công nghệ chế biến sữa đặc có đường

Ngành công nghiệp chế biến sữa ngày càng phát triển mạnh mẽ làm cho ngành chăn nuôi bò sữa cũng ngày càng tăng lên. Với điều kiện nông nghiệp phát triển, hiện nay nước ta có tổng đàn bò sữa với số lượng tương đối lớn. Năm 2011, cả nước có tổng đàn bò sữa đạt 107.983 con và năm 2012 là 115.518 con cho sản lượng sữa tăng từ 262.160 tấnnăm lên 278.190 tấnnăm (Theo Tổng cục thống kê – Ngành sữa Việt Nam). Riêng ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận như Bình Dương, Bình Phước, Đồng Nai, Long An, Bà RịaVũng Tàu, Tây Ninh,Tiền Giang… tổng đàn bò đã có gần 96000 con với số lượng bò cái sữa chiếm 56% (Theo Cục chăn nuôi, 2009). Đồng thời hiện nay đang có nhiều dự án phát triển đàn bò để chủ động nguồn nguyên liệu sữa, tạo nguồn cung dồi dào cho ngành công nghiệp sữa nước ta.

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Sự phát triển của ngành chế biến sữa ở Việt Nam

1.1.1 Nguyên liệu sữa bò

Ngành công nghiệp chế biến sữa ngày càng phát triển mạnh mẽ làm cho ngànhchăn nuôi bò sữa cũng ngày càng tăng lên Với điều kiện nông nghiệp phát triển, hiệnnay nước ta có tổng đàn bò sữa với số lượng tương đối lớn Năm 2011, cả nước cótổng đàn bò sữa đạt 107.983 con và năm 2012 là 115.518 con cho sản lượng sữa tăng

từ 262.160 tấn/năm lên 278.190 tấn/năm (Theo Tổng cục thống kê – Ngành sữa ViệtNam) Riêng ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận như BìnhDương, Bình Phước, Đồng Nai, Long An, Bà Rịa-Vũng Tàu, Tây Ninh,Tiền Giang…tổng đàn bò đã có gần 96000 con với số lượng bò cái sữa chiếm 56% (Theo Cục chănnuôi, 2009) Đồng thời hiện nay đang có nhiều dự án phát triển đàn bò để chủ độngnguồn nguyên liệu sữa, tạo nguồn cung dồi dào cho ngành công nghiệp sữa nước ta

Bảng 1.1 Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi cả nước.

Bảng 1.2 Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi phân theo địa

phương khu vực Đông Nam Bộ năm 2012.

Tỉnh/thành phố Tổng đàn bò

sữa (con)

Bò cái sữa (con)

Sản lượng sữa (tấn)

Nguồn: Tổng cục thống kê – Ngành sữa Việt Nam, 2012

Theo Viện Chính sách chiến lược phát triển nông nghiệp nông thôn, đến cuốinăm 2010 đàn bò sữa của Việt Nam đạt khoảng 135.000 con, tăng 10% so với năm

2009, cho sản lượng bình quân 320.000 tấn Trong khi đó sản lượng sữa tươi hiện naycủa ta mới chỉ đáp ứng xấp xỉ 28% tổng nhu cầu sản xuất trong nước Phần lớn nguồncung nguyên liệu chủ yếu hiện nay là nhập khẩu sữa dưới dạng sữa bột nguyên kem vàbột sữa gầy

1.1.2 Thị trường tiêu thụ

Với dân số hơn 90 triệu dân và mức tiêu thụ sữa trên đầu người còn thấp, ViệtNam là một thị trường tiêu thụ khá hấp dẫn đối với nhà đầu tư trong và ngoài nước.Chia sẻ, cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ sữa Việt Nam đang là mối quan tâmhàng đầu của các công ty chế biến sữa

Sữa và các sản phẩm từ sữa đã gần gũi hơn với người dân, nếu trước những năm

90 chỉ có 1-2 nhà sản suất, phân phối sữa, chủ yếu là sữa đặc và sữa bột (sữa nhậpngoại), hiện nay thị trường sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và rất nhiều doanhnghiệp phân phối sữa chia nhau một thị trường tiềm năng với 80 triệu dân Lượng tiêuthụ sữa Việt Nam liên tục tăng mạnh với mức từ 18 – 20%/năm với tổng doanh thukhoảng 13.000 tỉ đồng (báo cáo thường niên của vinamilk 2012)

Nguồn: FAPRI, 2008

Hình 1.1 Biểu đồ về mức tiêu thụ một số sản phẩm sữa ở Việt

Nam từ năm 1997 – 2007

Nguồn: Vinamilk, VDSC ước tính

Hình 1.2 Biểu đồ thể hiện mức tiêu thụ sữa bình quân đầu người

Qua biểu đồ hình 1.2 cho thấy, mức tiêu thụ sữa bình quân đầu người ở ViệtNam chỉ khoảng 9kg/năm, thấp hơn nhiều so với Trung Quốc và các nước Châu Âu.Tuy nhiên, với tốc độ tăng trưởng GDP trên 8% mỗi năm, mức sống người dân đang được cải thiện, tỷ trọng chi tiêu cho các sản phẩm dinh dưỡng ngày càng tăng đặt biệt

là sữa

1.2 Địa điểm xây dựng nhà máy

Chọn địa điểm đặt nhà máy là một khâu rất quan trọng trong thiết kế, ảnh hưởngrất lớn đến hoạt động của nhà máy sau này Khi chon địa điểm đặt nhà máy cần phảiquan tâm đến một số yếu tố như:

- Thuận lợi về giao thông

- Nguồn cung cấp nguyên liệu

- Nằm trong vùng qui hoạch của trung ương và địa phương

- Cơ sở hạ tầng tại nơi đó

- Lực lượng lao động

- Nguồn cung cấp điện, nước, hệ thống thông tin liên lạc

- Có đủ diện tích dự trữ để mở rộng nhà máy sau này

- Khí hậu, thời tiết thuận lợi

- Giá thuê đất

Dựa vào các yếu tố trên, chọn vị trí đặt nhà máy tại Khu công nghiệp Long Thành,

xã An Phước, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai

Những thuận lợi khi đặt nhà máy tại đây:

- Diện tích khu công nghiệp : 510 ha, diện tích dùng cho thuê 352 ha, diệntích đã cho thuê 117,19 ha, đạt 33,29%

- Vị trí: nằm cách quốc lộ 51 khoảng 3km về hướng nam

- Kết cấu hạ tầng:

+ Giao thông nội bộ và mương thoát nước hoàn chỉnh

+ Cấp điện: trạm biến áp 63 MVA, điện lưới quốc gia

+ Cấp nước: 15000m3/ngày

+ Công trình xử lý nước thải: 5000m3/ngày

- Giá cho thuê đất lô: 0,05 USD/m2/năm

- Dịch vụ hạ tầng: 30 USD/m2/48 năm

- Địa hình: Đồng Nai có địa hình tương đối bằng phẳng, 92% có độ dốc<15%,trong đó có 82,09% có độ dốc <8% Có ba loại địa hình chính:

+ Địa hình đồng bằng (có độ cao trung bình 5-10m)

+ Địa hình vùng đồi (có độ cao trung bình khoảng 45m)

+ Địa hình núi thấp (chiếm 2% diện tích đất tự nhiên, có độ cao trung bình khoảng300m)

- Khí hậu: Đồng Nai có khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có 2 mùa tươngphản nhau (mùa khô và mùa mưa) Nhiệt độ quanh năm 25 – 260C Thích hợp cho

trồng trọt và chăn nuôi Địa hình và khí hậu có khả năng phát triển các trang trại chănnuôi Địa hình và khí hậu có khả năng phát triển các trang trại chăn nuôi bò sữa, chủđộng cung cấp nguồn nguyên liệu cho nhà máy.

- Nguồn nguyên liệu: khả năng cung cấp nguyên liệu trong tỉnh và các tỉnh lân cậnnhư thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Bà Rịa Vũng Tàu,…

Bảng 1.3 Sản lượng sữa bò phân theo địa phương năm 2012

- Lực lượng lao động: lao động xã hội đang làm việc 1.124.678 người trong tổng dân

số của tỉnh là 2.218.900 người (theo số liệu của Cục Thống kê Đồng Nai năm 2012)

- Hệ thống giao thông rất thuận lợi với các quốc lộ 1A, 51, 20 có nhiều tuyến đườngliên tỉnh, tuyến đường sắt Bắc-Nam và hệ thống các cảng ở Đồng Nai cùng với cảng ở

TP Hồ Chí Minh, Bà Rịa- Vũng Tàu và sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất… đáp ứng nhucầu lưu thông hàng hóa Hệ thống cảng tại Đồng Nai gồm có:

+ Cảng Long Bình trên sông Đồng Nai

+ Cảng Gò Dầu A trên sông Thị Vải

+ Cảng Gò Dầu B trên sông Thị Vải

- Hệ thống thông tin liên lạc: được đầu tư mở rộng và hiện đại hóa

+ Dịch vụ thông tin di động, dịch vụ tin nhắn đa dạng và phủ khắp

+ Internet, VN.Mail, VNN, truyền số liệu tốc độ cao ISDN… với hệ thống truyềndẫn cáp sợi quang đảm bảo chất lượng, nhanh chóng, chính xác

+ Dịch vụ chuyển phát nhanh EMS, chuyển phát nhanh tận nơi: DHL Fedex,Airborne, PCN, UPS, Vinacargo,…

Hình 1.3 Bản đồ huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT 2.1 Nguyên liệu sản xuất: [5], [6], [7], [8], [11]

2.1.1 Sữa bò tươi

Sữa bò tươi là chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một

số khoáng chất trong sữa tạo nên Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng

-carotene có trong chất béo của sữa Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt [6].

Bảng 2.1 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) [6]

Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bình

NướcTổng các chất khô

8713,04,83,43,90,8

+ Màu: màu tự nhiên, từ trắng sữa đến kem nhạt

+ Mùi, vị: mùi thơm, ngọt dịu, không mùi lạ

+ Trạng thái: dạng bột, đồng nhất, không vón cục, không có tạp chất

- Chỉ tiêu hóa lý:

+ Độ ẩm:

+ Hàm lượng chất béo: %

+ Hàm lượng protein: (tính theo hàm lượng chất khô không béo)

+ Độ axit chuẩn độ: (tính theo axit lactic)

+ Hàm lượng kim loại: Asen

+E.coli: không được có trên 1g sản phẩm

+ Salmonella: không được có trên 25g sản phẩm

+ Staphylococcus aureus: không được có trên 1g sản phẩm

+ Nấm men và nấm mốc: khuẩn lạc/1g sản phẩm

2.1.3 Chất béo khan từ sữa AMF

AMF (anhydrous milk fat) là sản phẩm được chế biến từ cream (thu được khi lytâm sữa tươi thành sữa gầy và cream) hoặc bơ, không có sử dụng phụ gia (như cácchất để trung hoà acid béo tự do) Hàm lượng chất béo sữa trong AMF không thấp hơn99,8% AMF thường được đóng trong thùng phuy 200 lít có nạp khí nitơ để tránh oxyhoá chất béo AMF là chất lỏng ở nhiệt độ trên 360C và đóng rắn ở nhiệt độ dưới

Bảng 2.2 Tiêu chuẩn Việt Nam 6958:2001 về đường cát tinh luyện

Tên chỉ tiêu Đặc trưng của đường cát tinh luyện

Chỉ tiêu cảm quan -Màu: trắng ngà, đồng đều

-Mùi: không có mùi lạ-Vị: ngọt, không có vị lạ-Trạng thái: hạt, tương đối đồng đều,không tạp chất, không vón cục

Chỉ tiêu hóa lý -Độ Pol:

-Tro:

-Đường khử:

-Dư lượng SO2: ppm-Hàm lượng kim loại:

sẽ ảnh hưởng xấu đến giá trị cảm quan của sản phẩm Trước khi sử dụng, đườnglactose sẽ được sấy khô và nghiền mịn đến kích thước vài µm

Ngoài ra, người ta có thể sử dụng một phần sữa cô đặc có chứa tinh thể lactosemịn của mẻ sản xuất trước để gây mầm kết tinh cho mẻ sản xuất tiếp theo

2.1.6 Dầu thực vật

Dầu thực vật là chất béo có giá thành thấp hơn chất béo khan từ sữa Hàm lượng

béo trong sữa cô đặc thường dao động trong khoảng 8 - 9%

Việc sử dụng dầu thực vật sẽ góp phần làm giảm giá thành sữa cô đặc nhưng cóthể ảnh hưởng đến một số chỉ tiêu vật lý và cảm quan của sản phẩm nên ít được sửdụng Các chỉ tiêu chất lượng quan trọng của dầu là lượng triglyceride, độ ẩm, chỉ sốacid, peroxide và iodine

2.1.7 Phụ gia

Quan trọng nhất là nhóm phụ gia có chức năng ổn định các protein sữa nhằm hạnchế hiện tượng đông tụ protein dưới tác dụng của nhiệt Các chất phụ gia thường sửdụng trong sản xuất sữa đặc ngọt là muối disodium phosphate, trisodium phosphatehoặc sodium citrate vào sữa

Ngoài ra, để ổn cấu trúc của sản phẩm, tránh hiện tượng tách béo, tách muốitrong quá trình bảo quản, người ta sử dụng các chất nhũ hóa (lecithin), chất hiệu chỉnh

độ nhớt (carrageenant) Hàm lượng các chất ổn định bổ sung vào không quá 0,01%lượng sản phẩm

Để làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, người ta còn bổ sung các loạivitamin, gồm các vitamin tan trong nước và các vitamin tan trong dầu béo

2.1.8 Nước sản xuất

Nước dùng trong sản xuất, ống chế biến thực phẩm phải đảm bảo theo Tiêuchuẩn vệ sinh nước ăn uống theo Quyết định số 1329/2002/QĐ-BYT ngày 18/04/2002

Bảng 2.3 Tiêu chuẩn nước sản xuất theo 1329/2002/QĐ-BYT

Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa

mg/lmg/lmg/l

15Không có mùi vị lạ2

6,5 – 8,530010000,01

2.2 Sản phẩm: [5], [6], [7], [8], [11]

2.2.1 Sữa cô đặc [5] , [6]

Sữa cô đặc (condensed milk) là nhóm sản phẩm có hàm lượng chất khô cao và

được chế biến từ sữa tươi Hiện nay, sản phẩm sữa cô đặc được chia làm 2 nhóm: Sữa cô đặc không đường (unsweetened condensed milk): loại này không có bổsung đường saccharose trong quy trình chế biến Hàm lượng chất khô trong sản phẩmthường dao động trong khoảng 26,0 – 74,5%

Sữa đặc có đường được sản xuất lần đầu tiên trên thế giới tại New York (Mỹ) vàonăm 1858 bởi G Borden Ngày nay, nhóm sản phẩm sữa cô đặc được sử dụng phổbiến ở nhiều nước trên thế giới

2.2.2 Sữa cô đặc có đường [5] , [6]

Sữa đặc có đường hay còn gọi là sữa đặc ngọt (sweetened condensed milk) là sảnphẩm được chế biến từ sữa tươi và đường kính hoặc từ sữa bột, chất béo sữa và đườngkính (TCVN 5539:2002) Tổng hàm lượng chất khô trong sản phẩm thường nằm trong

khoảng 73,0 – 74,5% [6].

Hiện nay có hai phương pháp để sản xuất sữa đặc có đường: phương pháp đi từnguyên liệu là bột sữa (sữa hoàn nguyên) và phương pháp dùng trực tiếp sữa bò tươilàm nguyên liệu Nhưng hiện nay để sản xuất sữa đặc các nhà máy sử dụng sữa bò tươi

là chủ yếu

Chất lượng sữa cô đặc được đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 5539:2002

Bảng 2.4 Các chỉ tiêu cảm quan của sữa đặc có đường

Tên chỉ tiêu Đặc trưng của sữa đặc có đường

Màu sắc - Màu tự nhiên của sữa đặc có đường từ vàng kem nhạt đến vàng kem

đậm

- Màu đặc trưng của sản phẩm đối với sữa có bổ sung phụ liệu

Mùi, Vị - Thơm, ngọt đặc trưng của sản phẩm, không có mùi lạ

Trạng thái - Mịn, đồng nhất, không vón cục, không bị lắng đường

Bảng 2.5 Các chỉ tiêu lý hóa của sữa đặc có đường

Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu

1 Hàm lượng chất khô, % khối lượng không nhỏ hơn 71,0

2 Hàm lượng chất béo, %khối lượng không nhỏ hơn 6,5

3 Hàm lượng saccharose, %khối lượng không nhỏ hơn 43,0

5 Tạp chất không tan trong nước, mg/kg, không lớn hơn 5,0

Bảng 2.6 Hàm lượng kim loại nặng của sữa đặc có đường

Bảng 2.7 Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa đặc có đường

1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm 104

5 Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trng 1g sản phẩm 0

6 Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm 10

2.2.3 Bảo quản sản phẩm

Sữa đặc có đường saccharose không phải là một sản phẩm vô trùng Sản phẩm cóthể chứa vi sinh vật ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử Do sản phẩm có hoạt độcủa nước khá thấp (aw ≈ 0,83) và áp lực thẩm thấu cao nên sự sinh trưởng của vi sinhvật trong sữa đặc có đường bị ức chế mạnh mẽ

Sữa đặc có đường saccharose cần được bảo quản ở nơi thoáng mát và trong điềukiện nhiệt độ phòng Trong quá trình bảo quản, hai kiểu hư hỏng có thể xuất hiện là hưhỏng do vi sinh vật và hư hỏng do các biến đổi hóa lý:

- Một số loài vi sinh vật có thể phát triển được trong sữa đặc ngọt, thường gặp

nhất là nhóm vi sinh vật chịu được áp suất thẩm thấu cao như các loài thuộc

giống Torulopsis Khi vi sinh vật phát triển, thành phần hóa học và giá trị cảm

quan của sữa sẽ bị thay đổi mạnh mẽ

- Trong một số trường hợp, độ nhớt của sữa cô đặc ngọt sẽ gia tăng trong quátrình bảo quản, trạng thái của sữa bị thay đổi, sản phẩm trở nên ″đặc″ hơn Hiện tượngnày gọi là ″đặc hóa theo thời gian″ (age thickening) Nếu xảy ra ở mức độ lớn, sảnphẩm sẽ bị gel hóa Cơ chế của hiện tượng này đến nay chưa được hiểu rõ nhưngnguyên nhân chính là do sự thay đổi cấu hình không gian của các phân tử protein cótrong sữa Để hạn chế hiện tượng này, cần tuân thủ nghiêm ngặt các thông số côngnghệ trong quy trình sản xuất và sử dụng phụ gia với liều lượng thích hợp để ổn địnhcác thành phần protein trong sản phẩm

CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ĐẶC CÓ ĐƯỜNG 3.1 Quy trình công nghệ: [5], [6], [7], [8], [10]

Mầm lactoseBột gầy, AMF

Hình 3.1 Quy trình công nghệ sản xuất sữa đặc có đường

3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ: [5], [6], [7], [8], [10], [11]

- Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu:

Trong sản xuất, khi tiếp nhận sữa thường phải được kiểm tra một vài chỉ tiêunhất định như: độ chua, độ tươi, mức độ nhiễm khuẩn, hàm lượng chất khô Sau đây làbảng chỉ tiêu chung cho sữa tươi nguyên liệu

5,89kg AMF 99,8% béo

Sữa chuẩn hóa

Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu theo TCVN 7405:2009

Chỉ tiêu cảm quan

- Màu: màu đặc trưng của sữa

- Mùi vị: thơm ngọt đặc trưng của sữa tươi, không có mùilạ

- Sơ đồ chuẩn hóa:

Hình 3.2 Sơ đồ chuẩn hóa sữa tươi 3,9% béo để sản xuất sữa cô đặc 8% béo

Chú thích: gọi x là lượng sữa bột gầy bổ sung, kg

y là lượng AMF bổ sung, kg

Giải hệ phương trình:

- Thành phần nguyên liệu được chuẩn hóa :

Bảng 3.2 Thành phần của dịch trộn sau chuẩn hóa

Đây là khâu xử lý nhiệt nhằm mục đích:

- Tiêu diệt phần lớn các vi sinh vật trong sữa nguyên liệu, đảm bảo an toàn visinh cho người tiêu dùng, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

- Làm vô hoạt các enzyme sinh học, đặc biệt là enzyme lipase và các enzymeoxy hóa chất béo Các enzyme này là tác nhân gây cho sữa có mùi vị lạ làm mất giá trịcảm quan sản phẩm

- Cải thiện tính ổn định của protein, tạo cấu trúc cho sản phẩm

 Chế độ thanh trùng: xử lý ở nhiệt độ 820C trong 10 phút để sản phẩm sữa côđặc có độ nhớt cao, sau đó làm nguội dung dịch sữa xuống 700C trước khi đưavào thiết bị đồng hóa (Bylund Gosta,1995)

3.2.3 Đồng hóa

 Mục đích: phân cắt các khối cầu béo và các khối đông tụ whey – protein hìnhthành trong quá trình thanh trùng thành những phân tử có cấu trúc rất nhỏ,đồng nhất dung dịch sữa tránh hiện tượng tách béo hay đông tụ cục bộ làmtăng độ nhớt cho sản phẩm trong quá trình bảo quản, giúp cơ thể con người dễhấp thu hơn

 Chế độ đồng hóa:

- Nhiệt độ: 700C

- Áp lực đồng hóa: 40 - 160bar

- Kích thước hạt cầu béo sau đồng hóa < 1µm.

3.2.4 Cô đặc

 Mục đích:

Quá trình cô đặc trong sản xuất sữa đặc có đường saccharose có nhiều mục đíchkhác nhau:

- Chuyển hóa nguyên liệu sữa tươi thành sữa cô đặc

- Tách nước, làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm

- Giảm hoạt độ của nước nên ức chế sự phát triển của các vi sinh vật

 Yêu cầu:

- Trước khi cô đặc, nguyên liệu được phối trộn với dung dịch syrup saccharose63% sau khi dịch syrup đã được xử lý nhiệt để ức chế vi sinh vật và lọc để tách bỏ cáctạp chất

Chuẩn bị syrup: đường dùng vào chế biến phải tinh khiết, khô, tỷ lệ saccharosephải đạt 99,75%, độ ẩm không quá 0,14% Lượng đường kính cho vào sữa tính bằng:

Trong đó: Gd – là lượng đường cần cho vào, kg;

Gs – lượng sữa nấu 1 mẻ, kg;

Ms , Mtp – hàm lượng chất béo của sữa và sữa thành phẩm %;

Dtp – hàm lượng đường trong thành phẩm, %;

ks , kd – hệ số hao hụt của sữa và của đường;

- Để tránh hiện tượng sữa tiếp xúc với nhiệt độ cao làm sẫm màu sản phẩm, tatiến hành cô đặc trong điều kiện chân không nhằm tạo cho sữa bay hơi ở nhiệt độ thấp

Sữa được cô đặc tới độ khô 35 – 40% thì cho syrup đường vào Các thông số cô đặccần đạt:

Bảng 3.3 Hàm lượng chất khô theo hệ số khúc xạ [8]

CK – hàm lượng chất khô trong sữa cô đặc, %

3.2.5 Làm nguội và cấy mầm tinh thể

 Mục đích: chuẩn bị cho quá trình kết tinh

 Yêu cầu:

- Sau khi sữa cô đặc đạt độ chất khô cần thiết sẽ được làm nguội về nhiệt độ 300Ctrước khi cấy mầm tinh thể lactose Mầm lactose được bổ sung và khuấy đều rồi đượclàm lạnh đến 250C Tinh thể đường lactose chuyển từ trạng thái bão hòa sang quá bão

hòa, độ nhớt sản phẩm tăng từ 3 – 4 lần [8].

- Kích thước mầm tinh thể lactose sử dụng: 1 -2 µm

- Hàm lượng tinh thể cần sấp xỉ 0,05% w/w Theo Bylund Gosta(1995),lượng tinhthể cần bổ sung là 0,1%w/w  Đồ án này bổ sung lượng mầm lactose là 0,1%w/w

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của tinh thể đường lactose đến chất lượng sản phẩm [8]

Lượng tinh thể lactose

trong 1mm 3 sản phẩm

Kích thước trung bình của tinh thể, µm Chất lượng sản phẩm

 Yêu cầu :

Yêu cầu tinh thể đường lactose trong sản phẩm phải có kích thước không vượtquá 10 µm Nếu đạt yêu cầu này, sữa cô đặc sẽ tồn tại dưới một cấu trúc và một độ bềnchắc mong muốn Những tinh thể này vẫn phân tán trong sữa dưới nhiệt độ bảo quảnbình thường 15 – 250C và người tiêu dùng sẽ không cảm nhận được trạng thái hạt củacác tinh thể lactose nơi đầu lưỡi Do đó kết tinh sẽ được kết tinh trong các điều kiệnsau:

- Làm lạnh nhanh (càng nhanh càng tốt) dịch sữa cô đặc xuống 300C

- Bổ sung mầm tinh thể dưới dạng dịch theo tỷ lệ 0,1% w/w, kết hợp với quá trìnhkhuấy đảo mạnh, liên tục ít nhất 1h trước khi tiến hành rót hộp Dịch lactose được bổsung vào ngay sau khi dịch sữa đã làm nguội xong, bằng cách bơm dịch lactose trộnlẫn với dòng sữa đã làm nguội

- Kết thúc quá trình kết tinh khi đạt các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan

CHƯƠNG 4 CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Các thông số tính toán

- Tính cân bằng vật chất trên căn bản 1 ngày sản xuất 3 ca

- Năng suất sản phẩm: 8000 lít/ca

Bảng 4.1 Thành phần có mặt trong sữa tươi và sữa đặc có đường [6]

- Thành phần hóa học AMF: hàm lượng béo 99,8%

- Thành phần hóa học dung dịch syrup đường saccharose: chất khô 63%

- Các đại lượng tính cân bằng vật chất trong một ca:

Gọi: - Khối lượng sữa tươi cần sản xuất (kg/ca)

- Khối lượng bột sữa gầy cần bổ sung (kg/ca)

- Khối lượng AMF cần bổ sung (kg/ca)

Ms - Khối lượng syrup đường saccharose 63% cần dùng (kg/ca)

- Khối lượng mầm lactose sử dụng trong quá trình cấy mầm

tinh thể (kg/ca)

- Khối lượng Lecithine đậu nành dùng nhũ hóa (kg/ca)

- Tổn thất trong giai đoạn sản xuất i là

4.2 Cân bằng vật chất

Tính toán trên 100kg sữa đặc có đường saccharose thành phẩm

4.2.1 Quá trình rót lon – kết tinh lactose

= 0,01%: Tổn thất trong quá trình đưa sữa từ bồn kết tinh đến thiết bị rót

= 0,04%: Tổn thất trong quá trình kết tinh

= 0,2%: Tổn thất trong quá rót và trong thiết bị rót

Ta có : Msản phẩm = Msau cấy mầm x (1 - ) x (1 - )

Msau cấy mầm = (Mtrước cấy mầm + Mlactose) x (1 - ) (1)

Với Msản phẩm = 100kg ⇒ Msau cấy mầm

Bổ sung mầm tinh thể lactose dưới dạng dung dịch theo tỷ lệ 0,1%w/w.Do đó:

Mlactose = 0,1% x Mtrước cấy mầm

(1) ⇒ Msau cấy mầm = (Mtrước cấy mầm + 0,1% x Mtrước cấy mầm) x (1 - ) = 100,21kg

Hay Mtrước cấy mầm (2)

Mlactose = 0,1% x Mtrước cấy mầm = 0,001 x 100,14 = 0,10kg

4.2.2 Quá trình trộn syrup – cô đặc

- Nồng độ hỗn hợp trước khi vào thiết bị cô đặc chọn là 35%

- Cô đặc hỗn hợp về nồng độ 73%

- Tổn thất chọn:

f4= 0,1%: Tổn thất trong quá trình đưa hỗn hợp sữa từ thiết bị cô đặc đếnthiết bị kết tinh

f5= 0,1%: Tổn thất trong quá trình cô đặc

f6= 0,01%: Tổn thất trong quá trình phối trộn surup vào hỗn hợp đã đồnghóa

Ta được: Mtrước cấy mầm = Msau cô đặc x (1 - ) (3)

73%Msau cô đặc = 35%Mtrước cô đặc x (1 - )

Mtrước cô đặc = (Mhỗn hợp sau đồng hóa + Ms) x (1 - ) (4)

Từ (2) và (3) ⇒ Msau cô đặc

⇒ Mtrước cô đặc

Mà hàm lượng đường trong sản phẩm chứa 45%w/w, tức là:

Ms x (1 - )x (1 - )x (1 - )x (1 - )x (1 - ) x (1 - ) = 45% Msản phẩm

⇒ Ms = 45,207kg (5)

Từ (4) và (5), suy ra: Mhỗn hợp sau đồng hóa (6)

4.2.3 Quá trình chuẩn hóa – thanh trùng và đồng hóa

= 0,15%: Tổn thất trong quá trình đồng hóa

= 0,1%: Tổn thất trong quá trình thanh trùng

= 0,15%: Tổn thất trong quá trình chuẩn hóa

= 0,1%: Tổn thất trong các đường ống dẫn nguyên liệu

Ta có: Mhỗn hợp sau đồng hóa = Mnguyên liệu x (1 - ) x (1 - ) x (1 - ) x (1 - )

Từ (6) ⇒ Mnguyên liệu = 164,71kg

Cân bằng hàm lượng béo:

1% + 3,9% + 99,8% = 8% Msản phẩm

⇒ 1% + 3,9% + 99,8% = 8 kg (7) Cân bằng hàm lượng chất khô không béo :

= 6,08kg

= 156,49kg

= 1,84kg

Tỷ trọng của sữa cô đặc có đường saccharose thành phẩm được tính theo côngthức: