2O 4CH3CHOH-COOH

Axit lactic dưới tác dụng của vi khuẩn tạo thành axit butyric và khí H2 hay axitpropionic và axit axetic

2CH3CHOH-COOH CH3(CH2)2COOH + 2CO2 + 2H2

Thuỷ phân

Vi khuẩn lactic

Axit lactic Axit butyric

3CH3CHOH-COOH 2CH3-CH2-COOH + CH3COOH +CO2 +H2O Axit lactic Axit propionic Axit axetic

2.1.2.4 Các muối:

Do trong sữa có mặt các cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+, và các anion của các axitphosphoric, limonic, chlohydric nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau Cácmuối này thường bao gồm: [3, tr16]

 Muối canxi protein : 0,16 g/l

Trong sữa các chất khoáng tồn tại dưới hai dạng cân bằng: dạng hòa tan vàdạng keo Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yếu tố công nghệ:nhiệt độ, pH…[3, tr 16]

Trong các muối trên, các muối canxi có ý nghĩa lớn đối với người, đặc biệt làtrẻ em Hai nguyên tố canxi và phospho trong sữa có tỉ lệ hài hòa Ca/P = 1/1,31 và

Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như: axit lactic, axit xitric, axit axetic…Trong đó, axit xitric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm củacác sản phẩm bơ nhờ sự tạo thành axetoin, diaxetyl và 2,3-butylen-glycol.

Như trên, ta thấy trong sữa có nhiều loại vitamin gồm cả hai loại:

 Hoà tan trong nước (vitamin nhóm B, C)

 Các vitamin hoà tan trong chất béo (A, D, E) nhưng hàm lượng tương đốithấp, đặc biệt là vitamin D

Nếu xử lý nhiệt thời gian ngắn và không có không khí xâm nhập vào thì nhiệt

độ nhỏ hơn hay bằng 100 0C không làm giảm đáng kể lượng các vitamin, trừvitamin C rất nhạy cảm với nhiệt

Nhiệt độ cao hơn 100 0C làm phá huỷ một phần hoặc hầu hết các loại vitamin.Khi để lọt không khí, có tác dụng của ánh sáng, bao bì hoặc thiết bị bẩn đều làmgiảm lượng vitamin các loại Vitamin C bị phá huỷ hoàn toàn trong điều kiện trên.[4, tr 23]

2.1.2.7 Chất khoáng:

Chất khoáng trong sữa là hàm lượng tro Nó bao gồm các nguyên tố Ca, Mg,

Na, K, Fe, Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn, Ag, As… trong đó nguyên tố Ca, Mg,

Na, K, P, S và Cl chiếm tỉ lệ cao hơn cả

Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành sữa cũngnhư tới chất lượng các sản phẩm

2.1.2.8 Các enzim:

Enzym là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein Sự có mặt củacác enzym trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá học của sữa trongquá trình bảo quản, từ đó làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng sữa Tuy nhiên, một sốenzym trong sữa như lactoperoxydaza, lysozyme có vai trò kháng khuẩn [2, tr 24]Trong sữa có chứa các enzim thường gặp trong tự nhiên Chúng có mặt trongsữa từ tuyến sữa, từ vi sinh vật có trong không khí và từ nhiều nguồn khác

Các enzim của sữa và các loại dùng trong chế biến sữa được chia làm hai loại:enzym thuỷ phân và enzym oxy hoá sinh học

galactaza, amylaza

phân huỷ một phần chất béo của sữa và làm cho sữa và sản phẩm sữa có vịđắng, mùi ôi Lipaza hoà tan tốt trong chất béo, dễ dàng xâm nhập vào cáccầu mỡ nên chế độ thanh trùng tức thời ở 72-75 0C không đủ tiêu diệtlipaza Đây là một trong những nguyên nhân làm hư hỏng sản phẩm sữa

glyxerrolphosphat, phenylphosphat Enzym này được sử dụng như mộtyếu tố để kiểm tra sự thanh trùng sữa và cream

phẩm pepton và axit amin

2.1.2.9 Các chất khí và sắc tố của sữa:

Trong sữa bò chứa các chất khí, chủ yếu là: CO2, O2 và N2 Tổng hàm lượngcủa chúng chiếm từ 5-6% thể tích sữa Các chất khí trong sữa thường tồn tại 3 dạng:dạng hoà tan, dạng liên kết hoá học với các chất khác và dạng phân tán.

Lượng chất khí hoà tan trong sữa khoảng 70 ml/l trong đó 50 ÷ 70% là CO2,5÷10% oxy và 20 ÷ 30% là nitơ Sữa mới vắt ra chứa một lượng lớn khí sau đó sẽgiảm dần và đạt mức bình thường Trong số các khí có mặt trong sữa chỉ có oxy làảnh hưởng xấu vì nó có thể là nguyên nhân phát triển các quá trình oxy hoá

Khi sữa được gia nhiệt khí CO2, N2, và O2 bị bay hơi và hàm lượng của chúngtrong sữa giảm không ít hơn 20%

2.1.2.10 Hormon:

Trong sữa bò, có thể tìm thấy nhiều loại hormon, được chia làm 3 nhóm:proteohormon, hormon peptide và hormon steoride, trong số đó prolactine đượcnghiên cứu nhiều hơn cả và hàm lượng trung bình của nó trong sữa bò là 50 g/l

2.1.2.11 Các hợp chất khác:

Thỉnh thoảng, người ta phát hiện trong sữa có chứa các hợp chất hoá học(thường ở dạng vết) gây độc cho người sử dụng như: [2, tr 34]

 Chất kháng sinh: penicillin, chloramphenicol

 Chất tẩy rửa: nước javel, kiềm

 Pesticide: heptachlore và các epoxyde, aldride, dieldrine, chlordane

- Phụ thuộc vào thành phần của sữa, tỷ trọng của sữa dao động trong khoảng1,026 ÷ 1,032 g/cm3 (trung bình là 1,029 g/cm3 )

- Một số thành phần làm tăng tỷ trọng sữa như: protein, gluxit, chất khoáng (tỷtrọng lớn hơn 1) Còn hàm lượng chất béo lại làm giảm tỷ trọng của sữa Do đó nếusữa có nhiều chất béo thì tỷ trọng thấp

2.2.2 Độ nhớt:

- Độ nhớt của sữa có giá trị trung bình là 1,8 centipoa

- Độ nhớt phụ thuộc vào thành phần hóa học của sữa, trước hết là protein còncác muối lactoza không ảnh hưởng tới độ nhớt Hàm lượng chất béo càng cao thì độnhớt càng cao Và độ nhớt phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ

2.2.3 Áp suất thẩm thấu:

Áp suất thẩm thấu của sữa tương đối ổn định và trung bình 6,6 at ở 0 0C Ápsuất thẩm thấu phụ thuộc nhiều vào hàm lượng lactoza và muối phân bố ở dạngphân tử và ion

2.2.4 Nhiệt độ đóng băng của sữa:

Nhiệt độ đóng băng của sữa là -0,555 0C; khi độ chua của sữa tăng thì sẽ làmgiảm nhiệt độ đóng băng do tăng lượng phân tử tạo thành khi phân giải lactoza

2.2.5 Sức căng bề mặt:

- Sức căng bề mặt của sữa không ổn định Nó phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố

mà trước hết là thành phần hoá học, nhiệt độ và thời gian bảo quản

- Sự tạo thành bọt trong quá trình sấy, cô đặc sữa, sự tạo thành bơ và hàng loạtcác công đoạn khác nữa đều có mối liên quan với sức căng bề mặt của sữa

2.2.6 Độ dẫn điện:

- Sữa có khả năng dẫn điện do chúng có các ion tự do, các phân tử mang điệntích và các phân tử trung hoà Độ dẫn điện của sữa là 46.10-4 Ω Độ dẫn điện phụthuộc vào nhiều yếu tố như thời gian có thai, giống gia súc, bệnh tật

- Khi pha thêm nước dộ dẫn điện giảm, khi độ axit tăng độ dẫn điện tăng

2.2.7 Nhiệt dung:

- Nhiệt dung riêng được xác định bằng lượng nhiệt cần để đun nóng 1 đơn vịkhối lượng 1kg lên 1 0C.

- Nhiệt dung riêng của sữa: 0,933 ÷ 0,954 (cal/g.0C) [2, tr 11]

Bảng 2.5 Mối liên hệ giữa các đơn vị đo độ chua của sữa [4, tr 36]

2.3.2 Tính chất oxy hóa -lactalbumin: khử của sữa:

Khả năng oxy hoá khử của dung dịch được đặc trưng bằng thế oxy hoá khử

Kí hiệu Eh (đơn vị V hay mV)

Đối với sữa bình thường Eh = 0,2 ÷ 0,3V

2.3.3 Tính kháng khuẩn của sữa:

Trong sữa tươi mới vắt ra, có một khoảng thời gian vi khuẩn không phát triển, thậm chí có thể giảm là do trong sữa có một số chất như lactoferin, lactoperoxydazalactin có khả năng tiêu diệt hoặc ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn

2.4 Giá trị dinh dưỡng của sữa:

Sữa là một trong những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất.Trong sữa có đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể hấp thụ

Lipit của sữa giữ vai trò quan trọng trong dinh dưỡng Khác với các loại mỡđộng vật và thực vật khác, mỡ sữa chứa nhiều nhóm axit béo khác nhau, chứa nhiềuvitamin, mỡ sữa có độ tiêu hoá cao

Protein của sữa rất đặc biệt, có chứa nhiều và hài hoà các axit amin cần thiết.Hằng ngày mỗi người chỉ cần dùng 100 g protein sữa đã có thể thoả mãn hoàn toànnhu cầu về axit amin Độ tiêu hoá của protein sữa 96 ÷ 98%

Hàm lượng muối canxi và phospho trong sữa cao giúp cho quá trình tạo thànhxương, các hoạt động của não

Sữa là nguồn cung cấp tất cả các vitamin, enzim và các nguyên tố vi lượngkhông thể thay thế Sữa còn có tác dụng chữa bệnh, giải độc

a)Vi khuẩn lactic:

riêng lẻ hoặc tạo chuỗi, Gram (+), hô hấp hiếu khí hay yếm khí tuỳ tiện.Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu dao động trong khoảng 2547 0C

+ Vi khuẩn lactic đồng hình: axit lactic là sản phẩm chính và hàm lượng

của nó chiếm tỉ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác

+ Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm được tạo thành từ quá trình chuyển

hóa đường gồm có: axit lactic, axit axetic, ethanol, khí CO2, Hàm lượng axit lacticthu được không cao hơn nhiều so với hàm lượng các sản phẩm còn lại

Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như

Streptococcus, Lactococcus, Lactobaccillus, Leuconostoc, Bifidobacterium Chúng

gồm các nhóm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình

c) Vi khuẩn sinh axit butyric (giống Clostridium):

Là vi khuẩn Gram (+), thuộc nhóm kị khí bắt buộc, Clostridium có khả năng sinh bào tử Vi khuẩn Clostridium chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản

phẩm khác nhau như axit butyric, butanol, ethanol, khí CO2, H2 làm thay đổi thànhphần hoá học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản

d) Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium):

Vi khuẩn propionic có hình cầu, xếp thành đôi hoặc chuỗi, Gram (+), thuộcnhóm kị khí không bắt buộc Vi khuẩn propionic chuyển hoá đường thành axitpropionic, axit axetic, khí CO2 làm hư hỏng chất lượng sữa

e) Vi khuẩn gây thối:

Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus Chúng có

dạng hình cầu hoặc hình gậy, thuộc nhóm hiếu khí lẫn kị khí, có khả năng sinh tổnghợp proteaza ngoại bào trong môi trường sữa

2.5.2 Nấm men:

Nấm men: hầu hết có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9 µm

Các loài nấm men có trong sữa bao gồm: Saccharomyces, Mycoderma và Torula (nhiều loài nấm men thuộc nhóm kị khí tuỳ tiện)

Một số loài nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất.Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hoá học trongquá trình bảo quản sữa

2.5.3 Nấm mốc:

Loài nấm mốc nhận được trong sữa chủ yếu là Mucor và Rhizopus với số lượng lớn Ngoài ra còn có Penicilium Aspergillus, Geotrichum, Odie và Monila.

Tất cả các nấm mốc đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của môi trườngnuôi cấy Chúng phát triển thích hợp trên môi trường axit và trong sữa tạo ra axitlactic Phần đông các nấm mốc tiết ra enzym lipaza có khả năng thuỷ phân chất béo

và enzym proteaza có vai trò phân huỷ các chất chứa nitơ

2.6 Yêu cầu của sữa nguyên liệu:

 Sữa được lấy từ những con bò khoẻ mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh

 Sữa có mùi vị tự nhiên, không có mùi vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chấttẩy rửa

 Sữa có thành phần tự nhiên

 Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến 4 ÷ 6 0C sau khi vắt

2.7 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của sữa nguyên liệu:

2.7.1 Chỉ tiêu cảm quan:

- Màu sắc: sữa có màu đặc trưng từ trắng đục đến nhạt

- Mùi vị: mùi vị thơm ngon, không có mùi vị lạ

- Trạng thái: đồng nhất, không phân lớp

2.7.2 Chỉ tiêu hoá lí:

- Tổng hàm lượng chất khô tính bằng % không nhỏ hơn 11,5% khối lượng

- Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 2,8%

- Tổng trọng lượng đo bằng lactometer không nhỏ hơn 1,029

- Hàm lượng axit (tính theo axit lactic) không nhỏ hơn 0,2%

2.7.3 Chỉ tiêu vi sinh vật:

- Tổng số tạp trùng không được quá 50 000 khuẩn lạc trong 1ml sữa

- Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc trong 1ml sữa.

- Không được có vi trùng gây bệnh

Chương 3: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA CHUA UỐNG TÁCH NỬA CHẤT BÉO VÀ BƠ

LÊN MEN

3.1 Dây chuyền công nghệ:

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua uống tách nửa chất béo:

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất

Lên men Hoạt hoá

Thanh trùng T=90-lactalbumin:95 0 C T= 5 phút

Cân định lượng

Gia nhiệt T=65-lactalbumin:68 0 C

Phối trộn

Bài khí T=60 0 C

W=60%

Sirô 70%

Lọc Kiểm tra Sữa tươi

Cream 40%

chất khô Rửa hạt bơ

Trộn muối

Li tâm tách sữa bơ

Sữa bơ

Đồng hoá T= 60-lactalbumin:70 0 C

Tiệt trùng T=110-lactalbumin:115 0 C T=5-lactalbumin:7s Sữa bơ

Lên men T=42-lactalbumin:43 0 C T=3-lactalbumin:5h

Vk lactic thương mại dạng đông khô

Vk lactic thương mại dạng đông khô

3.2.1 Kiểm tra:

Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua được kiểm tra kỹ trước khi đưa vào sản xuất.Nếu thấy độ chua và nhiệt độ tăng phải xử lý ngay, đồng thời phải khuấy đều sữa đểtránh nổi mỡ

Sữa được gia nhiệt đến 65 ÷ 68 0C trước khi đưa vào thiết bị bài khí

Mục đích: làm giảm độ nhớt và nâng nhiệt sữa trước khi đưa vào thiết bị bài khí.

Quá trình này được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt

3.2.5 Bài khí:

Đầu tiên, sữa được nâng nhiệt trong thiết bị trao đổi nhiệt lên 65 ÷ 68 0C rồisau đó được đưa vào thiết bị bài khí Người ta tạo ra một áp lực chân không thíchhợp trong thiết bị bài khí sao cho nhiệt độ của sữa bị giảm 7 ÷ 8 0C Khi đó các khí

ở dạng phân tán, hoà tan và một phần hơi nước cùng các tạp chất dễ bay hơi khácthoát ra khỏi thiết bị Toàn bộ hỗn hợp này được đi vào thiết bị ngưng tụ đặt trênđỉnh thiết bị bài khí Nước và một số cấu tử chuyển sang dạng lỏng rồi chuyểnxuống dưới đáy thiết bị bài khí, còn các khí và các cấu tử không ngưng tụ sẽ đượcbơm chân không hút thải ra ngoài [2, tr 114]

Mục đích: làm giảm lượng khí hoà tan trong sữa gây ảnh hưởng xấu đến sản

phẩm sữa, điển hình như khí O2 là nguyên nhân phát triển các quá trình oxy hoá khử

3.2.6 Li tâm:

Mục đích: Nhằm tách một phần chất béo trong sữa tươi nguyên liệu.

Để tách chất béo ra khỏi sữa, người ta sử dụng thiết bị li tâm dạng đĩa Thiết bịhoạt động theo phương pháp liên tục, sau khi sữa được nạp vào máy li tâm qua ốngtrục giữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào các khoảng không gian hẹp giữacác đĩa li tâm Dưới tác dụng của lực li tâm, sữa sẽ được phân chia thành 2 phần:

của thùng quay

 Phần sữa gầy: có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay.

Để thu được sữa có hàm lượng chất béo theo yêu cầu người ta điều chỉnh khe van.Sau cùng, cả hai dòng cream và sữa gầy sẽ theo những kênh riêng để thoát ra ngoài.Cream thu được dùng cho lên men sản xuất bơ lên men, còn sữa sau li tâm thuđược dùng để sản xuất sữa chua uống

Quá trình phối trộn được thực hiện trong thiết bị có cánh khuấy hoạt động liêntục để làm phân tán các chất vào trong dịch sữa

3.2.8 Thanh trùng:

Mục đích: nhằm tiêu diệt vi sinh vật tạp nhiễm có trong sữa, tiêu diệt hoặc ức

chế các vi sinh vật hoại sinh lẫn các enzim, tăng khả năng hydrat hoá của casein Quá trình thanh trùng được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảnmỏng ở 90 ÷ 95 0C trong 5 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ lên men 40 ÷ 45 0C.[4, tr 135]

3.2.9 Lên men:

 Chuẩn bị men giống:

Việc chuẩn bị men giống cần đảm bảo độ chính xác cao và vô trùng Vi sinhvật thường sử dụng trong sản xuất sữa chua là vi khuẩn lactic với 2 loài đặc trưng:

Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus

 Lactobacillus bulgaricus: là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt

độ 45-50 0C trong môi trường có độ axit cao Loài này có thể tạo ra trongkhối sữa đến 2,7% axit lactic từ đường lactoza

 Streptococcus thermophilus: phát triển tốt ở nhiệt độ 50 0C và sinh sản tốt ởnhiệt độ 37- 40 0C Đây cũng là vi khuẩn lên men điển hình nhưng chỉ phát

triển được trong môi trường có độ axit thấp hơn Lactobacillus bulgaricus.

Tỷ lệ cocci/bacilli thường 1:1 hoặc 2:1 Tuy nhiên, tỷ lệ này có thể thay đổi

phụ thuộc vào hoạt tính của chủng sử dụng và những yêu cầu về chỉ tiêu chất lượngsản phẩm

Men giống gốc được hoạt hoá trên môi trường được pha chế từ bột sữa gầy.Sữa dùng làm môi trường phải có chất lượng cao, tổng số vi khuẩn thấp, không cóchất kháng sinh, không chứa chất tẩy rửa Trước khi hoạt hoá giống, môi trường cầnphải được thanh trùng ở nhiệt độ 90 ÷ 95 0C trong 30 ÷ 45 phút nhằm tiêu diệt hoàntoàn, loại trừ các chất kìm hãm, biến tính protein, loại bỏ oxy hoà tan Nhiệt độ hoạthoá được duy trì ở 43 0C Quá trình được kết thúc khi độ chua canh trường đạt85÷90 0D [2, tr 225]

Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hoá giống nếu chưa sử dụng ngay ta cầnlàm lạnh giống để hạn chế sự tăng nhanh độ chua của canh trường Việc tăng nhanh

độ chua canh trường sẽ ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactic

Quá trình hoạt hoá được thực hiện trong thiết bị vô trùng hình trụ đứng, đáyhình chỏm cầu, làm bằng thép không rỉ Khi tiến hành cấy giống, ta nên cho cánhkhuấy của thiết bị hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định để phân bố đềucác tế bào vi khuẩn lactic trong môi trường sữa Nhờ đó quá trình lên men diễn ranhanh và đồng đều hơn

Mục đích: chuyển đường lactoza trong sữa thành axit lactic và chất thơm dưới

tác dụng của hệ vi khuẩn lactic làm cho sản phẩm có vị chua thích hợp

Quá trình lên men được thực hiện trong thiết bị dạng hình trụ đứng, được chếtạo từ vật liệu thép không rỉ Bên trong thiết bị có hệ thống cánh khuấy và các đầu

dò nhiệt độ, pH để có thể theo dõi trực tiếp các thông số công nghệ trong quá trìnhlên men Nhiệt độ lên men tối ưu là 42 ÷ 43 0C trong thời gian 3 ÷ 5 h [2, tr 226] Lượng giống sử dụng để thực hiện quá trình lên men từ 3 ÷ 5% khối dịch lên men Khi quá trình lên men kết thúc, người ta tiến hành khuấy trộn để phá vỡ cấutrúc gel của khối đông rồi làm lạnh sữa chua về 18÷20 0C [2, tr 228]; thời gian hạnhiệt độ cho toàn bộ khối sản phẩm trong bồn lên men là 20÷30 phút, sau đó bơmvào bồn chứa tạm

Khối sữa sau khi lên men được kiểm tra pH, % chất khô, % chất béo

3.2.10 Đồng hoá:

Mục đích: phá vỡ cấu trúc gel của khối đông, giảm kích thước các cầu mỡ,

phân bố chúng đồng đều, tránh hiện tượng nổi lên của các cầu mỡ, giảm độ nhớt vàtăng độ đồng nhất cho sản phẩm ở dạng sữa chua uống

Sữa chua sau khi lên men đưa vào thiết bị đồng hoá nhờ bơm li tâm Áp suấtđồng hoá là 50 ÷ 200 bar, nhiệt độ của dịch sữa 60 ÷ 70 0C [4, tr 134] Dịch sữa saukhi đồng hoá được chứa trong thùng tạm chứa

3.2.11 Tiệt trùng:

Mục đích: nhằm tiêu diệt toàn bộ hệ vi sinh vật có trong sản phẩm (đặc biệt

khống chế hệ vi khuẩn lactic để có thể bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ phòng trongthời gian 3 đến 6 tháng)

Sử dụng phương pháp tiệt trùng UHT Hỗn hợp sữa chua sau khi đồng hoátrong thùng tạm chứa được bơm vào thiết bị tiệt trùng UHT Ta sử dụng chế độ tiệttrùng nhiệt độ thấp 110 ÷ 115 0C trong 5 ÷ 7s [2, tr 229]; sau đó sản phẩm được làmnguội và đi vào thiết bị rót vô trùng

3.2.12 Rót sản phẩm:

Mục đích: là để cách li sản phẩm với môi trường bên ngoài, tạo điều kiện

thuận lợi cho quá trình vận chuyển và tiêu dùng

Quá trình rót, đóng gói sản phẩm được thực hiện trên máy rót hộp và tự độngbao gói Tetrapak Nguyên liệu làm bao bì là một loại giấy đặc biệt, mặt ngoài cótráng lớp parafin mỏng, mặt trong có lớp màng polyetylen không thấm nước vàkhông khí

Khi máy chuyển sang chế độ sản xuất, bao bì giấy từ cuộn bao bì được các conlăn dẫn qua bộ in hạn sử dụng rồi đưa qua bộ hàn strip một bên mép của bao bì Sau

đó, bao bì được dẫn qua bộ định hình ống và được hàn bên trong để tạo thành ốnggiấy Sữa được rót vào bao bì nhờ một phao rót đặc biệt Hai ngàm trái và phải hoạtđộng liên tục, vừa hàn ngang vừa cắt tạo thành những hộp sữa rơi xuống bộ phậnghép mí, hộp giấy tạo thành những hộp chữ nhật

Quá trình được thực hiện trong điều kiện vô trùng để tránh nhiễm vi sinh vậtvào thành phẩm Bao bì phải đảm bảo vô trùng

3.2.13 Bảo quản:

Sản phẩm có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong thời gian vài tháng(3-6 tháng)

3.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất bơ lên men:

3.3.1 Kiểm tra cream:

Cream quyết định đến chất lượng của sản phẩm bơ lên men nên cần phải kiểmtra trước khi đưa vào sản xuất Cream đem sản xuất phải đảm bảo chỉ tiêu cảmquan, chỉ tiêu hoá lí và chỉ tiêu vi sinh

Bổ sung lượng cream từ bên ngoài đã được kiểm tra chất lượng nếu lượngcream thu được sau khi li tâm không đủ cho quá trình sản xuất

3.3.2 Thanh trùng:

Nhằm tiêu diệt các vi sinh vật và ức chế hoạt động của các enzim trong cream.Quá trình thanh trùng được thực hiện ở nhiệt độ 90 ÷ 95 0C trong thời gian 15 ÷ 20 srồi tiến hành làm lạnh nhanh

3.3.3 Men giống:

Trong sản xuất bơ lên men thường sử dụng chủng Streptococcus diaxetylactic

và Leuconostos citrovorum Trong quá trình lên men, ngoài tạo axit lactic chúng

còn sinh tổng hợp các chất dễ bay hơi như diaxetyl, andehyt axetic, axeton,… làmcho bơ có hương vị đặc trưng

3.3.4 Lên men:

Men giống được hoạt hoá trên môi trường sữa gầy Trước khi nhân giống, sữagầy được thanh trùng ở 9095 0C trong thời gian 1530 phút Ta sử dụng phươngpháp nhân giống nhiều cấp để có đủ số tế bào vi khuẩn cấy vào cream

Quá trình nhân giống được thực hiện ở 20 0C Thời gian nhân giống cho mỗicấp từ 710 giờ Canh trường vi sinh vật thu được có độ chua 1820 0SH, số tếbào vi khuẩn có thể lên đến 109 tế bào/ml

3.3.5 Xử lý nhiệt -lactalbumin: lạnh:

Mục đích: quá trình xử lý nhiệt - lạnh nhằm kết tinh một lượng chất béo có trong

cream Tốc độ kết tinh và độ tinh khiết của các tinh thể phụ thuộc vào chế độ xử lý.Khi làm nguội nhanh, quá trình kết tinh chất béo diễn ra nhanh Tuy nhiên,trong trường hợp này một số tinh thể chất béo thu được không đạt độ tinh khiết cao

và được gọi là “ tinh thể hỗn hợp” Để khắc phục hiện tượng này, sau khi giảm nhiệt

độ cream để kết tinh một phần chất béo, người ta nâng dần nhiệt độ lên để cáctriglyxerit có điểm nóng chảy thấp sẽ hoá lỏng và tách ra khỏi “tinh thể hỗn hợp”.Cuối cùng, tiến hành hạ nhiệt độ cream nhưng không quá thấp như lần hạ nhiệt độ

đầu tiên để tái kết tinh chất béo Khi đó một số triglyxerit sẽ tiếp tục kết tinh, tuynhiên độ tinh khiết của các tinh thể trong cream sẽ tăng, số “tinh thể hỗn hợp” giảm.

Ta có thể đạt được tỷ lệ phần trăm giữa lượng chất béo lỏng so với tổng khối lượngchất béo trong cream như mong muốn

3.3.6 Đánh cream và tách sữa bơ:

Mục đích: Nhằm chuyển cream thành bơ.

Quá trình này được thực hiện trong thiết bị đảo trộn bằng thép không gỉ, bêntrong có các tấm chắn và thanh đánh cream Thiết bị chuyển động xoay nhờ mộtmotor và bộ phận truyền động Tốc độ đảo trộn khoảng 20 ÷ 30 vòng/phút Hệ sốchứa đầy trong thiết bị không được quá 50% Nhiệt độ đảo trộn thích hợp vào mùađông là 12 ÷ 13 0C còn vào mùa hè là 8 ÷ 10 0C

Quá trình đảo trộn kết thúc, hỗn hợp trong thiết bị thu được bao gồm 2 phần:các hạt bơ và sữa bơ Ta tiến hành tách sữa bơ

3.3.7 Rửa hạt bơ:

Mục đích: giảm hàm lượng nước và các tạp chất còn chứa trong cream chưa

thoát hết sau khi đảo trộn

Hạt bơ được rửa nhiều lần bằng nước sạch Công đoạn này được thực hiệntrong thiết bị sản xuất bơ (của hãng Invensys APV) Thiết bị này có cấu tạo gồm 2vít tải, mỗi vít tải quay được nhờ motor tương ứng và cuối vít tải 1 có hệ thống rây

để tách sữa bơ, tiến hành cho vào thiết bị một lượng nước gấp đôi so với lượngcream rồi quay 5 ÷ 6 vòng sau đó tháo nước đi Làm 2 ÷ 3 lần là được

Nhiệt độ của nước dùng để rửa phụ thuộc vào trạng thái của hạt bơ Nước dùng

để rửa hạt bơ phải là nước sạch, tinh khiết, chứa ít ion kim loại, phải được tiệt trùng

3.3.8 Trộn muối:

Mục đích: làm tăng độ cứng, độ bền của bơ khi bảo quản, làm cho bơ có vị

mặn đặc trưng Ngoài ra muối còn có tác dụng tăng áp suất thẩm thấu, hạn chế sựphát triển của vi sinh vật

Sau khi tháo hết sữa bơ, người ta rửa hạt bơ bằng nước vô trùng để đảm bảo

độ dẻo của bơ Tháo nước rửa đi Đổ vào thiết bị sản xuất bơ một lượng muối Sau

đó quay nhẹ 4 ÷ 5 vòng và tháo hết nước

3.3.9 Li tâm tách sữa bơ:

Mục đích: nhằm tách kiệt sữa bơ.

Tiến hành: sử dụng thiết bị li tâm OCT-5, bên trong thiết bị có các thùng râyđược làm bằng thép không rỉ, kích thước lỗ rây Ø = 0,1 mm; động cơ điện làm quaycác thùng rây để tách sữa bơ ra khỏi khối bơ Kết thúc quá trình li tâm khi độ chuasản phẩm đạt 35 ÷ 36 0SH và được tháo ra ngoài bằng cửa tháo liệu tự động

3.3.10 Bao gói:

Quá trình bao gói được thực hiện trên hệ thống thiết bị làm việc tự động Bơđược tạo thành hình dạng khối với khối lượng theo yêu cầu của nhà máy và theo thịhiếu của người tiêu dùng…

Sản phẩm bơ được bao gói trong hộp nhựa để ngăn cản được ánh sáng, ẩm vàhạn chế tối đa sự tổn thất các cấu tử hương có trong bơ

3.3.11 Bảo quản: Bơ thường được bảo quản ở nhiệt độ không quá -4 0C đến -6 0Cngay sau khi vừa chế biến, đóng hộp xong

Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT

4.1.Số liệu ban đầu:

- Trong đó chất béo chiếm: 3,0%

+ Sữa chua uống tách ½ chất béo có 5% đường:

- Năng suất : 18.000 tấn nguyên liệu/năm

+ Bơ lên men:

- Chất béo : 85%

- Muối : 2%

- Năng suất : 1,5 tấn sản phẩm/ca

4.2.Kế hoạch sản xuất của nhà máy:

4.2.1.Bi u ểu đồ thu nhận nguyên liệu: đồ thu nhận nguyên liệu: thu nh n nguyên li u: ận nguyên liệu: ệu:

X: có

0 : không

4.2.2.Biểu đồ sản xuất của nhà máy:

Nhà máy làm việc theo hai dây chuyền sản xuất chính:

+ Dây chuyền sản xuất sữa chua tách ½ chất béo với năng suất 18000 tấnnguyên liệu/năm

+ Dây chuyền sản xuất bơ lên men với năng suất 1,5 tấn sản phẩm /ca

Nhà máy sản xuất 11 tháng trong năm, nghỉ tháng 11 để sửa chữa và bảo trìmáy Trong một tháng nhà máy được nghỉ vào ngày chủ nhật và các ngày lễ lớn.+ Tháng 1 đến tháng 7 làm việc 3 ca/ngày để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trongmùa nắng nóng

+ Tháng 8, 9, 10, 12 làm việc 2 ca/ngày do thời gian này mưa nhiều, khí hậulạnh nên thị trường tiêu thụ giảm

Bảng 4.1: Biểu đồ sản xuất trong năm của nhà máy

4.3.1 Dây chuyền sản xuất sữa chua uống tách ½ chất béo:

Bảng 4.3 Giả thuyết tiêu hao qua các công đoạn

Lượng sữa nguyênliệu là: 18.000 tấnnguyên liệu / năm Lượng sữa nguyênliệu trong một ca:

G0 = 18000735 =24,490 (tấn/ca)

1 Lượng sữa trước khi đưa vào kiểm tra:

5 , 1 100

24,003 100 1001,5= 23,643 (tấn/ca)

5 Lượng sữa sau khi đưa vào thiết bị bài khí:

 100

5 , 1 100

23,643 100 1001,5= 23,288 (tấn/ca)

6 Lượng sữa và cream sau ly tâm:

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất

Hình 4.1: Sơ đồ li tâm

Trong đó: G5 là lượng sữa trước khi li tâm có hàm lượng chất béo 3,0%

Y là lượng cream 40% tách ra sau khi ly tâm

G6 là lượng sữa sau khi ly tâm

Gọi a là hàm lượng chất béo trong sữa sau ly tâm

b là hàm lượng chất khô có trong sữa sau khi ly tâm

b = 10,390 %

7 Lượng sữa sau khi phối trộn :

G 6 (0% đường saccharose)

Sirô 70% đường saccharose (S)

Chất ổn định cho vào phối trộn chiếm 0,01%

Vậy lượng chất ổn định cho vào khuấy trộn là: GÔĐ =0,002 (tấn/ca)

Lượng sirô cho vào phối trộn có khối lượng: S = 1,688 (tấn/ca)

Ta cho vào phối trộn lượng sirô 70% đường saccharose  Đường saccharose khan:

100

70 1,688 = 1,182 (tấn /ca)

Đường saccharose có độ tinh khiết 99,7%

 Lượng đường saccharose tinh khiết thêm vào: 1,182 99100,7= 1,178 (tấn/ca)

Phối trộn

Giả sử trong quá trình nấu sirô hao hụt 3% nên lượng đường tinh khiết cho vào phốitrộn là: GĐ = 1,178 100 1003 = 1,143 (tấn/ca).

8 Lượng sữa sau khi thanh trùng:

G8= G7 

100

5 , 1

G11 = G10 

100

5 , 1

Vậy lượng sữa thành phẩm trong 1 ca là: 22,706 (tấn/ca)

4.3.2 Dây chuyền sản xuất bơ lên men:

Hao hụt nguyên vật liệu trong công đoạn bao gồm hao hụt về ẩm và hao hụt vềkhối lượng trong quá trình sản xuất

Công thức tính phần trăm hao hụt ẩm:

X (%) =

2

2 1

W 100

W



 W

100 (theo tài liệu sấy của thầy Thọ, trang 3)

W1: độ ẩm ban đầu của nguyên liệu (%)

W2: độ ẩm sau của nguyên liệu (%)

Hao hụt ẩm trong quá trình tách sữa bơ:

X3 (%) =

2

2 1

W 100

W 100

30 32

W 100

W



 W 100 =

13 100

13 30



Bảng 4.4 Giả sử tiêu hao qua các công đoạn

khối lượng

% Haohụt ẩm

Tổng % hao hụt chomỗi công đoạn

Rửa , nhào trộn 2 2

Năng suất của dây chuyền là: 1,5 tấn sản phẩm/ca

Theo giả thuyết về tiêu hao, ta tính lượng sữa qua các công đoạn:

1 Lượng bơ thành phẩm sau khi bao gói là: 1,5 tấn sản phẩm/ca.

G0 = 1,5 (tấn sản phẩm/ca)

2 Lượng bơ thành phẩm trước khi bao gói là:

G1= G0 

) 1 100 (

Lượng sữa bơ được tách ra trong công đoạn li tâm:

4 Lượng bơ trước khi vào ướp muối:

Lượng muối có trong bơ thành phẩm chiếm 2% lượng bơ

Lượng muối có trong sản phẩm bơ:

100

 = 0,038 10095 = 0,040 (tấn/ca)

Để ướp muối thì ta sử dụng nước muối có nồng độ là 68%

Lượng dung dịch nước muối có nồng độ 68% cần dùng là:

mdd = Mm’10068 = 0,040 10068 = 0,059 (tấn/ca)

Lượng nước sử dụng pha muối để dung dịch nước muối đạt nồng độ 68%:

mn = mdd – Mm’ = 0,059 - 0,040 = 0,019 (tấn/ca)

G3 = G2 

) 857 , 3 100 (

+ mdd = 1,984 2100,857 + 0,059 = 0,116 (tấn/ca)

5 Nước cho vào để rửa cream (chiếm tỉ lệ: cream/nước = ½)

Giả sử trong quá trình rửa, khối lượng nguyên liệu không thay đổi độ ẩm Nhưvậy lượng nước đưa vào rửa bằng lượng nước thải ra ngoài Vì thế ở công đoạn nàycoi như không có hao hụt ẩm

Lượng cream trước khi vào công đoạn rửa, nhào trộn:

G4 = G3 

) 2 100 (

Lượng nước sử dụng để rửa cream: mn= 2  2,024 = 4,048 (tấn/ca)

Lượng sữa bơ tách ra trong công đoạn rửa, nhào trộn bằng lượng nước sửdụng để rửa cream:

Gsb3 = mn= 4,048 (tấn/ca)

6 Lượng cream trước khi vào công đoạn tách sữa bơ:

G5 = G4 

) 176 , 43 100 (

= 3,562 

100

176 , 41

100

 = 3,598 10099 = 3,634 (tấn/ca)

9 Lượng nguyên liệu và nấm men trước khi cho vào thiết bị lên men:

M’’= M’ (100100 1) = 3,634 (100100 1) =3,678 (tấn/ca).

Giả sử lượng nấm men cho vào chiếm 5% tổng lượng nguyên liệu cho vào thiết bịlên men: Mn/m = 3,678 x 0,05 = 0,184 (tấn/ca)

Lượng cream cho vào để lên men: G7 = 3,678 – 0,184 = 3,494 (tấn/ca)

10 Lượng cream trước khi đi vào công đoạn thanh trùng:

100

 = 3,547 

5 , 99

4.3.3.1 Sữa chua uống tách 1/2 chất béo:

- Tỷ trọng của sữa chua thành phẩm có bổ sung 5% đường: d = 1,036 (g/cm3)

706 , 22

= 1923 (thùng)

4.3.3.2 Bơ lên men:

Sản phẩm bơ lên men được bao gói trong các hộp nhựa plastic với trọng lượngmỗi hộp bơ là 200g

- Số hộp bơ sản xuất được trong 1 ca là:

Bảng 4.5.2 Bảng tổng kết nguyên liệu chính qua các công đoạn

Dây chuyền sản xuất sữa chua uống tách ½ chất béo

Bơ lên men

Dây chuyền sản xuất bơ lên men

Chương 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ

5.1 Các thiết bị dùng chung cho cả hai dây chuyền sản xuất: