Sản xuất sữa đậu nành (kèm file CAD dây chuyền thiết bị)

Để hiểu thêm về giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị cảm quan hay nhiều chức năng khác của sản phẩm sữa đậu nành chúng ta cùng theo dõi bài báo cáo về quy trình sản xuất sữa đậu nành tron

Lời mở đầu

N gày nay với nhu cầu rất lớn về thức uống mang giá trị dinh dưỡng tốt cho sức khoẻ như các loại nước trái cây, sữa có nguồn gốc từ động vật (sữa bò, sữa dê…) cũng như sữa có nguồn gốc từ thực vật (sữa đậu nành…) thì ngành công nghiệp sữa phát triển mạnh mẽ Ở đây chúng ta đề cập tới sản phẩm công nghiệp sữa đậu nành Sữa đậu nành là sản phẩm thu được bằng quá trình nghiền đậu nành với nước, sau đó qua lọc và nấu Để hiểu thêm về giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị cảm quan hay nhiều chức năng khác của sản phẩm sữa đậu nành chúng ta cùng theo dõi bài báo cáo về quy trình sản xuất sữa đậu nành trong công nghiệp sau đây.

T rong phạm vi của bài báo cáo chúng em chỉ đơn cử hai quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành có thể áp dụng trong công nghiệp Do chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế trong sản xuất cũng như chưa cập nhật được những thành tựu mới nhất trong công nghệ sản xuất sữa đậu nành nên bài báo cáo còn nhiều khuyết điểm, chúng em rất mong nhận được sự nhận xét của thầy để bài báo cáo hoàn chỉnh hơn.

C hân thành cám ơn thầy đã tận tình hướng dẫn để chúng em hoàn thành bài báo cáo này!

I Nguyên liệu

1) Đậu nành

a) Đặc điểm của cây đậu nành

Cây đậu nành (cây đậu tương) có tên khoa học là Glyxine max, là cây ngắnngày, phát triển tốt nhất ở vùng nhiệt đới, ưa sáng, ưa nhiệt, chịu hạn

Điều kiện để cây đậu nành phát triển tốt :

b) Hạt đậu nành

 Tính chất vật lý và hình thái của đậu nành

và chồi mầm Lá mầm chiếm 90% trọng lượng của hạt và chứa toànbộ dầu và protein Lớp vỏ chiếm 8% trọng lượng của hạt, bao bọc hailá mầm, đóng vai trò là lớp bảo vệ

Thành phần hoá học trong hạt đậu nành

Tỷ lệ phần trăm (%)Protein

 Độ ẩm : Hàm lượng ẩm của hạt đậu nành quyết định rất nhiều đếnđiều kiện bảo quản Để giữ được tính chất ổn định và chất lượng củahạt đậu nành trong thời gian bảo quản thì hạt đậu nành nên có hàmlượng ẩm khoảng 12% - 13%.

Thành phần protein đậu nành

Phân đoạn (S) Hàm lượng (%) Thành phần Phân tử lượng (Da)

ß – conglicinine

ß – amylaseLipoxygenaseHemagglutinin

15000062000102000110000

Thành phần amino acid có trong protein đậu nành

Amino acid (g/100 g protein) Hàm lượng aa

IsoleucineLeucineLysineMethionineCystinePhenylalanineTyrosineThreonineTryptophanValine

4.547.786.381.261.334.943.143.861.284.80Đậu nành cũng như tất cả các hạt khác đều chứa enzyme cần thiết cho quá trìnhnảy mầm Về mặt công nghệ thì enzyme quan trọng của đậu nành là lipoxygenase ,được biết đến là lipoxydase Enzyme này xúc tác cho phản ứng oxy hoá acid béo

Enzyme urease cũng thường được đề cập tới trong sản xuất protein đậu nànhnhưng về mặt công nghệ thì nó không đóng vai trò quan trọng

 Lipid (20%) : triglyceride (96%), phospholipids _ chất nhũ hoálecithin (2%), các chất chống oxy hoáù_ tocopherol và sterol (1.6%),acid béo tự do (0.5%), và một lượng nhỏ carotenoid

Thành phần acid béo trong đậu nành

4.54.511.62.521.152.47.1

của chúng, chủ yếu là cellulose, hemicellulose và các hợp chấtcủa acid pectic

Pyridoxine, Biotin…

2) Nước

Nước là thành phần chủ yếu trong sữa đậu nành, thành phần và tính chất của nướcsẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Các chỉ tiêu chất lượng của nước:

Độ cứng tổng : max 2 mg đương lượng/l

Chỉ

tiêu Clo H2SO4 As Pb F Zn Cu Fe

Độcặn

Hàm

lượng

(mg/L)

 Chỉ tiêu vi sinh

Loại VSV Coliform tổng số Coliform faecalis E coli Sulfit-reducing Clostridia Tổng số VSV hiếu khí

Lượng cho phép

3) Đường

Đường được bổ sung vào sữa đậu nành ngoài mục đích cung cấp năng lượng còn cótác dụng điều vị và tăng mùi thơm cho sản phẩm Loại đường thường được sử dụnglà đường saccharose dạng kết tinh (đường tinh luyện)

4) Phụ gia

dùng để tăng khả năng trương nở, khử mùi, làm giảm mùi hăng của đậu và

uống được giới hạn bởi GMP

trắng và tan nhiều trong nước, không độc đối với cơ thể con người, khônggây mùi vị lạ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Kali sorbat ức chế mạnhnấm men và nấm mốc nhưng lại ít tác dụng đến vi khuẩn Hàm lượng Kalisorbat cho phép sử dụng trong đồ uống là 1000ppm

yếu được dùng để điều chỉnh độ nhớt của sản phẩm mà không tạo gel Mứcđộ sử dụng của CMC là 0,05 đến 0,5% trên toàn bộ sản phẩm

II Sơ đồ quy trình công nghệ

Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành 1

Chần Nghiền ướtLọc Nấu Phối trộnBài khíĐồng hóaNâng nhiệt

Rót chai, đóng nắpTiệt trùng

Làm sạchTách vỏĐậu nành

Sản phẩm

Tạp chấtVỏ

Bã Nước

Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành 2

Tách vỏ Nghiền ướtLọc Nấu Phối trộnBài khíĐồng hóaNâng nhiệt

Rót chai, đóng nắpTiệt trùng

Làm sạchNgâm

Đậu nành

Tạp chất

Vỏ

Bã Nước

Syrup, phụ

gia

Chai,

nắpNước

CẤP LIỆU BỤI

Tạp chất nhẹ

Tạp chất lớn

I

II

Tạp chất lớn

Tạp chất bé Hạt

chính

III Thuyết minh quy trình công nghệ

1) Tiêu chí lựa chọn nguyên liệu

Trong sản xuất, đậu nành phải được lựa chọn đúng tiêu chuẩn Chất lượng hạt đậunành ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của sản phẩm, đặc biệt là giá trị cảm quan

lượng, hạt xanh không quá 2%

2) Thuyết minh quy trình công nghệ thứ nhất

a) Làm sạch

 Mục đích : chuẩn bị cho quá trình tách vỏ

đậu nành (đá, đất, bụi, hạt cỏ, kim loại)

 Các biến đổi trong quá trình làm sạch

Chủ yếu là biến đổi về cảm quan, các biến đổi khác hầu như không đáng kể

chất lượng sản phẩm

 Thiết bị

như rác, cát nhuyễn…

• Sàng (3 sàng): loại bỏ những tạp chất nặng như đất, đá… Đậu đượcthu ở sàng thứ ba.

b) Tách vỏ

 Mục đích : khai thác

khả năng tiêu hóa

sinh vật bám trên vỏ đậu

 Các biến đổi trong quá trình tách vỏ

bị phá vỡ, lớp vỏ đậu nành bắt đầu bị nứt Trong quá trình gia nhiệthạt đậu nành được đảo trộn liên tục nên một phần vỏ sẽ tự tách ra docác hạt ma sát với nhau Đặc biệt trong quá trình này, một số hợpchất tạo mùi đặc trưng được tạo thành, tăng giá trị cảm quan cho sảnphẩm Tuy nhiên, không nên gia nhiệt quá cao hay thời gian gia nhiệtquá dài để sản phẩm không có mùi khét

ngoài, độ ẩm của đậu nành 12–13%

phẩm Sản phẩm có màu sáng hơn Đồng thời, trong quá trình gianhiệt, một số hợp chất tạo mùi đặc trưng được hình thành, làm tănggiá trị cảm quan cho sản phẩm

 Thiết bị

qua hai giai đoạn :

khí nóng

o Thời gian gia nhiệt : 15 phút

o Vận tốc dòng khí : 0.5 – 1.5 m/s

o Vận tốc băng tải : 4 – 6 m/phút

o Cấu tạo

nguyên liệu chuyển động

m/băng tải, rộng 1–3m

nóng vào thiết bị

trước khi vào thiết bị Dòng không khí được phân phối đều nhờhệ thống phân phối đảm bảo cho quá trình gia nhiệt diễn rađồng đều Không khí sau khi trao đổi nhiệt với nguyên liệu sẽthoát ra ngoài theo ống dẫn khí Vận tốc băng tải được điềuchỉnh thích hợp đảm bảo nguyên liệu được gia nhiệt đủ thờigian trước khi ra khỏi thiết bị

o Cấu tạo

buồng tách vỏ

khoảng cách giữa haitrục cán

o Nguyên tắc hoạt động :Hạt đậu nành sau khiđược gia nhiệt làm nứt vỏđược chuyển vào thiết bị

Không khí

vỏ

tách vỏ đôi trục cao su Hạt đậu nhập liệu qua phễu rồi qua bộphận phân phối đi vào khe hẹp giữa hai trục, dưới tác dụng nénxé vỏ bị tách ra khỏi nhân Dưới tác dụng của dòng không khí,vỏ được quạt hút ra ngoài, nhân không bị hút rơi xuống vàđược thu hồi.

c) Chần

 Mục đích : chuẩn bị

bicarbonate (0,05%), nhằm mục đích : cải thiện màu sắc, mùi vị chosản phẩm; vô hoạt nhanh các chất ức chế enzyme Trypsin (Trypsic)và các enzyme Lipoxygenase

 Các biến đổi trong quá trình chần

đến sự tăng về kích thước, khối lượng từ 2 – 3 lần Hạt đậu trở nênmềm hơn

một số oligosaccharide như raffinose, stachyose là nguyên nhân gâykhó tiêu được trích ly ra khỏi hạt đậu nành

các chất ức chế enzyme Trypsin sẽ bị vô hoạt Đồng thời, một sốprotein cũng bị biến tính

 Thiết bị

chần băng tải qua 3 giai đoạn

Lượng nhiệt tái sử dụng: 70%

Lượng hơi tiêu hao cho gia nhiệt: 0,05 – 0,06 kg hơi/kg sản phẩm

o Băng tải vận chuyển nguyên liệu

Gia nhiệt Chần Làm nguội

o Hệ thống vòi phun để phân phối nước trong 3 giai đoạn xử lýnhiệt

o Thiết bị gia nhiệt cho nước chần

o Bộ phận trao đổi nhiệt: gia nhiệt cho nước trong giai đoạn gianhiệt sơ bộ

khi vào cửa nhập liệu, hạtđậu nành được gia

nhiệt sơ bộ bằng

chần sẽ thu hồi và tiếp tục được gia nhiệt, bơm tuần hoàn trở lạithiết bị chần Sau khi chần, đậu nành qua giai đoạn làm nguội Donước thu được trong quá trình làm nguội có nhiệt độ cao nên đượctái sử dụng cho giai đoạn gia nhiệt sơ bộ ban đầu

d) Nghiền ướt

 Mục đích : khai thác.

 Các biến đổi trong quá trình nghiền

lỏng tăng nhiệt độ do sử dụng hơi và nước nóng trong quá trìnhnghiền

diễn ra

 Thiết bị

quay

• Cấu tạo

o Bộ phận nhập liệu

quay)

o Cơ cấu tháo sản phẩm

khác được puli dẫn động, nhờ vậy nguyên liệu được đĩa nghiềnthành bột theo yêu cầu Sản phẩm sau khi ra khỏi đĩa nghiền đượcđẩy vào cửa tháo liệu Khe nghiền có thể được điều chỉnh nhờ cầngạt để đạt kích thước hạt theo yêu cầu Trong quá trình nghiền,nước nóng được bổ sung vào cùng với nguyên liệu nhằm trích lycác chất trong nguyên liệu vào nước

e) Lọc

 Mục đích : khai thác.

 Các biến đổi trong quá trình lọc

có tổn thất một ít protein, vitamin, chất màu…theo cặn

đồng nhất, tăng giá trị cảm quan của sản phẩm

oỐng cấp dịch để cung cấp dịchcần lọc vào thiết bị.

oỐng tháo dịch vàmàng lọc để tháo

khỏi thiết bị

khỏi dịch cần lọc

oĐộng cơ để quay trục vít xoắn

lọc Trục vít xoắn quay tạo ra lực ly tâm làm cho các hạt rắnchuyển động ra khỏi tâm buồng lọc và va vào thành thiết bị.Những hạt rắn này sẽ được trục vít đẩy về ống tháo bã Phần lỏngcòn lại tiếp tục qua màng lọc theo ống tháo sản phẩm ra ngoài

f) Nấu

 Mục đích : chế biến và hoàn thiện

 Các biến đổi trong quá trình nấu

có thể bị thay đổi dưới tác dụng của nhiệt độ nhưng không làm ảnhhưởng nhiều tới sản phẩm

dụng

 Thiết bị

trong quá trình nấu

phía vỏ, đưa dung dịch lên nhiệt độ yêu cầu trong thời gian 20phút Cánh khuấy hoạt động liên tục, từ lúc sữa được đưa vàotrong thiết bị cho đến khi tháo ra ngoài.

g) Phối trộn

 Mục đích : hoàn thiện

 Các biến đổi trong quá trình phối trộn

 Thiết bị

phụ gia

lượng nước đường : khối lượng đậu ban đầu là 5 : 1

o CMC: Lượng sử dụng là 0,1% trên toàn bộ sản phẩm

o Kali sorbat: Lượng sử dụng là 500ppm

quá trình nấu kết thúc, ta tiến hành đưa syrup và phụ gia vào đểkhuấy trộn

h) Bài khí

 Mục đích : chuẩn bị và bảo quản

hộp, biến dạng, hở mí ghép, bật nắp…

 Các biến đổi trong quá trình bài khí

hơi) và pha lỏng (dịch sữa), có sự chuyển pha của nước (từ lỏng sanghơi rồi từ hơi sang lỏng – để thu lại lượng nước thất thoát theo cácchất khí bay hơi)

 Thiết bị

 Phương pháp thực hiện : Quá trình bài khí

thiết bị Cửa vào cho sữa có tiết diện khá rộng được bố trí trênthân thiết bị

thiết bị trao đổi nhiệt rồi đi vào thiết bị bài khí theo phương tiếptuyến với thiết bị bài khí dạng hình trụ qua cửa nhập liệu Người tasẽ tạo ra một áp lực chân không thích hợp trong thiết bị bài khí sao

phân tán, hoà tan và một phần hơi nước cùng các hợp chất dễ bayhơi khác thoát ra khỏi thiết bị Toàn bộ hỗn hợp này sẽ được đivào bộ phận ngưng tụ được đặt ở trên đỉnh thiết bị bài khí Khi đónước và một số cấu tử sẽ được chuyển sang dạng lỏng rồi tự chảyxuống phía đáy thiết bị bài khí Còn khí và các cấu tử khôngngưng tụ sẽ được bơm chân không hút thải ra ngoài Các khí phântán và một phần hơi thoát ra khỏi sữa sẽ làm tăng tốc độ dòngchuyển động của sữa theo các vòng xoáy đi xuống phía đáy thiết

bị và thoát ra ngoài theo cửa thoát sản phẩm

i) Đồng hóa

 Mục đích : hoàn thiện và chuẩn bị cho quá trình tiệt trùng.

 Các biến đổi trong quá trình đồng hóa

Trong quá trình, nhiệt độ có tăng nhưng không làm ảnh hưởng đếntính chất cảm quan của sản phẩm

hạt phân tán bị giảm kích thước nên bề mặt tiếp xúc pha tăng lên

mịn hơn so với lúc chưa đồng hóa

Hơi nước

 Thiết bị

giai đoạn : giai đoạn 1 ở áp suất 3500 psi, giaiđoạn 2 ở áp suất 500 psi

bao gồm một bơm piston đểđưa nguyên liệu vào máy,hai khe hẹp và hai hệ thốngthuỷ lực tạo đối áp Người tathường sử dụng chung một bể dầucho hai hệ thống thuỷ lực trên

một bơm piston Bơm sẽ tăng áp lực cho sữa lên 3500 psi tại đầuvào của khe hẹp thứ nhất Người ta sẽ tạo một đối áp lên sữa bằngcách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp trong thiết bị Sau khi quakhe hẹp thứ nhất các hạt pha phân tán bị phá vỡ và giảm kíchthước Tuy nhiên chúng có thể bị kết dính với nhau và tạo thànhchùm hạt Sau đó, sữa được tạo đối áp để tăng áp lực lên 500 psitại đầu vào của khe hẹp thứ hai Việc thực hiện giai đoạn đồnghoá tiếp theo nhằm duy trì đối áp ổn định cho giai đoạn đồng hoácấp một, đồng thời tạo điều kiện cho các chùm hạt của pha phântán tách ra thành từng hạt phân tán riêng lẻ, chống lại hiện tượngtách pha trong quá trình bảo quản sữa sau này Khi ra khỏi thiết bị,các hạt có kích thước nhỏ hơn, phân bố đều trong pha liên tục

j) Nâng nhiệt

 Mục đích : chuẩn bị

 Các biến đổi trong quá trình nâng nhiệt

Trong quá trình nâng nhiệt hầu như không có quá trình biến đổi nào sâu sắcdiễn ra

 Thiết bị

gia nhiệt bản mỏng

Thiết bị gồm có nhiều

đĩa thép không gỉ được xếp thành một hệ thống truyền nhiệt Môichất nóng dùng là nước nóng Những đĩa trong hệ thống được cấutạo đặc biệt để quá trình truyền nhiệt được tối ưu, tăng diện tíchtruyền nhiệt bằng cách thiết kế nhiều rãnh song song đan xennhau trên đĩa Các chất lỏng đi vào và đi ra qua những lỗ trên mộtgóc của đĩa.

k) Rót chai, đóng nắp

 Mục đích : bảo quản và hoàn thiện

 Các biến đổi trong quá trình rót chai, đóng nắp

Trong quá trình chiết rót vào chai, đóng nắp hầu như không có biến đổi sâusắc nào diễn ra

 Thiết bị

sữa được chiết rót nóng ở

thủy tinh, sau đó tiến hànhđóng kín nắp

bị rót dịch, đóng nắpđược tự động hoàntoàn Trước khi rótdịch, bao bì được xử lý như sau :

o Chai được băng tải chuyển ngược đầu để dốc hết nước trongchai ra

o Chai được dốc ngược đầu để loại hết nước trong chai ra ngoài

o Chai được chuyển vào bể chứa dung dịch kiềm 1,5%, ở nhiệt

cũng bằng thời gian ngâm chai trong bể và sau đó được dốcngược để thoát hết dịch trong chai ra, đồng thời chai cũng đượcphun dung dịch kiềm

Van giảm áp lực Lưu lượng kế

Thiết bị trao đổi nhiệt

Gia nhiệt hơi nước trước

Không khí vào

Nước lạnh

tháo sạch nước trong chai

tháo nước

clorine 2ppm và làm ráo

vào thiết bị rót dịch, với hệ thống tự động sữa được rót vào chaimột lượng cố định và chính xác Sau khi rót dịch, chai được đóngnắp ngay

l) Tiệt trùng

 Mục đích : bảo quản

phẩm

 Các biến đổi trong quá trình tiệt trùng

sữa giảm

sinh vật trong sữa bị tiêu diệt hoàn toàn giúp kéo dài thời gian bảoquản sản phẩm

các thành phần dinh dưỡng

protein có thể tiếp tục bị đông tụ nhưng không đáng kể vì sản phẩmđã trải qua các giai đoạn xử lý nhiệt

Nu ? c Tạp chất lớn Nu o c

Tạp chất nhẹ

trong 20 phút

xếp vào các két lớn và cho vào thiết bị tiệt trùng Kết thúc quátrình tiệt trùng các két được lấy ra và các két mới tiếp tục cho vào.3) Thuyết minh quy trình công nghệ 2

Quy trình công nghệ sản xuất sữa đậu nành thứ hai tương tự với quy trình côngnghệ sản xuất sữa đậu nành thứ nhất, chỉ khác ở quá trình làm sạch, tách vỏ hạtđậu nành bằng hai phương pháp có bản chất khác nhau

a) Làm sạch

 Mục đích : chuẩn bị

 Các biến đổi trong quá trình làm sạch

nước trương nở lên

những tạp chất lẫn với đậu cũng như tạp chất cơ học bám trên hạt đậu

 Thiết bị

để điều khiển đường đi của đậu, tạp chất trong nước Có nhữngtấm chặn để tận thu đậu

phận nhập liệu Dòng khí động được thổi từ dưới đáy thiết bị qua

của đậu Những tạpchất nặng rơi xuốngđáy và được tháo rangoài Những tạp chất