Tiểu luận công nghệ chế biến sữa công nghệ chế biến yaourt

Nguyên lý chế biến sữa chua - Nguyên lý để làm sữa chua : dựa trên nguyên lý lên men của sữa trong một môi trường nhiệt độ, trong một thời gian thích hợp để làm cho sữa biến thành sữa ch

TTT

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

YAOURT

Lớp : DHTP5TLT

TP.HCM tháng 5 năm 2014

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng….năm 2014 Ký tên Mục lục I Yêu cầu về nguyên liệu và nguyên lý chế biến sữa chua 1

1 Yêu cầu về nguyên liệu: 1

2 Nguyên lý chế biến sữa chua 3

II Quy trình sản xuất sữa chua 4

III Chỉ tiêu chất lượng sữa chua và máy móc thiết bị 10

1 Chỉ tiêu chất lượng 10

LỜI MỞ ĐẦU

I Yêu cầu về nguyên liệu và nguyên lý chế biến

sữa chua

1 Yêu cầu về nguyên liệu:

 Tiêu chuẩn sữa bột gầy (SMP): sữa bột là sản phẩm được sản xuất từ sữa tươi

bằng phương pháp sấy gần như tách hoàn toàn nước (độ ẩm 4%)

Sữa bột có 2 loại: sữa bột gầy và sữa bột béo, trong sản xuất sữa bột gầy được sửdụng rộng rãi

- Sữ dụng sữa bột có ưu điểm:

Trạng thái Hạt nhỏ, mịn, không vón cục, không nhiễm tạp trùng, không lẫn tạp chất.

4 Bảo quản Đóng bao bì ín 25kg/bao, bao có khả năng chống thắm cao Trong điều kiện bao gói tốt, kho kín có độ ẩm 70 ÷ 75%,

nhiệt độ 100C thì có thể bảo quản được 3 năm

Trạng thái Các hạt tinh thể đường đồng đều, khôngvón cục, không lẫn tạp chất.

Hàm lượng đường saccharose

Hàm lượng kim loại

Đường lactose (đường sữa)

Hầu hết là đường α-lactoza

 Chỉ tiêu cảm quan

- Màu trắng ngà

- Mùi vị: hơi ngọt không có mùi vị lạ

- Trạng thái: mịn, đồng nhất, không vón cục, không lẫn tạp chất lạ

 Tiêu chuẩn về men giống:

- Chủng sử dụng là: Streptococcus thermophilus và Lactobacilus bulgarcicus Với

tỉ lệ tốt nhất là 1:1

- Men giống túi được đóng thành túi, bao bì 3 lớp

- Điều kiện bảo quản: < - 180C sử dụng tối đa được 24 tháng, còn ở 50C sử dụngtối đa trong 6 tuần men nhập được bảo quản lạnh < 50C và phải còn ít nhất 2/3hạn sử dụng

 Phụ gia: hương liệu, chất màu, chất ổn định, nhũ hoa Chúng phải là loại hòa tan

nhanh và an toàn ổn định trong suốt quá trỉnh chế biến

2 Nguyên lý chế biến sữa chua

- Nguyên lý để làm sữa chua : dựa trên nguyên lý lên men của sữa trong một môi trường nhiệt độ, trong một thời gian thích hợp để làm cho sữa biến thành sữa chua, làm thay đổi cấu trúc hóa học.của sản phẩm theo yêu cầu

có lợi cho nhu cầu của cơ thể.

- Dùng vi sinh vật có sẵn sữa ủ ở nhiệt độ thích hợp thì các vi sinh vật này hoạt động tích cực làm cho sữa lên men tạo ra axit lactic và phân giải 1 số khoáng chất và axit béo tạo thành 1 số chất có lợi cho tiêu hóa và đường ruột

II Quy trình sản xuất sữa chua.

Sữa tươi, sữa bột gầy, đường, chất ổn định

Phối trộn

Men cái

Sữa chua thành phẫm

Làm nguộiThanh trùng 2Đồng hóa 2Gia nhiệt 2AgeingLàm lạnh 1Thanh trùng 1Đồng hóa 1Gia nhiệt 1Lọc

Bảo quản lạnhđóng hộpCặn

 Quy trình sản xuất Men cái:

Nước, sữa bột gầy

Phối trộnLọc

Lên menLàm lạnh

Thanh trùngLàm nguội

Cặn

Men

giống

Men cái

 Thuyết minh quy trình:

 Phối trộn:

- Sữa tươi được nâng nhiệt lên 55 – 600C và qua bộ phận định lượng để đưa vàobuồng Lần lượt đổ bột sữa gầy, chất ổn định + đường (tỉ lệ 1/5), đường còn lạivào phểu trộn Khi mở van đáy phểu, các nguyên liệu này sẽ được hút và trộnvào sữa tươi

 Trong quá trình trộn nguyên liệu, cánh khuấy trong bồn trộn được hoạt động đểkhuấy đều dịch sữa trong bồn trộn Sau khi trộn xong, ngừng khuấy trongkhoảng thời gian 20 phút để tách bọt và hidrat hoá

 Lọc: mục đích là để loại bỏ bã ra ngoài.

 Gia nhiệt 1: Dịch sữa từ bồn trộn sẽ được bơm qua lọc để loại bỏ tạp chất có thể

lẫn vào trong quá trình trộn, sau đó đi vào bồn cân bằng Nhờ có van phau trongbồn cân bằng nên mực sản phẩm được giữ ở mức cố định làm cho quá trình sảnxuất được liên tục, giảm dao động của dòng sản phẩm và tránh bọt khí lẫn vào hệthống Sữa từ bồn cân bằng sẽ trao đổi nhiệt với sữa sau thanh trùng để nângnhiệt lên 600C nhờ thiết bị trao đổi nhiệt giảm tấm Trong một số nhà máy, người

ta còn cho sữa đi qua thiết bị tách khí bằng chân không trước khi qua thiết bịđồng hoá

 Đồng hoá 1: tại máy đồng hoá, nhờ hoạt động của 3 pittong, dịch sữa sẽ được

gia tăng áp xuất lên 200 bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hoá cấp 1 Khi

đó các hạt chất béo sẽ được chia nhỏ kích thước Sau đó dịch sữa tiếp tục đi quavan đồng hoá cấp 2 với áp suất 50 bar để phân tán đồng đều trong dịch sữa

 Thanh trùng 1: dịch sữa đựơc thanh trùng ở 650C trong 20 phút Qua trình nângnhiệt độ sữa lên 650C thực hiện trong ngăn thứ nhất của thiết bị trao đổi nhiệtdạng tấm nhờ trao đổi nhiệt với nước nóng Nhiệt độ thanh trùng được điềukhiển theo giá trị đã cài đặt nhờ bộ kiểm soát nhiệt độ tự động

 Làm lạnh 1: Dịch sữa sau thanh trùng1 đựơc làm lạnh xuống 4 – 80C trong thiết

bị trao đổi nhiệt dạng tấm qua 3 giai đoạn

- Giai đoạn 1: Sữa sau thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổinhiệt dạng tấm Tại đây sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữachuẩn bị đi vào quá trình đồng hoá 1

- Giai đoạn 2: Sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 củathiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

- Giai đoạn 3:Sữa ra khỏi ngăn thứ 3 sẽ đi vào ngăn thứ 4 của thiết bị trao đổinhiệt dạng tấm để làm lạnh dịch sữa xuống 4 – 80C

 Ageing (ủ chín): Dịch sữa sẽ được giữ ở 4 – 80C trong 5 – 20 giờ để ổn địnhchất lượng dịch sữa, làm cho các chất khoáng đạt đến trạng thái cân bằng ổnđịnh Bồn ageing là loại bồn 2 vỏ có bảo ôn, sử dụng nước lạnh 1-30C

 Gia nhiệt 2: Dịch sữa từ bồn ageing được bơm qua lọc để đi tới bồn cân bằng,

sau đó sẽ được trao đổi nhiệt với sữa sau thanh trùng 2 để nâng nhiệt lên 70 –

750C là nhiệt độ thích hợp cho quá trình đồng hoá 2

 Đồng hoá 2: Tại máy đồng hoá, nhờ hoạt động của 3 pittong, dịch sữa sẽ được

gia tăng áp suất lên 200 bar và đi qua khe hở hẹp của van đồng hoá cấp 1 Sau đó

dich sữa tiếp tục đi qua van đồng hoá cấp 2 với áp suất là 50 bar Do đó các hạtchất béo sẽ được chia nhỏ kích thước và phân tán đồng đều trong dung dịch sữa

 Thanh trùng 2: Dịch sữa sau khi ra khỏi thiết bị đồng hoá 2 sẽ đi vào ngăn thứ

nhất của thiết bị trao đổi nhiệt để trao đổi nhiệt với nước nóng và nâng nhiệt độsữa tới 950C Nhiệt độ thanh trùng được điều khiển theo giá trị đã cài đặt nhờ bộkiểm soát nhiệt độ tự động Nếu nhiệt độ thanh trùng không đạt, dịch sữa sẽđược tuần hoàn về lại bồn cân bằng cho đến khi nào nhiệt độ thanh trùng đạt.Sữa 950C sẽ đựơc dẫn vào ống lưu nhiệt trong thời gian 5 phút

 Làm nguội: Dịch sữa sau thanh trùng được làm nguội xuống 450C qua 2 giaiđoạn rồi đưa vào bồn ủ

- Giai đoạn 1: sữa thanh trùng được dẫn vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi nhiệtdạng tấm Tại đây sữa được làm nguội nhờ trao đổi nhiệt với dịch sữa chuẩn bị

đi vào quá trình đồng hoá 2

- Giai đoạn 2: Sữa tiếp tục được làm nguội bằng nước thường ở ngăn thứ 3 vànước lạnh ở ngăn thứ tư của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để đạt nhiệt độ 450C

 Lên men: Men cái được bơm từ bồn men sang bồn ủ với tỉ lệ 3 - 5% và được

khuấy đều Nhiệt độ của dịch sữa trong bồn ủ lúc này là 43 – 440C Sau khikhuấy đều, tắc cánh khuấy, quá trình lên men xảy ra Sau khoảng 3 – 5 giờ pHcủa dịch sữa sẽ giảm xuống 4.7- 4.8 thì ngưng ủ

 Làm lạnh 2: Mở cánh khuấy từ 2 – 3 phút, sau khi ngưng ủ, làm lạnh sữa xuống

15 – 200C Trên đường sữa đưa đi làm lạnh có sử dụng một van tiết lưu với ápsuất điều chỉnh khoảng 1,5 đến 2,5 bar để làm mịn sửa chua Sữa chua sau khilàm lạnh được đưa vào bồn trữ để chuẩn bị đóng hộp

 Đóng hộp: Đối với sữa chua trắng: sữa từ bồn trữ được đưa đến máy rót để đóng

hộp

 Bảo quản lạnh: Bảo quản ở 2 đến 50C ít nhất là 6 giờ trước khi đưa ra tiêu thụ.Đây là giai đoạn rất quan trọng để tạo cho sản phẩm có mùi, vị và trạng thái cầnthiết Sản phẩm sữa chua có thể bảo quản 20 đến 30 ngày ở nhiệt độ 2 đến 50C

 Các quá trình sản xuất men cái sữa chua.

 Phối trộn: nước được nâng nhiệt lên 600C và sau đó đựợc đưa vào bộ phận địnhlượng để đưa vào bồn men Bột sữa gầy sữa được trộn hoà tan với nước ở trongbồn nhờ cánh khuấy

 SỰ KHÁC NHAU GIỮA CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA CHUA VỚI CÁC SẢN PHẨM CÙNG LOẠI.

 Quy trình sản xuất sữa chua dạng cánh khuấy:

 Quy trình sản xuất sữa chua uống:

8

Sữa nguyên liệu

Hiệu chỉnh hàm lượng

chất khôChuẩn hóa

Xử lý nhiệt

Bài khíĐồng hóa

Sữa chua dạng khuấyBảo quản lạnh

Cấy giốngLên menLàm lạnhPhối trộnRót sản phẩm

Chế phẩm

VSV lactic

thương mại

Hương liệu

Puree trái

cây

Bao bì

Hoạt hóa

Sữa nguyên liệu

Chuẩn hóa, hiệu chỉnh

chất khôChế phẩm

Tiểu Luận: Công Nghệ Chế Biến Sữa ChuaGVHD: Lê Văn Nhất Hoài

 So sánh 3 quy trình: điểm khác biệt giữa quy trình sản xuất sữa chua và 2 quytrình còn lại là quy trình sản xuất sữa chua có công đoạn ủ chín, giúp ổn định sảnphẩm

Bảo quản lạnh

Thanh trùngĐồng hóa Rót sản phẩm Bảo quản lạnh

VSV lactic

thương mại

Chất ổn định

 Chỉ tiêu cảm quan:

Tên tiêu chuẩn Yêu cầu

 Các chỉ tiêu hóa lý:

Tên chỉ tiêu

Mức yêu cầu Sữa chua Sữa chua đã tách 1 phần chất béo Sữa chua gầy

nhiệt

Xử lý nhiệt

trong xilanh ở áp suất

cao Chúng được chế tạo

- Đầu tiên mẫu nguyên liệu

được đưa vào thiết bị

đồng hóa bởi piston Bơm

sẽ tăng áp lực cho hệ nhũ

tương từ 3 bar lên đến 100 – 250 bar hoặc cao hơn tại đầu vào của khe hẹp.Người ta sẽ tạo một đối áp lên hệ nhũ tương bằng cách hiệu chỉnh khoảng cáchkhe hẹp trong các thiết bị giữa bộ phận sinh lực và bộ phận tạo khe hẹp Đối ápnày được duy trì bởi một bơm thủy lực sử dụng dầu Khi đó, áp suất đồng hóa sẽcân bằng với áp suất dầu tác dụng lên piston thủy lực

- Thông thường người ta chọn khe hẹp có chiều rộng khoảng 100 lần lớn hơnđường kính hạt của pha phân tán Đi ngang qua khe hẹp, tốc độ chuyển động của

đi tiếp sau khi rời khe hẹp Một phần khác được thoát ra dưới dạng nhiêt năng.Theo tính toán chỉ 1% năng lượng sử dụng phục vụ cho mục đích đồng hóa: phá

vỡ các hạt của pha phân tán

 Trong công nghiệp, máy đồng hóa có thể được thiết kế cấp bậc hạ cấp

- Thiết bị đống hóa 1 cấp ba gồm 1 bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, mộtkhe hẹp và một hệ thống thủy lực tạo đối áp Trong công nghiệp chế biến sữa,thiết bị đống hóa một cấp được sử dụng khi sản phẩm có hàm lượng chất béothấp hoặc hệ nhũ tương sau đồng hóa có độ nhớt cao

- Thiết bị đồng hóa 2 cấp bao gồm 1 piston để đưa nguyên liệu vào máy, hai khehẹp và hai hệ thống thủy lực tạo đối áp Tuy nhiên người ta thường dùng chungmột bể dầu cho hai hệ thống thủy lực trên Sau khi qua khe hẹp thứ nhất, các hạtpha phân tán bị phá vỡ và giảm kích thước Tuy nhiên chúng có thể bị kết dínhvới nhau tạo thành chum hạt Việc thực hiện giai đoạn đồng hóa tiếp theo nhằmduy trì đối áp ổn định cho giai đoạn đồng hóa cấp 1, đồng thời tạo điều kiện chocác chum hạt của pha phân tán tách ra thành từng hạt phân tán riêng lẻ, chống lạihiện tượng tách pha trong quá trình bảo vệ hệ nhũ tương sau này

- Tiến trình đống hóa hai cấp rất phổ biển trong công nghiệp chế biến sữa, đặc biệtđối với nhóm sản phẩm có hàm lượng chất béo cao hoặc tổng hàm lượng chấtkhô cao và các sản phẩm yêu cầu có độ nhớt thấp

 a Thiết trao đổi nhiêt:

Đây là loại thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, được ứng dụng rộng rãi để thanhtrùng hay gia nhiệt/làm lạnh các loại chất lỏng trong công nghệ sữa, thứcuống,thực phẩm dạng lỏng hay nhớt

 Nguyên lý hoạt động

- Thiết bị trao đổi nhiệt nhiều tấm kim loại gợn song ghép chặt với nhau tạo thành

5 khu vực trao đổi nhiệt riêng biệt

- Hai vỉ liên tiếp ngăn cách nhau bằng một tấm kim loại dày gọi là tấm nối Ngoàicùng thiết bị có 2 tấm kim loại dày hơn, to hơn tấm nối, gồm, thứ nhất là tấmkhung được hàn chặt và bắt ốc vào bộ khung, thứ hai là tấm chịu áp Người ta bốtrí các thanh kim loại ở 2 bên thiết bị, có đai ốc ép chặt tấm khung và tấm chịu

áp để giữ cho các tấm trao đổi nhiệt ép kín lại với nhau

- Các tấm truyền nhiệt được bố trí sao cho phân phối các dòng chảy vào giữa cáckhe song song ngược nhau

- Quá trình xảy ra trong thiết bị là truyền nhiệt gián tiếp qua tấm kim loại mỏnggiữa 2 dòng lưu chất chuyển động ngược chiều theo 2 cơ chế:

 Truyền nhiệt đối lưu trong lòng mỗi dòng lưu chất

 Truyền nhiệt do dẫn nhiệt qua tấm kim loại

- Các tấm được chế tạo dạng lượn sóng để tạo dòng chảy rối, làm tăng hiệu quảtruyền nhiệt

 Chi tiết các thiết bị.

- Tấm trao đổi nhiệt là chi tiết quan trọng nhất trong thiết bị, đóng vai trò quyếtđịnh khả năng và hiệu quả truyền nhiệt của dòng chảy

- Tấm trao đổi nhiệt được làm bằng thép không rỉ, vật liệu thường sử dụng là thépkhông rỉ AISI 316 có pha titan hay SMO Tấm này không chỉ cứng, chắc vàtránh được ăn mòn mà còn có khả năng truyền nhiệt tốt từ môi trường ấm hơnqua bề mặt kim loại đến môi trường kia

- Các tấm kim loại trao đổi nhiệt có 4 lỗ tròn ở 4 gốc tạo đường dẫn cho lưu chấtchạy qua Phần còn lại được gia công lượn sóng để:

 Viền ngoài tấm trao đổi nhiệt có các rãnh để ghép vòng đệm cao su vào, khi épchặt hai tấm (một tấm có miếng đệm và một tấm không có miếng đệm) thì đệmnày vừa có tác dụng bịt kín vừa có tác dụng định hướng dòng chảy vào nhữngkênh xen kẽ nhau

 Giúp tăng cường (nhất là kết cấu hình chữ V), nâng cao độ bền của tấm kim loạidưới áp suất cao của dòng chảy.

 Tăng diện tích bề mặt tiếp xúc để tăng hiệu quả truyền nhiệt

- Tuy nhiên có nhược điểm là khó loại bỏ cặn bẩn

- Có nhiều hình dạng của tấm trao đổi nhiệt đã được sử dụng: gờ ngang, gờ hìnhchữ V với góc nghiêng 600 C, 300C… Tấm trao đổi nhiệt được chia thành 2 loại:

 Tấm A: có các rãnh hình chữ V đặt xuôi

 Tấm B: có các rãnh hình chữ V đặt ngược

- Do cấu tạo của 2 tấm A và B là hoàn toàn giống nhau nên khi đảo ngược tấm A

ta sẽ được tấm B và ngược lại Khi lắp ghép, người ta ghép tấm A và tấm B xenkẽ

- Số lượng tấm trong khu vực trao đổi nhiệt quyết định bởi diện tích bề mặt truyềnnhiệt cần thiết, tốc độ dòng chảy, tính chất vật lý của lưu chất, độ giảm áp và chế

độ nhiệt độ của quy trình công nghệ

 Thiết bị lên men:

- Quá trình lên men luôn được kiểm soát chặt chẽ bằng cách theo dõi liên tục quátrình lên men thông qua 2 thông số quan trọng là nhiệt độ và độ chua Chất tảinhiệt thường dùng là hơi nước bão hòa bên trong thùng có cánh khuấy ngoài racòn có các thiết bị theo dõi và điều khiển nhiệt độ nhằm đảm bảo nhiệt độ trongquá trình lên men luôn duy trì ở 430C

- Hai yêu cầu quan trọng của thùng lên men trong công nghệ sản xuất sữa chua là:thùng phải kín đảm bảo trong điều kiện yếm khí Đồng thời phải có điều khiểnnhiệt độ nhằm đảm bảo nhiệt độ trong quá trình lên men luôn duy trì ở 430C

 Chi tiết thiết bị:

Đối với môi trường người ta sử dụng thiết bị lên men dang hình trụ đứng đượcchế tạo từ vât liệu thép ko rỉ bên trong cánh khuấy có gắn các đầu dò nhiệt độpH… có thể theo dõi trực tiếp các thông số trong suất quá trình lên men Trongsản xuất các sản phẩm lên men từ sữa do không cần cung cấp oxi cho các vi sinhvật khi lên men các thiết bị không có hệ thống sục khí Motor chính cho thiết bịthường được đặt ở trên nóc thiết bị còn các cửa nạp và tháo được lắp ở đáy thiết

bị ngoài ra thiết bị còn có cửa quan sát và van lấy mẫu

 Máy trộn: Thiết bị dùng để khấy trộn cho đều các thành phần có trong sữa

chua

 Thiết bị thanh trùng.

- Thanh trùng là một trong những khâu quan trọng nhất của quá trình chế biếnsữa, giúp sữa giữ nguyên hương vị và giá trị dinh dưỡng, kéo dài thời hạn sửdụng

- Chất lượng và thời hạn sử dụng tùy thuộc vào nhiệt độ và thời gian thanh trùng.Nhiệt độ thanh trùng dao động từ 72 - 750C, trong thời gian 15 - 20 giây

- Qui trình thanh trùng ở mỗi quốc gia khác nhau, tuỳ theo quy định pháp lý củanước đó