ĐỀ TÀI: VIÊN SỮA CÓ BỔ SUNG BỘT NGŨ CỐC VÀ VITAMIN

Từ sữa, người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm khác nhau có khối lượng như sữabột, sữa cô đặc, sữa lên men, pho mai, bơ, kem… Trong đó, sữa bột thời gian bảo quản rất dài, các

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM  -

BỘT NGŨ CỐC VÀ VITAMIN

GVHD: TRẦN LỆ THU Nhóm 5

Thứ 2 tiết 1, 2

-Tp HCM, ngày 1 tháng 12 năm

2014-DANH SÁCH NHÓM

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

I KHẢO SÁT THỊ TRƯỜNG 5

II QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 7

III MÔ TẢ QUY TRÌNH THIẾT BỊ VÀ GIẢI THÍCH 8

1 Sữa nguyên liệu 9

2 Chuẩn hoá 9

3 Thanh trùng 10

4 Cô đặc 11

5 Đồng hoá 17

6 Sấy 20

7 Xay nhuyễn, ray

8 Bổ sung bột ngũ cốc và vitamin vào bột sữa

9 Trôn đều

10 Cho vào thiết bị viên con nhộng

11 Đóng gói

12 Sản phẩm

LỜI NÓI ĐẦU

Sữa là thức ăn tự nhiên có giá trị dinh dưỡng hoàn hảo được vắt từ vú động vật Sữa chứa hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho người như protein, gluxit, lipit,

vitamin, các muối khoáng Những hợp chất này rất cần thiết cho khẩu phần thức ăn hằng ngày của con người Do đó các sản phẩm từ sữa có một ý nghĩa quan trọng đối với dinh dưỡng của con người nhất là đối với trẻ em, người già và người bệnh Từ sữa, người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm khác nhau có khối lượng như sữabột, sữa cô đặc, sữa lên men, pho mai, bơ, kem…

Trong đó, sữa bột thời gian bảo quản rất dài, các nhà sản xuất tiết kiệm được một phầnlớn cho chi phí vận chuyển sữa do sản phẩm có khối lượng giảm đi nhiều lần khi so sánh với nguyên liệu sữa tươi ban đầu

Tuy nhiên, mỗi lần đi đâu xa mà ta phải đem theo hộp sữa thì hơi bất tiện, để thuận tiện cho việc sử dụng mọi lúc mọi nơi mà không cần lúc nào cũng phải mang theo hộp

sữa Chính vì thế, nhóm em đã thực hiện đề tài:” Sữa bột dạng viên có bổ sung bột

ngũ cốc và vitamin” dễ sử dụng mà vẫn cung cấp đầy đủ các chất cần thiết cho cơ thể

ở mọi lứa tuổi

I KHẢO SÁT THỊ TRƯỜNG

Với hơn 90 triệu dân, cơ cấu dân số trẻ, thu nhập bình quân đầu người có xu hướng tăng, thị trường Việt Nam thực sự là miếng bánh béo bở cho các hãng sữa Thực tế, theo số liệu thống kê của Bộ Công Thương, ở Việt Nam, nhu cầu tiêu dùng sữa nhữngnăm gần đây tăng nhanh, khoảng 20%/năm; sản lượng sữa tiêu dùng (quỹ sữa tươi) khoảng 1,4 tỷ lít, bình quân hơn 15 lít/người/năm

Về mức tiêu thụ sữa bình quân đầu người, theo số liệu của Bộ Công Thương, năm

1990 đạt 0,47kg/người/năm Trong vòng 20 năm sau, con số này tăng hơn 30 lần, đạt 14,4kg/người/năm vào năm 2010, và năm 2014 hiện khoảng 16 kg Đến năm 2020, con số tiêu thụ sữa dự kiến sẽ đạt 27-28kg/người/năm

Thị trường sữa bột liên tục tăng trưởng qua các năm với tốc độ tăng trưởng trung bình những năm gần đây khoảng 7%/năm Doanh thu thị trường này năm 2012 khoảng 2.359 tỷ đồng (chiếm 1/4 doanh thu toàn thị trường sữa), và tăng lên 2.800 tỷ đồng

năm 2013, dự kiến đạt 4.800 tỷ đồng vào năm 2017.

Nguồn Bộ Công Thương

Doanh nghiệp Việt Nam đứng đâu trên thị trường sữa bột

Vitamin C, B1,B2, B6, B12Bột ngũ cốc Bột sữa mịn

II MÔ TẢ QUY TRÌNH THIẾT BỊ VÀ GIẢI THÍCH

1 Sữa nguyên liệu

Nguyên liệu để san xuất sữa bột là sữa tươi nguyên kem hoặc sữa gầy Sữa nguyên kem là sản phẩm được chế biến từ sữa tươi không hiệu chỉnh hàm lượng chất béo Sữa gầy là sản phẩm chế biến từ sữa tươi được tách bớt một phần chất béo

Ngoài nguyên liệu chính là sữa tươi hoặc sữa gầy, người ta còn sử dụng một số phụgia trong sản xuất sữa bột như chất ổn định (polyphosphate, orthophosphate của

Na, K, Ca) chất tạo nhũ lecithne, chất chống oxy hoá…

2 Chuẩn hoá

a) Mục đích quá trình chuẩn hóa sữa

Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo có trong nguyên liệu Được thực hiện trên dây chuyền tự động bao gồm máy ly tâm , bộ phận phối trộn, dụng cụ đo( lưu lượng

kế, tỉ trọng kế…) bơm và thùng chứa

b) Thực hiện

Sữa nguyên liệu được bơm vào máy ly tâm hoạt động theo nguyên tắc liên tục Cóhai dòng sản phẩm thoát ra khỏi thiết bị là dòng sữa gầy và dòng cream Một phầncream sẽ được phối trộn trở lại với dòng sữa gầy để hàm lượng chất béo trong hỗnhợp đạt giá trị yêu cầu Tùy theo từng loại sản phẩm sữa sản xuất ra như sữa tiệt trùng, sữa thanh trùng, sữa cô đặc mà thành phần chất béo trong mỗi loại sữa khác

nhau do vậy mà tỷ lệ nguyên liệu và việc hiệu chỉnh hàm lượng chất béo là khác nhau.

Nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo thấp ta sẽ bổ sung thêm cream

Nếu sữa nguyên liệu có hàm lượng chất béo cao, ta có thể bổ sung sữa gầy hoặc

sử dụng quá trình li tâm để tách bớt các chất béo ra khỏi sữa

c) Thiết bị: thiết bị li tâm tách béo hoặc sử dụng thiết bị khấy trộn có cánh khuấy

b Tiến hành

Thanh trùng được thực hiện ở nhiệt độ 80-85 ℃ trong vài giây

c Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh trùng:

 Hệ VSV trong thực phẩm

Nếu số lượng VSV càng lớn, để đạt được mức độ vô trùng theo yêu cầu thì chế độ xử lý nhiệt phải nghiêm ngặt với nhiệt độ cao hơn và thời gian dài hơn

 Thành phần hóa học trong thực phẩm

 Các tính chất vật lý của thực phẩm

 Phương pháp và thiết bị thanh trùng

d Thiết bị :Quá trình thực hiện trên các thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng

Để tổng số các vi khuẩn đạt được theo yêu cầu của các nhà máy còn sử dụng phươngpháp ly tâm hoặc vi lọc để tách bớt VSV ra khỏi sữa Quá trình ly tâm được thực hiện ở nhiệt độ 55-60 ℃

Sau ly tâm tổng số vi khuẩn bị loại có khi lên đến 99% so với tổng sô vi khuẩn ban đầu có trong sữa Số lượng các vi khuẩn sinh bào tử chịu nhiệt cũng giảm đi đáng kể như Clotridium Tuy nhiên thanh trùng không thể loại bỏ hết các vi khuẩn nhóm này.Quá trình vi lọc được thực hiện trên thiết bị membrane(0,2μ) khi đó việc tách tế bào

vi khuẩn và bào tử của nó giảm đi rất nhiều Quá trình vi lọc chỉ thực hiện trên nguyên liệu sữa gầy vì chất béo trong sữa dễ bị hấp thụ bởi membrane, gây tắc ngẽn màng lọc Phần chất béo sẽ được tiệt trùng riêng sau đó làm nguội và phối trộn với sữa gầy qua vi lọc Phương pháp này cho phép thu nhận sữa nguyên liệu đạt các chỉ tiêu VSV rất tốt

Quá trình thanh trùng thực phẩm thường bao gồm 3 giai đoạn:

 Gia tăng nhiệt độ thực phẩm lên đến nhiệt độ thanh trùng

 Giữ thực phẩm ở nhiệt độ cần thanh trùng trong khoảng thời gian xác định

 Làm nguội thực phẩm về một giá trị nhiệt độ thích hợp

Ngoài ra, theo phương pháp mới, người ta có thể cô đặc sữa bằng membrane.

Trong quá trình cô đặc bằng nhiệt người ta sử dụng hơi để gia nhiệt sữa và chưa qua trạng thái hơi và thoát ra môi trường xung quanh Cùng với nước, các chất khí và cáccấu tử dễ bay hơi có trong sữa cũng sẽ bị mất đi Tốc độ bốc hơi sẽ bị ảnh hưởng bởi tốc đô truyền nhiệt trong sữa và tốc độ truyền khối của các bọt hơi

Cùng với kỹ thuật membrane, cô đặc nhiệt là một kỹ thuật truyền thống thường được

sử dụng cho mục đích trên Nhìn chung, năng lượng sử dụng trong quá trình cô đặc bằng nhiệt thường cao hơn khi ta so sánh với các kỹ thuật cô đặc Tuy nhiên, hàm lượng chất khô trong mẫu qua cô đặc nhiệt có thể đạt được giá trị rất cao mà các kỹ thuật khác không thể đạt được Chính vì vậy mà kỹ thuật cô đặc bằng nhiệt vẫn được

sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp chế biến sữa và các công nghiệp thực phẩm khác (sản xuất đường saccharose, nước trái cây cô đặc,…)

Người ta chủ yếu sử dụng phương pháp cô đặc chân không Nhiệt độ của sữa trong quá trình cô đặc không vượt quá 76oc

Các thiết bị cô đặc bốc hơi trong thực phẩm rất đa dạng Trong công nghiệp chế biếnsữa, người ta sử dụng hai nhóm thiết bị: bốc hơi tuần hoàn và bốc hơi màng rơi Nhóm thiết bị cô đặc tuần hoàn sử dụng trong trường hợp cần bay hơi một lượng nhỏnước trong sữa Sữa sau quá trình cô đặc, chuẩn bị cho quá trình sấy phun có nồng

độ chất khô khoảng 45-55% Do đó thiết bị được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là

nhóm bốc hơi màng rơi 1 Thiết bị cô đặc bốc hơi

Dựa vào cấu tạo, nhóm thiết bị này được chia thành

 Hệ thống một cấp:

 Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng hình trụ:

 Màng chảy xuôi

 Màng chảy ngược

 Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng bảng mỏng

 Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức

Dung dịch sữa cần cô đặc, sau khi được gia nhiệt sơ bộ, đi vào phía trên của thiết

bị cô đặc từ phía trên và sẽ chảy xuống tạo một lớp màng mỏng bao lấy bề mặt truyềnnhiệt Bề mặt truyền nhiệt là thân các ống hình trụ đứng được đặt trong thiết bị bốchơi Tác nhân gia nhiệt đi phía ngoài các ống truyền nhiệt gia nhiệt cho dung dịch tuầnhoàn phía trong ống Sản phẩm đạt nồng độ yêu cầu được lấy ra ở đáy thiết bị mộtphần Phần lớn sữa được đi qua buồng bốc hơi thứ, hơi nước bốc lên dẫn qua thiết bịngưng tụ baromet Hệ thống gắn kèm bơm chân không duy trì áp suất chân khôngtrong thiết bị

1.1.2 Màng chảy ngược

Nguyên lý hoạt động như thiết bị trên, tuy

nhiên sữa nguyên liệu được nhâp ở đáy Buồng bốc

ở ngoài buồng đốt Sau khi trao đổi nhiệt với hơi đốt

đi bên ngoài ống truyền nhiệt, sữa chảy qua

buồng bốc Tại đây hơi thứ bốc lên đi qua thiết bị

ngưng tụ Sữa sau cô đặc được lấy ra ở đáy buồng

bốc

Hình 2 Thiết bị cô đặc màng chảy ngược

1.2 Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng bảng mỏng

Hình 3 Thiết bị cô đặc bốc hơi bảng mỏng

Nguyên lý hoạt động tương tự như các thiết bị trên nhưng bề mặt trao đổi nhiệt

là các tấm bảng mỏng Ứng với mỗi tấm bảng, một bên là tác nhân gia nhiệt, còn mộtbên là sữa nguyên liệu Phần hơi sau quá trình gia nhiệt sẽ được ngưng tụ và thoát rangoài Hỗn hợp sữa cô đặc và hơi thứ thoát ra khỏi thiết bị sẽ đi vào bộ phân tách hơithứ Tương tự như các thiết bị trên hơi thứ trước khi ra khỏi hệ thống sẽ đi qua bộphận ngưng tụ braromet để đảm bảo áp suất chân không cho hệ thống

1.3 Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức

 Nguyên lý

Giống như thiết bị cô đặc bốc hơi dạng hình trụ

nhưng ở đây người ta bố trí bơm để tăng tốc độ tuần

hoàn của sữa trong thiết bị Giảm hiện tượng bám

cặn trong thiết bị, cải thiện hệ số truyền nhiệt

Hình 4 Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức

1.4 Hệ thống bốc hơi nhiều cấp

Hình 5 Hệ thống cô đặc 2 cấp

Trong thực tế người ta thường ghép nhiều thiết bị lại với nhau thường từ 3-7 cấp

Hệ thống cho phép sản phẩm đầu ra đạt nồng độ chất khô cao, tiết kiệm năng lượng.Sản phẩm ra khỏi nồi 1 được đưa vào nồi sau, hơi thứ bốc lên của nồi trước làm hơiđốt cho nồi sau

1.5 Một số thiết bị

 Thiết bị cô đặc bốc hơi màng mỏng hình trụ

Thiết bị của hãng Kontro Co.ArtisanSerial Number: 80586 C

Giá thành: 32,500.00 $

Diện tích 30 square feet

Áp suất hơi tối đa 150 PSI

Buồng đốt: đường kính 30’’, chiều cao 8’

Đường kính ống truyền nhiệt: 1-1/4’’

Thiết bị gia nhiệt sơ bộ thẳng đứng, đường kính 14’’, chiều cao 15’Buồng bốc: đường kính 4’’, chiều cao 4’

Hình 7 Thiết bị cô đặc của hãng WIEGAND

Thiết bị của hãng BuflovakStock number: C312900

Vật liệu thép không gỉ 316

Nhiệt độ tối đa 400of trong ống, 650of trong vỏ

Hình 8 Thiết bị cô đặc của hãng Buflovak

 Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng bảng mỏng

Thiết bị của hãng Alfa laval:

Stock number: A733182

Cấu tạo: 3 nồi dạng màng chảy ngược ống dài

Vật liệu thép không gỉ

Sức chứa 10,000 pounds trong 1 giờ

2 Thiết bị cô đặc membrane

 Thiết bị cô đặc membrane của hãng APV

 Thiết bị cô đặc membrane của hãng ALPMA

Năng suất : 20000 l/h

Diện tích bề mặt: 1600 m2

3 So sánh 2 nhóm thiết bị

Bảng 1 So sánh hai nhốm thiết bị

Chất lượng sản phẩm kém hơn Dể Chất lượng sản phẩm tốt hơn Do quá

tổn thất vitamin và các chất dễ bay

hơi trình xảy ra ở nhiệt độ thường.

Năng lượng tốn kém hơn Ít tiêu tốn năng lượng hơn

Phạm vi ứng dụng rộng rãi hơn, áp

dụng trong cả hai quy trình sản

xuất sữa bột nguyên kem và sữa

bột gầy

Thường áp dụng trong sản xuất sữa bột gầy Do hàm lượng béo trong sữaảnh hưởng xấu đến quá trình phân ly,hấp phụ lên màng membrane, làm giảm tốc độ dòng permate

Nồng độ sản phẩm sau cô đặc có

thể đạt rất cao

Nồng độ chất khô không cao bằng

5 Đồng hoá

a Mục đích: Do hàm lượng béo trong sữa sau quá trình cô đặc khá cao, một

số nhà sản xuất thực hiện quá trình đồng hóa để làm giảm kích thước hạtbéo và phân bố đều trong sữa

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

và 50 bar

1 Một số thiết bị đồng hóa áp lực cao

 Thiết bị có nguồn gốc China

Nhà phân phối: Suzhou City Chenyu Packing Machinery Co., Ltd

Thiết bị đồng hóa này có phạm vi ứng dụng rộng rãi Dùng trong sản xuất các sản phẩm như sữa, thức uống

Hình 10 Thiết bị đồng hóa

 Thiết bị của hãng Niro

* Nanovalve®

Thiết bị đồng hóa 2 cấp

Áp suất cấp thứ nhất có thể đạt tới 1500 bar

Hình 11 Thiết bị đồng hóa Nanovale

* Homogenizer

Thông số :

Áp suất max: 1500bar/21750 psi

Tốc độ dòng chảy: 30 l/h

Độ nhớt mẫu có thể lên tới 7,500cp

Nhiệt độ làm việc có thể lên tới 90oc/194of

Có 2 loại 1 hoăc 2 cấp

Hình 12 Thiết bị đồng hóa

 Thiết bị của hãng Tetra Pak

Tetra Alex S15: phạm vi ứng dụng cho các nhóm sản phẩm từ sữa như sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng UHT, yaourt, cream, sữa

cô đặc…và nhóm các sản phẩm đồ uống nhưnước cam ép, puree, sản phẩm từ cà chua… Thông số

Pressure, bar (psi)Max, Capacity, l/h (gph)

Hình 13 Thiết bị đồng hóa hãng Tetrapak

Bảng 2 So sánh các nhóm thiết bị

Thiết bị : đơn giản Thiết bị phức tạp

Chất lượng sản phẩm kém hơn Chất lượng sản phẩm tốt hơn

Không tiết kiệm năng lượng bằng

đồng hóa 2 cấp Tiết kiệm năng lượng hơn do mộtlần cung cấp năng lượng

Phạm vi ứng dụng: mẫu có hàm

lượng béo thấp, độ nhớt thấp Phạm vi ứng dụng rộng hơn: hàmlượng béo cao hơn, độ nhớt cao,

hàm lượng chất khô cao

b Tiến hành

Sản phẩm chế biến từ sữa đã cô đặc đến độ khô 35 – 40%, đem sấy khô, nghiềnthành bột, sang, rây được sữa ở dạng bột có độ khô 90 – 96%, độ ẩm 4- 10% Tuỳ

thuộc vào thiết bị sấy mà ta thu được sản phẩm có chất lượng khác nhau Người

ta thường tiến hành sấy sữa bằng phương pháp sấy thăng hoa, sấy trục và sấyphun.

sẽ truyền cho trục rồi truyền cho lớp nguyên liệu bên ngoài trục Nước trong nguyênliệu sẽ bay hơi và tách ra ở phía trên thiết bị Nguyên liệu sẽ được tách ra khỏi trụcbằng dao cạo rồi rơi xuống buồng bên dưới, trục vít vận chuyển sữa ra cửa thoát sảnphẩm Sau đó sữa lại tiếp tục được đưa qua máy nghiền, rây để hoàn thiện cấu trúc sảnphẩm

 Cấu tạo

Thiết bị gồm một hay hai trục sấy Trục sấy có đường kính khoảng 0,6 – 3,0m;chiều dài từ 1-6m, được làm bằng thép đúc đặc biệt đảm bảo bề mặt đồng đều, có khảnăng chịu được nhiệt độ và áp suất cao Ngoài ra còn có bộ phận nạp liệu để đưanguyên liệu vào và dao cạo để tháo sản phẩm ra

Bộ phận nạp liệu có thể bố trí ở phía trên, phiá dưới hay phía trước trục sấy

Nạp liệu phía trên Nạp liệu phía dưới Nạp liệu phía trước

Tuy nhiên trong công nghệ sản xuất sữa bột thì do nguyên liệu có độ nhớt khôngcao vì thế nên thiết bị sấy hai trục thường được ứng dụng hơn so với một trục Sữa sẽđược nạp vào ở giữa hai trục Khi thiết bị hoạt động, hai trục sấy sẽ quay ngược chiềunhau Tốc độ quay của trục sấy thường từ 6-24 vòng/phút, thời gian tiếp xúc giữa sữanguyên liệu và trục sấy khoảng 2-30 giây Độ dày của màng sữa hình thành trên trụcsấy có thể hiệu chỉnh được qua khoảng cách giữa hai tâm trục

Hình 3.42 Thiết bị sấy trục

 Ưu điểm

Tốc độ sấy nhanh; nhiệt được truyền đồng đều trên toàn bộ bề mặt trục; tác nhângia nhiệt và sữa không tiếp xúc trực tiếp nên yêu cầu vệ sinh của tác nhân sấy khôngcần nghiêm ngặt

 Nhược điểm

Nguyên liệu sữa tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt có nhiệt độ cao nên dễ gây biếntính protein, tổn thất vitamin làm giảm giá trị dinh dưỡng và cảm quan sản phẩm; quátrình nạp liệu không đồng đều nên chất lượng sữa bột thành phẩm không đồng nhất;

có sự tiếp xúc giữa sữa và không khí trong quá trình sấy nên có thể dẫn đến sự oxi hóachất béo

Tuy nhiên để cải thiện giá trị dinh dưỡng của sữa bột, hạn chế sự tổn thất vitamin,

sự biến tính protein cũng như sự oxi hóa chất béo người ta có thể kết hợp sấy trục vớimôi trường chân không Áp lực chân không trong thiết bị thưòng dao động trongkhoảng 685-735mm Hg

Hình 3.43 Thiết bị sấy kết hợp chân không

2 Thiết bị sấy phun

Thiết bị này hiện đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuấtsữa bột, hoạt động theo nguyên tắc phun vật liệu lỏng thành những hạt nhỏ li ti trongbuồng sấy Thời gian tiếp xúc giữa sữa và không khí nóng rất ngắn nên nhiệt độ sữakhông tăng quá cao, sản phẩm thu được ở dạng bột mịn

 Hãng sản xuất: Niro Inc, 9165 Rumsey Road, Columbia, MD 21045 Email:info@niroinc.com

 Cấu tạo: Thiết bị sấy phun thường gồm những bộ phận sau: