Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream 40% với hai mặt hàng Sữa chua uống 16 triệu lít SP năm, Bơ lên men 1,8 tấn SP năm

Nguồn nguyên liệu:Nguyên liệu chính để sản xuất sữa chua uống là sữa tươi, bơ là cream.Nguyên liệu sữa tươi và cream được thu mua tại các vùng lân cận như: các huyện ở tỉnh Quảng Nam, và

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là một sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, trong sữa chứanhiều chất cần thiết cho cơ thể như: glucid, protein, lipid, các axit amin không thaythế, các vitamin và muối khoáng Ngoài ra, sữa còn sử dụng vào nhiều mụcđích khác như giải độc, chữa bệnh

Công nghệ chế biến sữa luôn là một lĩnh vực quan trọng của ngành chế biếnthực phẩm Ở nước ta, ngành chế biến sữa đang phát triển mạnh, sự ra đời củanhiều nhà máy sữa đã đáp ứng phần nào nhu cầu về sữa trong nước, hạn chế nhậpkhẩu sản phẩm sữa từ nước ngoài

Nước ta có vị trí địa lý thuận lợi , khí hậu nhiệt đới gió mùa Đây là những điềukiện rất tốt cho việc chăn nuôi gia súc mà đặc biệt là chăn nuôi bò sữa Trên thịtrường nước ta đang tiêu thụ mạnh các sản phẩm sữa tiệt trùng, sữa chua uống, bơ lênmen, phô mai, … Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, trong tương lai nhu cầu vềsữa tại nước ta sẽ tăng lên rất mạnh Tuy nhiên ngành chế biến sữa ở nước ta còn nontrẻ, sản lượng sữa chế biến không nhiều, việc chăn nuôi và chế biến chưa đồng bộ

Từ thực tế trên, trong những năm gần đây nhà nước đã tổ chức khai thác tiềm năng và phát triển đàn bò sữa theo hình thức quốc doanh kết hợp với quy mô nhỏ trong các hộ nông dân dựa trên các điều kiện ở địa phương và tiến hành xây dựng các nhà máy chế biến sữa mới Các nhà máy này có thể vừa sản xuất từ nguồn nguyên liệu sữa tươi hay sữa bột gầy Hiện tại các nhà máy sữa vẩn phải nhập nguyên liệu từ

nước ngoài là chủ yếu Do đó, tôi chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream 40% với hai mặt hàng :

- Sữa chua uống năng xuất 16 triệu lít sản phẩm/ năm.

- Bơ lên men năng xuất 1,8 tấn sản phẩm/ năm“.

Với sự ra đời của nhà máy sữa ở khu công nghiệp Phú Bài, huyện Hương Thủy,tỉnh Thừa Thiên Huế sẽ đáp ứng một phần nhu cầu về các sản phẩm sữa ở miềnTrung của nước ta

CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa:

Sữa và bơ là hai loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt là sữa Hiệnnay, nhu cầu sử dụng của con người ngày càng lớn, không những gia tăng về sốlượng, chất lượng mà còn đòi hỏi rất nghiêm ngặt về an toàn vệ sinh thực phẩm Vìvậy, việc đầu tư để xây dựng nhà máy sản xuất sữa và bơ là rất cần thiết Hơn nữa,xây dựng nhà máy còn góp phần giải quyết việc làm cho người lao động, nâng caotiềm lực kinh tế của Nhà nước

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

 Vị trí đặt nhà máy gần nguồn nguyên liệu và 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, chúng tôi chọn địa điểmxây dựng nhà máy chế biến sữa và bơ tại khu công nghiệp Phú Bài, tỉnh Thừa ThiênHuế

Khu công nghiệp Phú Bài nằm cách biệt khu dân cư Do đó, có khá nhiều

thuận lợi cho việc xử lý nước thải, tiếng ồn, tránh ảnh hưởng đến đời sống nhândân địa phương

Khí hậu: Huế nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa Một năm chia ra haimùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8 và mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12.Nhiệt độ trung bình khoảng 250C, độ ẩm trung bình khoảng 85%, hướng gió chủđạo là hướng Đông Nam Nhà máy được xây dựng trên khu đất bằng phẳng, chịulực và gần đường quốc lộ thuận tiện trong việc giao thông đi lại

1.3 Nguồn nguyên liệu:

Nguyên liệu chính để sản xuất sữa chua uống là sữa tươi, bơ là cream.Nguyên liệu sữa tươi và cream được thu mua tại các vùng lân cận như: các huyện

ở tỉnh Quảng Nam, và việc vận chuyển nguyên liệu về Phú Bài tương đối gần,thuận tiện, dễ dàng cho việc sản xuất của nhà máy

Hiện nay công trình hầm Hải Vân đã hoạt động nên vấn đề giao thông cónhiều thuận lợi theo đường bộ, ngoài ra nguyên liệu cũng có thể được nhập về quađường thuỷ theo cảng Chân Mây sau đó được chuyển về nhà máy bằng đường bộ

1.4 Thiết bị:

Nhà máy có thể nhập các thiết bị hiện đại Ngoài ra, để giảm bớt chi phí ta cóthể đặt hàng tại các cơ sở để tự gia công một số thiết bị ở trong nước

1.5 Giao thông vận tải:

Nhà máy được xây dựng gần Quốc lộ 1A, đồng thời giáp với tuyến đường sắtxuyên Việt Hai đầu của thị trấn Phú Bài là hai ga đường sắt: ga Nông và gaHương Thuỷ, đối diện với khu công nghiệp là sân bay Phú Bài Do đó việc vậnchuyển nguyên liệu, trang thiết bị, sản phẩm sẽ dễ dàng hơn

1.6 Nguồn cung cấp điện, hơi, nước:

1.6.1 Điện:

Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia qua trạm biến ápriêng Điện thế nhà máy sử dụng là 220V/380V Ngoài ra nhà máy còn trang bịthêm một máy phát điện dự phòng để đảm bảo quá trình sản xuất liên tục khi có sự

cố về điện

1.6.2 Hơi:

Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà

máy Nhiên liệu chủ yếu là dầu FO được mua từ các trạm xăng dầu địa phương.Nhà máy có kho dự trữ nhiên liệu để đảm bảo cho sản xuất

1.6.3 Nước:

Nhà máy sử dụng nguồn nước thành phố Nước thải của nhà mày được quakhâu xử lý sơ bộ của nhà máy sau đó được đưa ra ngoài xử lý chung với các nhàmáy khác trong khu công nghiệp.

1.7 Hợp tác hóa:

Nhà máy hợp tác với các nhà máy khác nằm trong khu công nghiệp như công ty

bia Huế, công ty bao bì, nhà máy xử lý nước, để cùng chung phát triển cơ sở hạ tầng,

điện, nước nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư.

và nền kinh tế Quốc gia nói chung

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

A Sữa tươi.

2.1 Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi:

Chúng ta đã biết, hiệu quả của một quá trình sản xuất bao giờ cũng phụ thuộcvào nhiều yếu tố như: nguyên liệu, quy trình công nghệ, thiết bị, Nhưng trong đó,chất lượng của nguyên liệu được xem là một trong những yếu tố hàng đầu quyếtđịnh đến chất lượng của sản phẩm Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trênthế giới tập trung sản xuất dựa vào ba nguồn ngyên liệu chính là sữa bò, sữa dê vàsữa cừu Ở nước ta, nguồn nguyên liệu chính là sữa bò

Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, trong sữa có đầy đủ các chất cầnthiết cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể, cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất cao.Trong sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng như: chất béo, đường lactoza, các vitamin,chất khoáng, các enzym, …

Ngoài ra trong sữa còn có đầy đủ các acid amin không thay thế Đây là các acidamin rất cần thiết cho cơ thể Có thể nói không một loại thực phẩm nào có đầy đủ cácthành phần và số lượng các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể như sữa

- Thế oxy hoá khử: 0,10 - 0,20 (V)

- Độ dẫn điện: 0,004 - 0,005 (1/ohm.cm)

2.1.2 Thành phần hóa học và cấu trúc hóa lý:

Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một thể keo gồm các tiểu cầu béo

có đường kính từ 3-5  m và các mixen protein đường kính khoảng 0,1  m trong phaphân tán là nước

Về mặt hóa học, sữa là một hỗn hợp bao gồm thành phần chính là nước, đườnglactose, protein và các chất béo Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàmlượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hocmon, các chất màu vàkhí Hàm lượng các chất trên có thể dao động trong một khoảng rộng phụ thuộc vàonhiều yếu tố như: chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lý của từng con vật, diều kiệnchăn nuôi,

Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng nhất chiếm tỉ lệ 9/10 của thành phầnsữa, còn lại là tổng các chất khô (chiếm 125-130 g/l sữa)

Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng): [2-tr14]

Các thành phần chính Khoảng biến thiên

Là một disaccharide, một loại đường khử có độ ngọt thấp hơn nhiều so với các

disaccharide (như sacarose) và monosaccharide (như glucose) Thành phần do mộtphân tử glucose và một phân tử galactose liên kết với nhau tạo thành

Đường lactose trong sữa có hàm lượng trung bình 50 g/l và tồn tại dưới hai dạng

α, β-lactose Khi thủy phân lactose bởi enzim β-galactodase cho ra một phân tửđường glucose và một phân tử đường galactose theo phương trình tổng quát:

C12H22O11 + H2O Enzim C6H12O6 + C6H12O6

Trong sữa, đường lactose luôn ở trạng thái hòa tan Những đặc điểm về khảnăng hòa tan và kết tinh của nó rất quan trọng cho phép áp dụng trong công nghiệpchế biến sữa Cơ chế của sự kết tinh đường lactose có ích lớn trong công nghiệp sữa

cô đặc có đường

Hai đường , - lactose luôn tồn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệnhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt độ

Đường lactose ít hòa tan hơn đường sacarose ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn

Độ hòa tan của đường lactose tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thủy phân rất chậmtheo nhiệt độ Sự có mặt của đường lactose góp phần biến màu của sữa trong côngnghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao

Đường lactose dễ bị lên men dưới tác dụng của vi sinh vật để tạo ra các sảnphẩm khác nhau Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lênmen

C12H22O11.H2O 4CH3 - CHOH-COOH

lactose Axit lactic

Axit lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axitpropionic hay axit butyric

3CH3 - CHOH-COOH 2CH3-CH2-COOH + CO2 + H2O + CH3-COOH Axit propionic

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

Axit butyric

Cùng với một số sản phẩm phụ với hàm lượng khác nhau tùy thuộc vàochủng loại vi khuẩn chính của sự biến đổi và điều kiện biến động Trong số các

Lên men

chất nhận được, một vài chất đóng vai trò trong việc hình thành các chất thơm của cácsản phẩm sữa như: axetylmetylcarbinol và diaxetyl.

Đường lactose của sữa rất nhạy cảm bởi nhiệt Nhiệt độ từ 110-130OC xảy radạng mất nước của tinh thể đường Trên 1500C ta nhận được màu vàng và ở 1700Cmàu nâu đậm hình thành bởi quá trình caramen hóa Tuy nhiên ở trong sữa, người tanhận thấy rằng sự xuất hiện màu vàng xảy ra ở nhiệt độ không cao lắm (<1300C).Ngoài các sản phẩm sản sinh ra do sự caramen hóa đường lactose, cũng còn phải kểđến phản ứng của đường với các chất chứa nitơ kéo theo sự xuất hiện các thành phần

có màu nâu được gọi là melanoidin Phản ứng này rất mạnh và cơ chế còn ít biết đến

và phản ứng được xúc tác bởi thành phần sắt và đồng cũng như phosphat

2.1.2.2 Hợp chất chứa nitơ:

Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện vì nó chứa hầu hết các acid amin,đặc biệt là các acid amin không thay thế Các acid amin chủ yếu có mặt trong sữatính theo % chất khô như sau: [3- tr10]

Alanin: 3% ; Prolin: 11,3%; Phenylamin: 5%;

Valin: 7,2% ; Cystin và cystein:0,34%; Methionin: 2,8%;

Lơxin: 9,2%; Serin: 6,3%; Treonin: 4,9%;

Izolơxin: 6,1%; Tryptophan: 1,7%; Arginin: 4,1%;

Histidin: 3,1%; Lysin: 8,2%; Acidaspartic: 7,1%;

Acid glutamic: 22,4%; Tyrosin: 6,3%;

Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm: [3- tr10]

- Cazein toàn phần chứa : 26  29 g

- - lactoglobulin : 2,5  4 g

- - lactalbumin : 0,8  1,5 g

- Imunoglobulin : 0,5  0,8 g

Và một số thành phần khác

Trong các thành phần trên, cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của

sữa.Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40÷200 m

và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắngnhư keo có màu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ quá trìnhaxit hoá sữa đến pH đẳng điện (pH = 4,6).

Ðiều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần cazein là sựkhông đồng nhất của các thành phần cazein, vì trong cazein có , ,  cazein -cazein chiếm 60% cazein toàn phần, -cazein chiếm 30% cazein toàn phần, -cazein chiếm 4-10% cazein toàn phần Khi nhiệt độ vượt quá 75-800C có sự biếntính của canxi phosphocazeinat bởi vì một phần muối canxi hoà tan chuyển thànhcanxi riphosphat hông hoà tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixenphosphocazein và các muối khoáng hoà tan

Trong tất cả muối trên, muối canxi có ý nghĩa rất lớn đối với con người đặcbiệt là trẻ em Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoà Ca/P = 1/1,3 ởdạng cơ thể dễ hấp thụ

Sự cân bằng giữa hai dạng muối Canxi (Ca2+ của các muối hoà tan được phân

ly và Ca ở dạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổn định của sữa

Sự tăng lên của Ca2+ làm tăng khả năng bất ổn định của sữa khi đun nóng hoặcdưới tác dụng của các men dịch vị Để tránh hiện tượng này thông thường người tacho thêm vào sữa những dạng phức tạp đó là các muối phức (phosphat hoặc xitrat)với liều lượng thích hợp

Muối canxi có ý nghĩa lớn đối với con người, đặc biệt là trẻ em Muối canxi

có ý nghĩa quan trọng trong chế biến các sản phẩm sữa Khi sữa có hàm lượng

canxi thấp, sữa sẽ không bị đông tụ hoặc đông tụ rất chậm Ngược lại, nếu sữa cóhàm lượng canxi cao thì sẽ bị đông tụ bởi renin nhanh hơn nhưng quện sữa (gelđông tụ) lại không mịn Trong sữa, canxi nằm trong các hợp chất canxi caseinat,canxi phosphat, canxi limonat

Muối kali và natri có tác dụng giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ ápsuất thẩm thấu ở trạng thái bình thường

Các muối của acid phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụnggiữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa

Ngoài ra, sữa còn có chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo… Chúngcần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người Một số nguyên tố độc hại như Pb,As… đôi khi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa bò

2.1.2.4 Chất béo:

Chất béo trong 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 (A,D,E) Ðối vớicác sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm

- Phân loại:

Chất béo trong sữa gồm hai 2 loại: đơn giản và phức tạp

+ Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35÷45 g/l gồm acid béo no và không

no như: acid oleic, acid palmitic, acid stearic

+ Chất béo phức tạp: thường chứa một ít P, N, S trong phân tử, các chấtbéo phức tạp này có tên gọi chung là phosphoaminolipit đại diện là lexitin

+ Chỉ số acid bay hơi không hoà tan: 1,5÷3

Trong quá trình làm lạnh các tryglyxerit ngoại vi bắt đầu kết tinh từ 6-70Cgây ra sự co rút thành phần protein làm cho bề mặt lớp vỏ màng của các cầu béo bịphá vỡ và có thể bị kết tinh làm mất đi tính mềm mại của thành phần chất béo Ởnhiệt độ lạnh tất cả các chất béo hầu hết được tập trung ở bề mặt và thành từngkhối

Khi đun nóng sữa trên 650C protein của màng bị biến tính và tất cả cácglyxerit đều trở thành dạng lỏng Chất béo hoàn toàn bị nóng chảy và xuất hiệnmàng cream đồng thời gây ra sự kết dính ở bề mặt của các cầu béo

2.1.2.5 Axit hữu cơ:

Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như: axit xitric, lactic, axetic Trong đó,axit xitric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa nhờ

sự tạo thành axetoin, diaxetyl và 2,3- butylen glycol

2.1.2.6 Các chất xúc tác sinh học:

2.1.2.6.1 Vitamin:

Sữa được coi là thực phẩm cân đối nhất về số lượng vitamin tuy với hàmlượng không lớn lắm Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm tùytheo khả năng hoà tan của chúng trong chất béo hay trong nước:

+ Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: Vitamin A, D, E (chủ yếu nằm trong thành phần của mỡ sữa)

+ Nhóm vitamin hoà tan trong nước: B, C, PP

2.1.2.6.2 Các enzym:

Các enzym có trong sữa mang ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa vàcác sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzym trong sữa được chia làm hainhóm chính:

+ Nhóm enzym thuỷ phân: gồm lipase, phosphatase, galactase, protease,amylase Trong đó, vai trò của các enzym lipase có tính quyết định đến quá trìnhchế biến và bảo quản sữa Lipase có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acidbéo và glyxerin có pH = 9,4

+ Nhóm enzym oxy hoá: gồm reductase, lactoperoxydase, catalase Cácenzym này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa

2.1.2.7 Hệ vi sinh vật trong sữa:

Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

+ Vi khuẩn: Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó

không vượt quá vài micromet Các vi khuẩn trong sữa: Coccus, Bacterium, Clostridium, Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin, quan trọng nhất là

vi khuẩn lactic với các đặc tính chủ yếu sau:

- Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện

- Không sản sinh ra enzym catalaza vì vậy chúng không phân hủy nướcoxy già

- Không sản sinh ra các hợp chất nitrat

- Ít hoặc không tiết ra enzym proteaza trong sữa nhưng đôi khi trongphomat các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thành phầncasein.

- Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau

 Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng,người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm:

● Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượngcủa 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 chuyểnhóa đường gồm acid lactic, acid acetic, ethanol, khí CO2, Hàm lượng acid lacticthu được không cao hơn nhiều so với các sản phẩm còn lại

Các loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:

- Streptococcus thermophillus được coi là tác nhân của sự hình thành axit

và quá trình chín của pho mát

- Nhóm vi khuẩn Lactic là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Streptococcus cremoris và Streptococcus lactic là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên một vài loài của chúng sản sinh ra các kháng sinh Clostridium tác nhân của sự phồng lên của

phomat

- Loài Leuconostoc oenos đều là các loài lên men không điển hình, lên men

các loại đường tạo ra một ít acid lactic hoặc axetoin từ diaxetyl là các hợp chất tạonên hương thơm tự nhiên của bơ

 Vi sinh vật gây bệnh:

- Tồn tại trong sữa do quá trình nhiễm từ người hoặc động vật, đặc trưng là

Samonella typhi, Samonella paratyphi, Shigella dysenterial,

- Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường

+Ở 600C và giữ nhiệt độ này trong vài phút làm cho phần lớn hệ vi sinh vật bị tiêudiệt Ngoại trừ, một số loài vi khuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các trực khuẩn)vẫn tồn tại Một số loài vi sinh vật có khả năng sinh bào tử, bào tử của chúng chỉ

có thể bị tiêu diệt một cách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 1000C rất nhiều.

+ Nấm men: Là những cơ thể đơn bào, thường có dạng hình cầu, elip, ôvan

hoặc hình trứng, kích thước lớn nhất từ 2 9m Một số nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất Phần đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trong quá trình bảo quản sữa

+ Nấm mốc: Chủ yếu là Mucor và Rhizopus Các loại nấm mốc này gây

nên những biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phomat dạng nhão

Ngoài ra còn có các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide và Monilia.

Tất cả các loài nấm mốc này đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của môitrường nuôi cấy Chúng phát triển thích hợp trên các môi trường acid và trong sữatạo acid lactic

2.2 Nguyên nhân biến chất của sữa:

Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý

và hóa sinh có thể diễn ra Tuy nhiên, tốc độ các biến đổi trên phụ thuộc vào thànhphần hóa học và hệ vi sinh vật có trong sữa sau khi vắtcungx như phụ thuộc vàocác điều kiện bảo quản (nhiệt độ, sự có mặt của oxy)

2.2.1 Bổ sung các chất từ bên ngoài:

- Các loại thuốc kháng sinh có trong thức ăn của bò

- Chất tẩy rửa chuồng trại

- Sữa đựng lâu trong thiết bị kim loại gỉ

2.2.2 Các biến đổi về sinh học:

Nguyên nhân là do các vi sinh vật tổng hợp, phân giải, sử dụng chất dinh dưỡng

có trong sữa theo hai con đường dị hóa và đồng hóa, các biến đổi này do vi khuẩn,nấm men, nấm sợi gây nên Những biến đổi sinh học làm cho sản phẩm tích tụ các

chất không mong muốn, làm thay đổi cấu trúc hóa lý của sữa.

2.2.3 Các biến đổi về hóa học và sinh hóa:

- Do các phản ứng hóa học xảy ra giữa các chất có trong sữa

- Do xuất hiện và kết tụ các enzyme, các enzyme do vi sinh vật trong sữa tiết ra,

vì thế làm tăng các quá trình sinh hóa trong sữa

2.2.4 Các biến đổi về vật lý và hóa lý:

- Thay đổi độ nhớt, tỷ trọng, độ khúc xạ … tuy nhiên rất ít

- Thay đổi cấu trúc các micelle Khi giảm nhiệt độ thì giảm kích thước micelle

do phân tử β – casein thoát ra khỏi cấu trúc micelle và hòa tan vào dịch sữa Và cácion Ca, P thoát ra khỏi micelle làm giảm cấu trúc micelle

- Thay đổi hệ nhũ tương:

+ Do các hạt cầu béo trong sữa có đường kính 2÷10μm được bao quanh trong

sữa, sự thay đổi hệ nhũ tương trong sữa phụ thuộc khả năng kết tinh, độ lớn tinh thểcác chất béo, tức là phụ thuộc chế độ làm lạnh nhanh hay chậm Quá trình làm lạnhtriglyceride thoát ra khỏi cầu béo và nổi lên bề mặt sữa làm thay đổi hệ nhũ tươngsữa

+ Do các tác động cơ học làm thay đổi cấu trúc màng micelle, làm cho cácphotpholipid thoát ra khỏi màng micelle, lúc này các enzyme dễ tấn công vào lipidlàm các hạt cầu béo thay đổi

+ Dư lượng SO2 (ppm): không lớn hơn 7

+ Độ màu (ICUMSA): không lớn hơn 30

2.3.2 Chất ổn định (phụ gia):

Chất ổn định bổ sung vào nhằm tạo trạng thái bền vững, tăng giá trị cảmquan cho sản phẩm.

Chất phụ gia đưa vào sản phẩm phải đạt các yêu cầu sau:

- Không mang tính chất dinh dưỡng

- Không độc hại đối với sức khỏe con người

- Phải tuân theo những quy định của tổ chức lương thực thế giới (FAO), tiêu chuẩnViệt Nam

Trong công nghệ sản xuất sữa chua uống, sử dụng chất ổn định có kí hiệu

5846, hàm lượng từ 0,1% - 0,5% có thành phần chủ yếu là pectin, gelatin, tinh bộtngô biến tính

B Bơ lên men.

2.4 Giới thiệu về nguyên liệu cream:

Là nguyên liệu chính trong sản xuất bơ Có thể thu nhận cream từ nguyên

liệu sữa tươi bằng phương pháp ly tâm hoặc thu mua cream từ những nhà máy chếbiến sữa khác Hàm lượng chất béo trong cream thường dao động trong khoảng 35

÷ 40%

Để đánh giá chất lượng cream, người ta dựa vào ba nhóm chỉ tiêu sau:

 Nhóm chỉ tiêu cảm quan: mùi và vị cream là hai chỉ tiêu quan trọng nhất.Cream không được có mùi vị lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa

 Nhóm chỉ tiêu hóa lý: ngoài hàm lượng chất béo, người ta thường quantâm đế chỉ số iod của cream Nếu chỉ số iod quá cao (lớn hơn 42), bơ thành phẩm

có cấu trúc rất mềm Ngược lại, nếu chỉ số iod quá thấp (nhỏ hơn 28), bơ sẽ trở

nên cứng và khó phết lên bánh khi sử dụng Dựa vào giá trị chỉ số iod của nguyênliệu, nhà sản xuất sẽ thay đổi các thông số công nghệ thích hợp để chất lượng bơthành phẩm luôn ổn định.

 Nhóm chỉ tiêu vi sinh vật: hàm lượng vi sinh vật trong cream càng thấpcàng tốt Thường chú ý đến nhóm vi khuẩn ưa lạnh vì chúng có khả năng sinh tổnghợp enzym lipaza chịu nhiệt Trong quá trình thanh trùng cream, hầu hết các visinh vật bị biêu diệt Tuy nhiên, lipaza từ vi khuẩn ưa lạnh có thể giữ được hoạttính ở 1000C (Luquet, 1986) Enzym này xúc tác quá trình thủy phân chất béo, làmthay đổi thành phần chất béo trong nguyên liệu

Giải pháp tốt nhất để khắc phục hiện tượng này là phải tiến hành thanh trùngngay sữa tươi khi mới nhập về nhà máy rồi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp (2 ÷ 40C)trước khi đem vào chế biến Chế độ thanh trùng 63 ÷ 650C trong 15 giây

Trường hợp nhà máy mua cream nguyên liệu có chất lượng không tốt nhưcream có độ chua cao (15 ÷ 200D) thì cần tiến hành xử lý cream trước khi đưa vàosản xuất Một trong những phương pháp xử lý thông dụng là rửa cream bằng nướcsạch với tỉ lệ cream/nước là 1/2 (v/v) sau đó, tiến hành ly tâm để tách nước Ngoài

ra, ta có thể sử dụng bphuowng pháp trung hòa để làm giảm độ chua của nguyênliệu, hóa chất thường dùng là CaO, Ca(OH)2,

Ngoài ra, đặc biệt đối với sản phẩm bơ lên men, nguyên liêu cream khôngđược chứa các chất kháng sinh và không bị nhiễm các chất tẩy rửa công ghiệp.Những chất này sẽ ức chế sự hoạt động của các vi khuẩn lactic và kéo dài thờigian lên men Hơn nữa, hàm lượng các sản phẩm trao đổi chất do vi khuẩn giốngtạo ra sẽ không cân đối và ảnh hưởng không tốt đến hương vị của sản phẩm

2.5 Vi sinh vật:

Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn lactic dang LD.

Thường gặp nhất là Streptococcus diacetylactis và Leuconostos citrovorum Trong

quá trình lên men, ngoài acid lactic, chúng sinh tổng hợp các hợp chất dễ bay hơi

như aldehyde acetic, diacetyl, acetoin, Các hợp chất này sẽ tạo cho bơ sản phẩm

có hương vị đặc trưng

2.6 Các chất phụ gia:

2.6.1 Chất màu:

Màu sắc của bơ do các hợp chất carotenoides có trong cream nguyên liệu

quyết định Trong sản xuất bơ, người ta cho phép sử dụng một số chất màu thựcphẩm nhất định, tùy theo qui định của từng Quốc gia

Chẳng hạn như ở Pháp, các chất màu có nguồn gốc thiên nhiên sau đây đượcphép sử dụng:

Curcumine (E100) Lactoflavin (E101)

Cochenille (E120) Indigotine (E132)

Chlorophylle (E140) Caramel (E150)

Carbomedicinalis vegetalis (E153) Carotenoides (E160)

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ3.1 Dây chuyền công nghệ:

Lên men

(t = 42-430C/ 5h)

Kiểm tra

Thanh trùng(t=90-950C/ 15-20s), làm nguội

Lên men và xử lýnhiệt, lạnh

W=13%

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ:

3.2.1 Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua uống:

3.2.1.1 Nguyên liệu:

Sữa tươi là nguyên liệu chính dùng để sản xuất các sản phẩm sữa của nhà máy.Chất lượng của nguyên liệu có tính quyết định đến chất lượng của sản phẩm, sữa tươicàng tốt thì sản phẩm có chất lượng càng cao và ngược lại Ngoài ra, trong quy trìnhsản xuất sữa chua uống cần có thêm một số nguyên liệu phụ như: đường cát trắng RE,chất ổn định…

3.2.1.2 Kiểm tra, lọc:

- Kiểm tra:

Mục đích: kiểm tra độ chua, độ nhiễm khuẩn, tỷ trọng, hàm lượng chất khô, hàmlượng protein và nhiệt độ của sữa, đồng thời phải khuấy đều sữa để tránh nổi mỡ Sữa sau khi nhập về phải đưa vào chế biến ngay, nếu chưa được sản xuất phảiđược bảo quản ở nhiệt độ 8 100C và không được để quá 3 giờ

- Lọc:

Mục đích: nhằm loại bỏ hoàn toàn tạp chất vô cơ và hữu cơ còn lẫn trong sữa đểđảm bảo sữa sạch đưa vào sản xuất

Quá trình lọc bao gồm 2 giai đoạn:

+ Lọc thô: để loại bỏ tạp chất lớn Các cơ cấu lọc có dạng ống tháo lắp được vàđược bịt kín bằng các túi lọc Các túi lọc được lồng vào giữa 2 vỏ kim loại cố định.Giữa hai cơ cấu lọc có rôbinê, với ba đường hướng khác nhau sẽ hướng đường chảycủa sữa luân phiên thay đổi từ cơ cấu này sang cơ cấu khác

+ Lọc sạch: lọc bằng vải lọc nhằm loại bỏ hoàn toàn tạp chất có trong sữa Khilọc, sữa được đi qua một lớp vải lọc (được làm bằng màng xenluloza hoặc là bằngnilon) Trong khi thao tác, lớp vải lọc sẽ bị bít lại do cặn lọc nên cần thay luôn theođịnh kì để đảm bảo năng suất lọc

Sử dụng thiết bị lọc thuỷ tĩnh GEAKA70-76 của Ý

Mỗi thiết bị lọc gồm 4 ống lọc được làm bằng thép không gỉ, sữa đã được loại

bỏ tạp chất chảy xuống phần đáy qua phễu và được bơm sang thùng chứa Quá trìnhlọc tiến hành nhanh hơn khi nhiệt độ của khối sữa nóng so với khối sữa nguội

3.2.1.3 Định lượng:

Mục đích: cân đúng lượng thể tích sữa cần sản xuất nhằm đưa vào lượng sữa cầnthiết cho quá trình sản xuất, đảm bảo đúng năng xuất làm việc của nhà máy Sử

dụng cân định lượng GHJ-15

Cân được làm bằng thép không gỉ, thân hình trụ Sữa được bơm vào cân nhờ hệ

thống van định lượng đặt dưới đáy cân cho phép xác định được lượng sữa nguyên liệuđưa vào

3.2.1.4 Nâng nhiệt, bài khí:

Mục đích: nhằm tách các khí phân tán và hoà tan ra khỏi sữa nguyên liệu Trongquá trình bài khí, một số hợp chất dễ bay hơi (đặc biệt là các chất gây mùi không tốtcho sữa) cũng sẽ bị tách ra

Trong quá trình vận chuyển sữa từ nông trại về nhà máy và bảo quản, mặc dù

đã luôn hạn chế sự tiếp xúc của sữa với không khí như: hạn chế sự khuấy trộnnhưng hàm lượng các chất khí trong sữa vẫn tăng nhẹ

Các chất khí dạng phân tán trong sữa có thể gây ra một số khó khăn trong cácquá trình chế biến sữa của nhà máy như sau:

- Giảm hiệu quả hoạt động của các thiết bị truyền nhiệt

- Giảm hiệu suất phân riêng trong thiết bị li tâm tách chất béo

- Giảm độ chính xác trong dây chuyền hiệu chỉnh hàm lượng chất béo có ởtrong sữa

Đầu tiên sữa sẽ được nâng nhiệt độ trong thiết bị trao đổi nhiệt lên 60650C rồi

đi vào thiết bị bài khí Áp lực chân không trong thiết bị bài khí làm cho nhiệt độ sữagiảm 780C Khi đó, các khí ở dạng phân tán; hoà tan và một phần hơi nước cùngcác hợp chất dễ bay hơi khác thoát ra khỏi thiết bị Toàn bộ hỗn hợp này sẽ được đi

vào bộ phận ngưng tụ được đặt ở trên đỉnh thiết bị Khi đó, nước và một số cấu tử sẽđược

chuyển sang dạng lỏng rồi tự chảy xuống đáy thiết bị bài khí Các khí và các cấu tửkhông ngưng tụ sẽ được bơm chân không hút thải ra ngoài

Sử dụng thiết bị bài khí DART-10 [9]

Thiết bị bài khí có dạng hình trụ đứng, đáy nón với phần đỉnh nón được quay lên phíatrên Dưới nắp thiết bị là bộ phận ngưng tụ được nối với một bơm chân không Sữađược bơm vào theo phương tiếp tuyến với thiết bị hình trụ

3.2.1.5 Xử lý nhiệt:

Mục đích: sữa vào thiết bị trao đổi nhiệt để nâng nhiệt độ của sữa lên 90950C.Khi tăng nhiệt độ thì độ nhớt giảm lúc đó hiệu quả của quá trình li tâm sẽ cao hơn,đồng thời còn có tác dụng tiêu diệt một số loài vi sinh vật có mặt ở trong sữa

Sử dụng thiết bị thanh trùng loại Tetra plex C6 Bộ phận chính của thiết bị lànhững tấm bản hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và được làm bằng thép không

gỉ Mỗi tấm bản sẽ có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường rãnh ở trên khắp

bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt

3.2.1.6 Tiêu chuẩn hóa:

Mục đích: đảm bảo tổng lượng chất béo theo yêu cầu sản phẩm là 3,0%

Dùng cream 40% để tiêu chuẩn hoá hàm lượng chất béo Đồng thời quá trìnhtiêu chuẩn hoá còn có tác dụng làm cho chất lượng sản phẩm được đồng nhất

Thiết bị dùng để tiêu chuẩn hóa là một thùng hình trụ làm bằng thép không gỉ cócánh khuấy Cream được cho vào thiết bị một cách tự động nhờ hệ thống điều chỉnh

tự động gắn liền với thùng tiêu chuẩn hóa

3.2.1.7 Phối trộn:

Mục đích:

+ Hoà tan hoàn toàn sirô đường vào sữa nguyên liệu

+ Trộn đều chất ổn định vào sữa nguyên liệu

+ Bổ sung sirô đường 70% nhằm đáp ứng yêu cầu về độ ngọt cho sảnphẩm.

Chất ổn định, siro đường 70% cho vào thùng phối trộn Tetra Almix 10 có cánhkhuấy, được làm bằng thép không gỉ nhằm làm cho sản phẩm được đồng đều Chất ổnđịnh làm cho sữa chua có được độ nhớt và cấu trúc theo yêu cầu, các chất ổn định nhưlà: gelatin, pectin, agar-agar Các chất cho vào phối trộn đều phải ở dạng vô trùng.Sirô có nồng độ 70% được bơm vào thùng phối trộn Quá trình được thực hiệntrong thùng có cánh khuấy và hoạt động liên tục nhằm tăng sự hoà tan các chất vàonhau

3.2.1.8 Chuẩn bị giống:

Mục đích: chuẩn bị lượng giống thích hợp và đủ để lên men tạo ra sản phẩmtheo yêu cầu Thường sử dụng giống vi khuẩn lactic lên men đồng hình như:

Streptococcus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus.

Chế phẩm vi khuẩn lactic được hoạt hoá trên môi trường pha chế từ sữa bột gầy Quá trình hoạt hóa được thực hiện ở trong thiết bị vô trùng có dạng hình trụ, đáy hình côn và được chế tạo bằng thép không gỉ.Hàm lượng chất khô trong môi trường hoạt hóa dao động từ 912% trong thời gian

t =3045 phút

3.2.1.9 Lên men:

Mục đích: chuyển hoá đường lactose trong sữa thành axít lactic và chất thơm

dưới tác dụng của hệ vi khuẩn lactic tạo ra cho sản phẩm có mùi, vị thích hợp

Cấy hỗn hợp cả hai loài vi khuẩn: Streptococcus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus vào thiết bị lên men PH-OTH-2 kiểu đứng, dạng hình trụ đứng, bên trong

có hệ thống cánh khuấy và các đầu dò nhiệt độ, pH, … để có thể theo dõi trực tiếp cácthông số công nghệ trong quá trình lên men, thiết bị có lớp cách nhiệt để đảm bảonhiệt độ lên men Quá trình lên men được thực hiện trong thiết bị lên men ở nhiệt độ t

= 42430C trong thời gian là t = 5 giờ Kết thúc quá trình lên men khi khối sữa đạt độchua là 80100 0D.

Khi kết thúc quá trình lên men, tiến hành khuấy trộn để phá vỡ cấu trúc gel củakhối đông, sau đó làm lạnh về nhiệt độ 18200C

3.2.1.10 Đồng hóa:

Mục đích: chuyển từ khối đông sang lỏng, trộn đều các chất tan, giảm kíchthước các cầu mỡ, làm tăng tốc độ phân tán của mỡ, ngăn chặn sự phân lớp giữachất béo và các thành phần khác trong sữa làm cho sữa có trạng thái nhũ tương bềnvững

Sữa được bơm vào thiết bị đồng hoá Tetra Alex 2 bởi một bơm pitton Trongcông nghiệp chế biến sữa, quá trình đồng hoá được thực hiện ở áp suất 200250bar, nhiệt độ đồng hoá thường dao động từ 55800C Các cầu mỡ trong thiết bịđồng hoá được phân chia là kết quả của sự thay đổi đột ngột tốc độ của sữa qua cáckhe van Trong khe van, sữa có tốc độ chuyển động lớn v = 200300 m/s Khi cáccầu mỡ chuyển động từ vùng có áp lực nhỏ sang vùng có áp lực lớn, nó sẽ bị kéocăng và từng phần của nó bị đứt khỏi cầu mỡ Dung dịch sữa sau khi đồng hoá sẽtrở nên đồng nhất

những hệ thống đường vào và ra cho sữa và tác nhân gia nhiệt Sau đó sữa đượclàm nguội về nhiệt độ 250C.

3.2.1.13 Rót sản phẩm:

Mục đích:

+ Cách li sản phẩm với môi trường bên ngoài nhằm kéo dài thời hạn sửdụng sản phẩm

+ Tạo kiểu dáng thích hợp cho người tiêu dùng

+ Đảm bảo thuận tiện khi bao gói và vận chuyển

Quá trình rót hộp được thực hiện trên máy rót hộp và bao gói tự độngTetrapak Trước khi máy làm việc nhất thiết phải vệ sinh bằng xút, axít rồi tuầnhoàn bằng nước sạch lần cuối Bao bì sử dụng để đựng sữa là bao bì giấy Khi máychuyển sang chế độ sản xuất, bao bì giấy từ cuộn bao bì được các con lăn dẫn qua

bộ in hạn sử dụng rồi đưa qua bộ hàn strip một bên mép của bao bì Sau đó, bao bìđược dẫn qua bộ định hình ống và được hàn bên trong để tạo thành ống giấy Sữađược rót vào bao bì nhờ một phao rót đặc biệt Hai ngàm trái và phải hoạt độngliên tục, vừa hàn ngang vừa cắt tạo thành những hộp sữa rơi xuống bộ phận ghép

mí, hộp giấy tạo thành những hộp chữ nhật Toàn bộ các thao tác trên được thựchiện tự động bằng chương trình đã được lập trình sẵn

Yêu cầu là thực hiện trong điều kiện vô trùng để tránh tái nhiễm vi sinh vậtvào thành phẩm Bao bì phải đảm bảo vô trùng

Thường xuyên lấy mẫu để kiểm tra các mối hàn của bao bì sau 30 phút, saukhi khởi động máy, sau khi nối cuộn bao bì và sau khi nối cuộn strip

3.2.1.14 Bảo quản sản phẩm:

Bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ phòng

3.2.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất bơ lên men:

+ Vi sinh vật: hàm lượng của vi sinh vật có trong cream càng thấp càng tốt.Nguyên liệu cream không được chứa các chất kháng sinh và chất tẩy rửa côngnghiệp

Trong sản xuất bơ lên men thường sử dụng vi khuẩn lactic dạng LD chủng

Streptococcus diacetylactis Trong quá trình lên men, ngoài việc tạo ra sản phẩm là

axít lactic, còn sinh tổng hợp nên các hợp chất dễ bay hơi như: aldehyde acetic,

diacetyl, acetoin, Các hợp chất này tạo nên hương vị đặc trưng cho bơ thànhphẩm.

Môi trường nhân giống phổ biến nhất là sữa gầy Và sử dụng phương phápnhân giống theo nhiều cấp để có đủ số lượng tế bào vi khuẩn cấy vào cream

Trước khi nhân giống, sữa gầy được thanh trùng ở nhiệt độ t = 90950Ctrong thời gian t =1530 phút Sau đó làm nguội môi trường ở nhiệt độ t = 200C, rồitiến hành quá trình nhân giống cho mỗi cấp trong khoảng thời gian t = 7 ÷ 10 giờ.Canh trường vi sinh vật thu được có độ chua 18 200SH, số tế bào vi khuẩn lên tới

109 tế bào /ml

3.2.2.4 Lên men và xử lý nhiệt, lạnh:

Mục đích: Vi khuẩn lactic sẽ sinh tổng hợp acid lactic và các sản phẩm trao

đổi chất tạo độ chua và hương vị đặc trưng cho cream Tốc độ acid hoá cream và chế độ xử lí nhiệt sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc của bơ thành phẩm

Cream và men giống được cho vào thiết bị lên men PH-OTH- 2 kiểu đứng cócánh khuấy, thiết bị lên men có lớp cách nhiệt và bộ phận hiệu chỉnh để hạn chế sựthay đổi nhiệt độ trong quá trình lên men

Quá trình lên men và xử lí nhiệt, lạnh được diễn ra song song

Mục đích của việc xử lý nhiệt, lạnh: kết tinh một lượng chất béo có trong cream.Tốc độ kết tinh và độ tinh khiết của các tinh thể sẽ phụ thuộc vào chế độ xử lí nhiệt Sau khi lên men, sử dụng phương pháp kết tinh chất béo bằng làm nguội nhanh.Khi làm nguội nhanh, quá trình kết tinh trong chất béo sẽ diễn ra nhanh Tuy nhiêntrong 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 kết tinh để kết tinh một phần chất béo, nâng nhiệt độ lên để các triglyxerit có điểmnóng 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 ở lần hạ nhiệt độ đầu tiên, sau cùng là

hạ nhiệt độ t = 5 60C và giữ trong khoảng thời gian t = 2 giờ để tái kết tinh chất béo

3.2.2.5 Xử lý và ướp muối cho khối bơ:

Mục đích: chuyển cream thành bơ Sử dụng thiết bị khuấy đảo cream

của hãng Alfa Laval KVDR Thiết bị được cấu tạo với 4 vùng chính:

- Vùng tạo hạt bơ: cream được đưa vào bộ phận hình trụ ngang có các thanh đậpthực hiện chuyển động xoay Tốc độ thanh đập dao động từ 0 1 400 (vòng/phút) vàquá trình tạo hạt bơ diễn ra

- Vùng tách hạt bơ và sữa bơ: có dạng hình trụ nằm ngang, xoay quanh trục của

nó và được chia thành hai khu vực:

+ Có các tấm ngăn để thực hiện các quá trình xử lí cơ học hỗn hợp hạt bơ vàsữa bơ

+ Có dạng như một thiết bị rây để tách sữa bơ Kích thước lỗ rây nhỏ: 4 mmnên có thể giữ lại được các hạt bơ có kích thước nhỏ Phần sữa bơ chảy qua rây theo

hệ thống máng bên dưới được đưa đến cửa thoát để tháo ra ngoài

- Vùng tạo khối bơ: Có hai ống hình trụ đặt nghiêng, bên trong mỗi ống trụ có hệthống trục vít và tấm lưới Mỗi ống trụ có motor làm quay trục vít, trục vít xoay sẽnén các hạt bơ lại thành khối và đẩy khối bơ chuyển động theo chiều dài thân trục.Đồng thời cho dung dịch nước muối có nồng độ 68% vào khu vực của vùng tạo khối

bơ Sau đó bơ sẽ được vận chuyển đến bồn chứa rồi vào thiết bị định hình

3.2.2.6 Ly tâm:

Mục đích: tách kiệt sữa bơ Sử dụng thiết bị OCT-5, bên trong thiết bị có các

thùng rây được làm bằng thép không gỉ, kích thước lỗ rây  = 0,1mm, động cơđiện làm quay các thùng rây để tách sữa bơ ra khỏi khối bơ Kết thúc quá trình litâm khi độ chua sản phẩm đạt 35-360SH và được tháo ra ngoài bằng cửa tháo liệu

tự động

3.2.2.7 Rót sản phẩm bơ:

Mục đích: nhằm tránh sự xâm nhập của vi sinh vật, thuận tiện khi bảo quản

vận chuyển và tiêu dùng Sản phẩm bơ được rót và bao gói tự động vào trong cáchộp nhựa

Sử dụng máy rót JAM.1-5 của hãng Tetrapak, sản phẩm bơ được đi vào cửa ởphía trên thiết bị Băng tải vận chuyển hộp và nắp qua bộ phận vô trùng bằng hơi,rồi qua ngàm ép nhãn ở nắp và xung quanh hộp Sau đó hộp theo mâm quay tới vị

trí rót hộp và tới vị trí đóng nắp Cuối cùng các hộp bơ theo băng tải tới vị trí xếpthùng

3.2.2.8 Bảo quản:

Bơ thường được bảo quản ở nhiệt độ không quá - 4- 6 0C

CHƯƠNG 4 CÂN BẰNG VẬT CHẤT4.1.Các số liệu ban đầu:

● Sữa tươi nguyên liệu:

- Năng suất: 16 triệu lít sản phẩm/năm

 Bơ lên men:

- Chất béo: 87%

- Hàm lượng NaCl: 2%

- Năng suất: 1,8 tấn sản phẩm/ca

4.2.Kế hoạch sản xuất của nhà máy:

4.2.1.Bảng thu nhập nguyên liệu:

Bảng 4.1:

x: có

0: không

Dựa vào bảng thu nhập nguyên liệu, ta thấy tất cả các tháng đều nhập trừ tháng

11 Đối với tất cả các loại máy móc thiết bị, nhà xưởng ,…sau một thời gian sản xuấtđều phải được vệ sinh, tu sửa Mặt khác, nhà máy đặt tại miền Trung, tháng 11 hayxảy ra mưa bão dễ ảnh hưởng đến sản xuất, lượng nguyên liệu đầu vào và nhu cầu

trên thị trường cũng giảm hơn so với mùa nắng Vì vậy, ta nên ngừng sản xuất để tusửa máy móc, thiết bị vào tháng 11

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 uống năng suất 16 triệu lít sảnphẩm/năm

+ Dây chuyền sản xuất bơ năng suất 1,8 tấn sản phẩm/ca

Nhà máy sản xuất 11 tháng trong năm, nghỉ tháng 11 để sửa chữa và bảo trìmáy

Bảng 4.3: Biểu đồ làm việc của nhà máy:

19 81

27 78

26 75

25 78

26 81

27 81

27 50

25 52

26 0

54

27 718 280

Bơ lên

men

(ngày/ca) 50

25 38

19 81

27 78

26 75

25 78

26 81

27 81

27 50

25 52

26 0

54

27 718 280

4.3.Tính cân bằng sản phẩm:

4.3.1.Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống:

Bảng 4.4: Bảng hao hụt qua từng công đoạn:

8 Tiệt trùng, làm nguội 1

Biết rằng lượng men giống gốc bằng 7% so với lượng men giống đã hoạt hoá.[2-tr225]

Nên lượng giống gốc đem vào hoạt hóa (Mg):

Gọi G6 là lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn phối trộn

Lượng dịch sữa và siro đường 70% trước khi vào phối trộn là:

G5 = G4  23 , 696

1 100

100 459

, 23 1 100

Lượng đường hao hụt trong các công đoạn xử lý la 3% nên lượng đường thực tế

sử dụng là:

Mđtt = MĐ 

97

100 209 , 1 3 100

 = 23,696  10 4 (tấn/ca) = 23,696 × 10 1 = 2,37(kg/ca)

Vậy, lượng dịch sữa trước công đoạn phối trộn :

G’7 : Lượng dịch sữa trước khi vào chuẩn hóa

A : Lượng cream 40% trước khi vào chuẩn hóa

Lượng dịch sữa và cream trước khi tiêu hao do công đoạn tiêu chuẩn hóa G7:

G7 = A + G’7 = G6  22 , 225

1 100

100 003

, 22 1 100

100 725 , 0 5 , 1 100

a5 = a4

1 100

Gọi : a là hàm lượng chất béo trong nguyên liệu sữa tươi trước khi vào chuẩn hóa

b là hàm lượng chất béo trong cream 40% trước khi vào chuẩn hóa

100 447 , 22 5 , 1 100

Lượng sữa đem đi rót hộp trước khi bị tiêu hao bởi công đoạn này là 23,347(tấn/ca) [Trang 34] đổi ra thể tích:



 032 ,

1

10 347

,

22623,062 (lít/ca) (1,032: tỉ trọng của sữa chua)

Chọn hộp có dung tích 200 ml

Lượng hộp giấy phải dùng:



 200

10 062 ,

22623 3

113115,31 (hộp/ca)Chọn hao hụt hộp là 3%, do đó số hộp thực tế là:





 3 100

100 31 , 113115

116613,721 (hộp/ca)Chọn 116614 ( hộp/ca)

Vậy, số hộp cần để rót sữa là 116614 (hộp/ca)

4.3.2.Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất bơ:

Hao hụt nguyên vật liệu trong các công đoạn bao gồm hao hụt về ẩm và haohụt về khối 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 li tâm tách sữa bơ:

X1 (%) =

2

2 1

W 100

W 100

X3 (%) =

2

2 1

W 100

Bảng 4.5 Bảng hao hụt khối lượng qua tùng công đoạn:

Năng suất của dây chuyền sản xuất bơ là 1,8 tấn sản phẩm/ca

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

1 Lượng bơ thành phẩm sau khi bao gói là 1,8 tấn sản phẩm/ca:

G0 = 1,8 (tấn/ca)

2 Lượng bơ thành phẩm trước khi bao gói là:

G1= G0 

) 5 , 0 100 (

100

 = 1,827 79100,96= 2,285 (tấn/ca)

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

Tên công đoạn % Hao hụt về

khối lượng

% Haohụt ẩm

Tổng % hao hụt chomỗi công đoạn

MS1= G1 

100

540 , 19

= 1,827  0,195 = 0,356 (tấn/ca)

4 Lượng bơ trước khi vào ướp muối:

Lượng muối có trong bơ thành phẩm chiếm 2%

Lượng muối có trong sản phẩm bơ:

Để ướp muối thì ta sử dụng muối bột

Lượng nguyên liệu trước khi vào ướp muối:

= 2,285  0,028 = 0,064 (tấn/ca)

5 Nước cho vào để rửa cream có tỉ lệ, cream : nước = 1: 2

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 này coi như không có hao hụt ẩm

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

G4 = G3 

) 2 100 (