Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua uống tách 3/4 béo, năng suất 28000 tấn nguyên liệu sữa tươi/năm có kết cấu nội dung gồm 4 chương, nội dung tài liệu gồm có: Giới thiệu về nguyên liệu, các quá trình biến đổi sinh học trong sản xuất sữa chua, Chọn và thuyết minh dây chuyền, cân băng vật chất, tính toán và chọn thiết bị.
Trang 1ứ ầ tiêu dùng trong c n c, b i th ả ướ ở ế mà n c ta ướ v n ph i ẫ ả nh p ậ kh uẩ
s n ả ph m ẩ t ừ n c ướ ngoài v , đ ng th i ch t l ng s n ề ồ ờ ấ ượ ả ph m ẩ ở trong n c còn ướ
th p. ấ Ngoài giá tr dinh ị d ng cao, trong ưỡ s a còn có r t ữ ấ nhi u ch t ề ấ c n ầ thi t ế cho
c th nh là các axit ơ ể ư amin không thay th , ế mu i ố khoáng,… Ng i ta đã ườ bi t ế dùng
s a vào ữ nhi u ề m c đích ụ khác nhau nh đ ư ể ch a ữ các b nh ệ v ề đ ng ru t, gi iườ ộ ả
đ cộ , Theo d đoán c a các chuyên gia, kho ng 3 năm n a th trự ủ ả ữ ị ường s a chuaữ
s phát tri n nh s a tẽ ể ư ữ ươi hi n gi Còn theo thông tin đệ ờ ược công b t i h iố ạ ộ
th oả " ng d ng công ngh cao và phát tri n b n v ng s a t Ứ ụ ệ ể ề ữ ữ ươ ạ i s ch t i Vi t ạ ệ Nam" thì th trị ường s a chua (s a chua ăn và s a chua u ng) đ t x p x 245ữ ữ ữ ố ạ ấ ỉ nghìn t n, tấ ương đương 10,5 nghìn t đ ng năm 2013. Trong tỷ ồ ương lai không xa,
đ n năm 2017 con s này ế ố ước tính s tăng lên 500 nghìn t n, tẽ ấ ương đương h nơ
25 nghìn t đ ng.ỷ ồ
T th c t trên, ừ ự ế trong nh ng ữ năm g n đây nhà ầ n c ướ đã t ổ ch c ứ khai thác
ti m năng ề và phát tri n ể đàn bò s a ữ theo hình th c ứ qu c doanh ố k t h p v i quy môế ợ ớ
nh ỏ trong các h ộ nông dân d a ự trên các đi u ki n ề ệ ở đ a ị ph ng, ươ các gi ng ố bò
nh p ậ t ừ n c ướ ngoài và ti n hành ế xây d ng ự các nhà máy ch ế bi n ế s a chua u ngữ ố
m iớ
Là m t sinh viên công ngh sinh h c, tôi ch n đ tàiộ ệ ọ ọ ề : Thi t k phân ế ế
x ưở ng s n xu t s a chua u ng tách 3/4 béo, năng su t 28000 t n nguyên li u ả ấ ữ ố ấ ấ ệ
s a t ữ ươ i / năm .
Các s li u ố ệ
S a t ữ ươ i có t ng ch t khô 13,5% trong đó 3,5% ch t béo ổ ấ ấ
Trang 2 S n ph m s a chua u ng ít béo có 5% đ ả ẩ ữ ố ườ ng
M C L C Ụ Ụ
DANH SÁCH B NG Ả
Trang 3DANH SÁCH HÌNH NH Ả
Trang 4DANH SÁCH S Đ Ơ Ồ
Trang 6
Ch ươ ng 1: T NG QUAN TÀI LI U Ổ Ệ
A. GI I THI U V NGUYÊN LI U.Ớ Ệ Ề Ệ
1.1 S a tữ ươi [01]
S a là lo i th c ph m r t giàu ch t dinh dữ ạ ự ẩ ấ ấ ưỡng, trong s a có đ y đ cácữ ầ ủ
ch t c n thi t cho cho vi c t o thành các t ch c c th , c th có kh năng h pấ ầ ế ệ ạ ổ ứ ơ ể ơ ể ả ấ
th s a r t cao. Trong s a có đ y đ các ch t dinh dụ ữ ấ ữ ầ ủ ấ ưỡng nh : ch t béo, đư ấ ườ nglactoza, các vitamin, ch t khoáng, các enzym, …ấ
Ngoài ra trong s a còn có đ y đ các acid amin không thay th Đây là cácữ ầ ủ ế acid amin r t c n thi t cho c th Có th nói không m t lo i th c ph m nào cóấ ầ ế ơ ể ể ộ ạ ự ẩ
đ y đ các thành ph n và s lầ ủ ầ ố ượng các ch t dinh dấ ưỡng c n thi t cho c thầ ế ơ ể
nh s a.ư ữ
1.1.1 Tính ch t v t lí c a s a tấ ậ ủ ữ ươi [01, tr. 12]
S a là m t ch t l ng màu tr ng đ c, có đ nh t l n h n hai l n so v iữ ộ ấ ỏ ắ ụ ộ ớ ớ ơ ầ ớ
Trang 7 Đ chua: 1518(oD)ộ
S c căng b m t 200ºC: 50 (dynes/cm)ứ ề ặ ở
Th oxy hóa kh : 0,1 0,2 (V)ế ử
Đ d n đi n: 0,004 0,005 (1/ohm.cm)ộ ẫ ệ
1.1.2 Thành ph n hóa h c và c u trúc c a s a tầ ọ ấ ủ ữ ươi [01, tr. 15]
V phề ương di n hóa lý ngệ ười ta coi s a nh m t th keo g m các ti u c uữ ư ộ ể ồ ể ầ béo (đường kính t 35 µm) và các mixen protein (đừ ường kính g n 0,1 µm trongầ pha phân tán là nước)
Nước: là thành ph n l n nh t và quan tr ng nh t chi m t l 9/10 c a thànhầ ớ ấ ọ ấ ế ỉ ệ ủ
ph n s a, còn l i là t ng các ch t khô (chi m 125130 g/l s a).ầ ữ ạ ổ ấ ế ữ
B ngả 1.1: B ng ả tóm t t thành ph n hóa h c trung bình c a m t lít s a bò:ắ ầ ọ ủ ộ ữ
I.Thành ph n t o hình hay cung c pầ ạ ấ
năng lượng
Nước
900910g3545gII.Các ch t ấ xúc tác sinh h c (không đ nh l ng ọ ị ượ hay ở tr ng thái ạ v t) ế Các
Trang 81.1.3 Các ch t ch a Nito trong s a tấ ứ ữ ươi [01].
Protein trong s a là ch t đ m hoàn thi n b i vì nó ch a h u h t các acidữ ấ ạ ệ ở ứ ầ ế amin đ c bi t là các acid amin không thay th Các acid amin ch y u có m tặ ệ ế ủ ế ặ trong s a tính theo % ch t khô nh sau:ữ ấ ư
B ng 1.2: Các ch t ch a nito trong s a tả ấ ứ ữ ươi
Valin 7,2% Cystin và
cystein
Trang 9Trong các thành ph n trên, cazein đầ ược coi là thành ph n quan tr ng nh tầ ọ ấ
c a s a.V m t c u trúc, cazein là các h t c u có đủ ữ ề ặ ấ ạ ầ ường kính thay đ i t 40ổ ừ
÷200 mm và b ng phằ ương pháp ly tâm người ta có th t p h p t t c các h tể ậ ợ ấ ả ạ này th l ng nh keo có màu tr ng ho c k t t a cazein dở ể ắ ư ắ ặ ế ủ ướ ại d ng h t mixenạ
l n nh quá trình axit hoá s a đ n pH đ ng đi n (pH = 4,6).ớ ờ ữ ế ẳ ệ
Ði u quan tâm trong công ngh ch bi n s a v thành ph n cazein là sề ệ ế ế ữ ề ầ ự không đ ng nh t c a các thành ph n cazein, vì trong cazein có a, b, l cazein. aồ ấ ủ ầcazein chi m 60ế % cazein toàn ph n, bcazein chi m 30% cazein toàn ph n, l ầ ế ầ
cazein chi m 410% cazein toàn ph n. Khi nhi t đ vế ầ ệ ộ ượt quá 7580ºC có sự
bi n tính c a canxi phosphocazeinat b i vì m t ph n mu i canxi hoà tan chuy nế ủ ở ộ ầ ố ể thành canxi riphosphat hông hoà tan nh hả ưởng đ n cân b ng gi a các mixenế ằ ữ phosphocazein và các mu i khoáng hoà tan.ố
1.1.4 Đường Lactoza trong s a tữ ươi [01]
Đ ng lactoza trong ườ s a có hàm ữ l ng trung bình ượ 50 g/l và t n t i ồ ạ d i ướ hai
d ngạ , α βlactoza. Khi th y ủ phân lactoza cho ra m t phân ộ t ử đ ng glucoza ườ và
m t phân ộ t ử đ ng galactoza ườ theo ph ng trình t ng ươ ổ quát:
đ c. Khi ngặ ười ta làm l nh s n ph m này, đạ ả ẩ ường lactoza ban đ u s tr ng tháiầ ẽ ở ạ
Trang 10dung d ch quá bão hòa r i sau đó k t tinh. S k t tinh đị ồ ế ự ế ường này nh hả ưởng đ nế
ch t lấ ượng c a s a cô đ c. N u x y ra s hình thành các tinh th l n, s n ph mủ ữ ặ ế ả ự ể ớ ả ẩ
có c u trúc nh d ng cát và không thích h p. Ngấ ư ạ ợ ượ ạc l i, n u s k t tinh đế ự ế ườ nglactoza x y ra dả ướ ại d ng hình thành các tinh th nh (kích thể ỏ ước h t k t tinh nhạ ế ỏ
h n 0,01 mm), s a cô đ c t n t i dơ ữ ặ ồ ạ ướ ại d ng m t c u trúc và đ b n ch cộ ấ ộ ề ắ mong
mu n. Đi u ki n này đố ề ệ ược hình thành trong quá trình t o m m tinh th V i hi uạ ầ ể ớ ệ
qu này, c n ph i gi s a cô đ c tr ng thái quá bão hòa thích h p và kh i màuả ầ ả ữ ữ ặ ở ạ ợ ơ
s k t tinh nh b t s a hay m m k t tinh nh c a đự ế ờ ộ ữ ầ ế ỏ ủ ường lactoza
Đ ngườ lactoza c aủ s aữ r tấ nh yạ c mả b iở nhi t.ệ Nhi tệ độ từ 110130ºC x yả
ra d ng m t n c ạ ấ ướ c a ủ tinh th ể đ ng. Trên ườ 150ºC ta nh n đ c ậ ượ màu vàng và ở 170ºC màu nâu đ m ậ hình thành b i quá ở trình caramen hóa. Tuy nhiên ở trong s a,ữ
ng i ườ ta nh n ậ th y ấ r ng ằ s ự xu t hi n màu ấ ệ vàng x y ả ra ở nhi t ệ đ ộ không cao l mắ (<130ºC). Ngoài các s n ả ph m ẩ s n ả sinh ra do s ự caramen hóa đ ng lactoza, cũngườ còn ph i ả k ể đ n ế ph n ả ứng c a ủ đ ng ườ v i các ớ ch t ấ ch a nit kéo ứ ơ theo s xu tự ấ
hi n các thành ph n ệ ầ có màu nâu đ c ượ g i ọ là melanoidin. Ph n ng ả ứ này r t ấ m nhạ
và c ơ ch còn ế ít bi t đ n và ế ế ph n ả ứng đượ xúc tác b ic ở thành ph nầ s tắ và đ ngồ cũng như phosphat
Đ ng lactoza ườ có th lên ể men đượ d i c ướ tác d ng ụ c a vi sinh v t ủ ậ và có thể
t o ạ thành các s n ph m khác ả ẩ nhau có l i. M t trong các bi n đ i ợ ộ ế ổ th ng ườ g p nh tặ ấ
và quan tr ng ọ nh t ấ là s t o ự ạ thành acid lactic gây nên b i ở ph n ầ l n các vi khu n:ớ ẩC
v i s ớ ố l ng khác nhau ượ tu ỳ thu c ộ vào ch ng lo i ủ ạ vi khu n chính ẩ c a s bi n ủ ự ế đ iổ
và đi u ki n ề ệ bi n đ ng. Trong ế ộ s các ố ch t ấ nh n ậ đ c, m t ượ ộ vài ch t đóng vai tròấ trong vi c hình thànhệ các ch tấ th mơ c aủ các s nả ph mẩ s aữ nh :ư
Trang 111.1.5 Các mu i khoáng trong s a tố ữ ươi
Do trong s a có m t có các cation Kữ ặ +, Na+, Mg2+, Ca2+ và các anion c a cácủ acid phosphoric, limonic, clohydric nên trong s a có nhi u lo i mu i khác nhau.ữ ề ạ ố
Nh ng ch y u là các mu i clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat.ư ủ ế ố
Trong t t c mu i trên, mu i canxi có ý nghĩa r t l n đ i v i con ngấ ả ố ố ấ ớ ố ớ ườ ặ i đ c
bi t là tr em. Hai nguyên t Ca và P trong s a có t l r t hài hoà Ca/P = 1/1,3 ệ ẻ ố ữ ỉ ệ ấ ở
ho c đông t r t ch m. Ngặ ụ ấ ậ ượ ạc l i, n u s a có hàm lế ữ ượng canxi cao thì s bẽ ị đông t b i renin nhanh h n nh ng qu n s a (gel đông t ) l i không m n. Trongụ ở ơ ư ệ ữ ụ ạ ị
s a canxi n m trong các h p ch t canxi caseinat, canxi phosphat, canxi limonat ữ ằ ợ ấTrong s a còn có Mg (12 mg%), K (113–171 mg%), Na (30–77 mg%). T lữ ỷ ệ K/Na =3,3 tương ng v i t l này trong s a m Mu i kali và natri có tác d ngứ ớ ỷ ệ ữ ẹ ố ụ
gi tr ng thái cân b ng mu i trong s a, gi áp su t th m th u tr ng thái bìnhữ ạ ằ ố ữ ữ ấ ẩ ấ ở ạ
thường. Các mu i c a acid phosphoric là nh ng h p ch t đ m đi n hình có tácố ủ ữ ợ ấ ệ ể
d ng gi cân b ng h mu i và h keo c a s a.ụ ữ ằ ệ ố ệ ủ ữ
1.1.6 Ch t béo trong s a tấ ữ ươi
Ch t béo trong s a đấ ữ ược coi là thành ph n quan tr ng v m t dinh dầ ọ ề ặ ưỡng,
Trang 12ch t béo có đ sinh năng lấ ộ ượng cao có ch a các vitamin hoà tan (A,D,E). Ð iứ ố
v i các s n ph m s a lên men ch t béo nh hớ ả ẩ ữ ấ ả ưởng t i mùi v tr ng thái c a s nớ ị ạ ủ ả
ph m.ẩ
Phân lo i:ạ
Ch t béo trong s a g m hai 2 lo i: đ n gi n và ph c t p.ấ ữ ồ ạ ơ ả ứ ạ
+Ch t béo đ n gi n: có hàm lấ ơ ả ượng 35÷45 g/l g m acid béo no và khôngồ
no nh : acid oleic, acid palmitic, acid stearic.ư
+Ch t béo ph c t p: thấ ứ ạ ường ch a m t ít P, N, S trong phân t , các ch tứ ộ ử ấ béo ph c t p này có tên g i chung là phosphoaminolipit đ i di n là lexitin vàứ ạ ọ ạ ệ xephalin
Đ c tính hoá lí c a ch t béo:ặ ủ ấ
Trang 13 C u trúc: Ch t béo có trong s a t n t i dấ ấ ữ ồ ạ ưới d ngạ
huy n phù c aề ủ các h t nh hình c u ho c ôvan có đạ ỏ ầ ặ ường kính
2÷10 µm
C u trúc ti u c u béo: không đ ng nh t, nhân là triglyxerit có đi m nóngấ ể ầ ồ ấ ể
ch y th p giàu acid oleic và luôn d ng l ng trong đi u ki n nhi t đ môiả ấ ở ạ ỏ ề ệ ệ ộ
trường. Ph n ngo i vi ti p xúc v i màng ch a các glyxerit v i ch s iot r tầ ạ ế ớ ứ ớ ỉ ố ấ
th p (56) nh ng có đi m nóng ch y cao có th đông đ c l i nhi t đ môiấ ư ể ả ể ặ ạ ở ệ ộ
trường.V b c ti u c u béo là m t màng protit có c u t o ph c t p g m 2ỏ ọ ể ầ ộ ấ ạ ứ ạ ồ
ph n: ph n có th hòa tan đầ ầ ể ược và ph n không th hoà tan đầ ể ược trong nướ c
B m t bên trong c a màng có liên quan m t thi t v i m t l p ph có b n ch tề ặ ủ ậ ế ớ ộ ớ ụ ả ấ phospholipit có thành ph n ch y u là lexitin và xephalin. Màng ti u c u béoầ ủ ế ể ầ còn ch a nhi u ch t khác nh s t, đ ng (các ch t xúc tác sinh h c), các enzymứ ề ấ ư ắ ồ ấ ọ
nh t là enzym phosphataza mang tính ki m t p trung trongấ ề ậ ph nầ protit và enzym reductaza có trong ph nầ không hoà tan được
Trong quá trình làm l nh các tryglyxerit ngo i vi b t đ u k t tinh t 6ạ ạ ắ ầ ế ừ 7ºC gây ra s co rút thành ph n protein làm cho b m t l p v màng c a các c uự ầ ề ặ ớ ỏ ủ ầ béo b phá v và có th b k t tinh làm m t đi tính m m m i c a thành ph nị ỡ ể ị ế ấ ề ạ ủ ầ
ch t béo. nhi t đ l nh t t c các ch t béo h u h t đấ Ở ệ ộ ạ ấ ả ấ ầ ế ượ ậc t p trung b m tở ề ặ
và thành t ngừ kh i.ố
Khi đun nóng s a trên 6ữ 5ºC protein c a màng b bi n tính và t t c cácủ ị ế ấ ả glyxerit đ u tr thành d ng l ng. Ch t béo hoàn toàn b nóng ch y và xu t hi nề ở ạ ỏ ấ ị ả ấ ệ màng cream đ ng th i gây ra s k t dính b m t c a các c u béo. Do v y, cóồ ờ ự ế ở ề ặ ủ ầ ậ
th nói màng có tính ch t b o v ch t béo kh i nh ng bi n đ i.ể ấ ả ệ ấ ỏ ữ ế ổ
1.1.6 Các ch t xúc tác hóa h c trong s a tấ ọ ữ ươi
1.1.6.1 Vitamin
Trang 14S a đữ ược coi là th c ph m cân đ i nh t v s lự ẩ ố ấ ề ố ượng vitamin tuy v i hàmớ
lượng không l n l m. Hàm lớ ắ ượng vitamin trong s a cũng chia thành 2 nhómữ theo kh năng hoà tan c a chúng trong nả ủ ước hay ch t béo:ấ
+Nhóm vitamin hoà tan trong ch t béo: Vitamin A, D, E, ch y u n mấ ủ ế ằ trong thành ph n c a m s a.ầ ủ ỡ ữ
+Nhóm vitamin hoà tan trong nước: B, C, PP
1.1.6.2 Các enzyme
Các enzym t n t i trong s a có ý nghĩa l n trong công ngh ch bi n s aồ ạ ữ ớ ệ ế ế ữ
và các s n ph m s a cũng nh b o qu n s a, các enzym trong s a đả ẩ ữ ư ả ả ữ ữ ược chia làm hai nhóm chính:
+Nhóm enzym thu phân: g m lipaza, photphataza, galactaza, proteaza,ỷ ồ amylaza. Trong đó, vai trò c a các enzym lipaza có tính quy t đ nh đ n quá trìnhủ ế ị ế
ch bi n và b o qu n s a. Lipaza có tác d ng thu phân ch t béo t o thành acidế ế ả ả ữ ụ ỷ ấ ạ béo và glyxerin có pH = 9,4
+Nhóm enzym oxy hoá: g m reductaza, lactoperoxydaza catalaza Cácồ enzym này có vai trò quan tr ng trong quá trình làm bi n tính s a.ọ ế ữ
1.1.6.3 Các vi sinh v t [03].ậ
G m: Vi khu n, n m men, n m m c.ồ ẩ ấ ấ ố
+N m men: Có d ng hình c u, elip, tr , kích thấ ạ ầ ụ ướ ớc l n nh t t 2×9 µm.ấ ừ
Ph n đông các lo i chuy n đầ ạ ể ường thành rượu và sinh s n theo ki u n y ch i.ả ể ả ồ+N m m c: Ch y u là ấ ố ủ ế Muco và Rhizopus. Các lo i n m m c này gây nênạ ấ ố
nh ng bi n đ ng x u đ n quá trình s n xu t s n ph m phomat d ng nhão.ữ ế ộ ấ ế ả ấ ả ẩ ạ
Ngoài ra còn có các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide và Monilia.
T t c các loài n m m c này đ u hô h p m nh và phát tri n trên b m tấ ả ấ ố ề ấ ạ ể ề ặ
Trang 15c a môi trủ ường nuôi c y. Chúng phát tri n thích h p trên các môi trấ ể ợ ường acid và trong s a t o acid lactic.ữ ạ
+Vi khu n: H u h t có kích thẩ ầ ế ướ ếc t bào đ ng nh t, kích thồ ấ ước c a nóủ không vượt quá vài micromet Các vi khu n trong s a: ẩ ữ Coccus, Bacterium, Clostridium, Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin, quan tr ng nh t làọ ấ
vi khu n lactic v i các đ c tính ch y u sau:ẩ ớ ặ ủ ế
Hô h p hi u khí hay y m khí tùy ti n.ấ ế ế ệKhông s n sinh ra enzym catalaza vì v y chúng không phân h yả ậ ủ
nước oxy già
Không s n sinh ra các h p ch t nitrat.ả ợ ấ
Ít ho c không ti t ra enzym proteaza trong s a nh ng đôi khi trong phomatặ ế ữ ư các vi khu n lactic đóng vai trò quan tr ng trong vi c phá h yẩ ọ ệ ủ thành ph n casein.ầ
Lên men các lo i đạ ường các đi u ki n khác nhau.ở ề ệCác lo i vi khu n đi n hình trong công ngh ch bi n s a là:ạ ẩ ể ệ ế ế ữ
Streptococcus thermophillus được coi là tác nhân c a s hình thành axit và quáủ ự trình chín c a pho mát.ủ
Nhóm vi khu n Lactic là vi khu n s a chung nh t bao g m ẩ ẩ ữ ấ ồ Streptococcus cremoris và Streptococcus lactic là tác nhân c a s đông t t nhiên m t vài loàiủ ự ụ ự ộ
c a chúng s n sinh ra các kháng sinh. ủ ả Clostridium tác nhân c a s ph ng lên c aủ ự ồ ủ phomat
Loài Leuconostoc oenos đ u là các loài lên men không đi n hình, lên menề ể các lo i đạ ường t o ra m t ít acid lactic ho c axetoin t diaxetyl là các h p ch tạ ộ ặ ừ ợ ấ
t o nên hạ ương th m t nhiên c a b ơ ự ủ ơ
Vi sinh v t gây b nh:ậ ệ
Trang 16T n t i trong s a do quá trình nhi m t ngồ ạ ữ ễ ừ ười ho c đ ng v t, đ c tr ng làặ ộ ậ ặ ư
Samonella typhi, Samonella paratyphi, Shigella dysenterial, . . .Tác đ ng đ n hộ ế ệ
vi sinh v t thông thậ ường
+ 6Ở 0ºC và gi nhi t đ này trong vài phút làm cho ph n l n h vi sinhữ ệ ộ ầ ớ ệ
v t b tiêu di t. Ngo i tr , m t s loài vi khu n (c u khu n, liên c u khu n vàậ ị ệ ạ ừ ộ ố ẩ ầ ẩ ầ ẩ các tr c khu n) v n t n t i. M t s loài vi sinh v t có kh năng sinh bào t , bàoự ẩ ẫ ồ ạ ộ ố ậ ả ử
t c a chúng ch có th b tiêu di t m t cách ch c ch n nhi t đ cao h nử ủ ỉ ể ị ệ ộ ắ ắ ở ệ ộ ơ 100ºC r t nhi u.ấ ề
1.1.7 Nước trong s a tữ ươi
Nước là thành ph n l n nh t và quan tr ng trong s a tầ ớ ấ ọ ữ ươi, chi m 90%ế thành ph n trong s a tầ ữ ươi. Nước trong s a bao g m nữ ồ ướ ực t do, nước liên k t,ế
nước k t tinh và nế ướ ươc t ng. Ngoài nước k t tinh còn l i các lo i nế ạ ạ ước đ u cóề giá tr trong công nghi p ch bi n s a.ị ệ ế ế ữ
1.2 Siro
Đ tăng v ng t cho s a chua, ngể ị ọ ữ ười ta b sung thêm siro ho cổ ặ
đường( glucose, saccharose ) vào s a trong quá trình ch bi n. Ngữ ế ế ười ta có thể
b sung tr c ti p ho c gián ti p dổ ự ế ặ ế ướ ại d ng puree trái đ i v i các s n ph mố ớ ả ẩ giành cho người ăn kiên, các nhà s n xu t s d ng ch t t o ng t. Thông d ngả ấ ử ụ ấ ạ ọ ụ
Trang 17v ng t, không có mùi v l ị ọ ị ạ
Màu s cắ Tinh th màu tr ng. Khi pha vàoể ắ
nướ ấc c t cho dung d ch trong.ị
Tinh th màu tr ng ngà đ n tr ng.ể ắ ế ắ Khi pha vào nước c t cho dungấ
d ch tị ương đ i trongố1.2.2 Các ch tiêu lý – hóa ỉ
Ph i phù h p v i yêu c u quy đ nh trong b ng 2.ả ợ ớ ầ ị ả
3. Tro d n đi n, % kh i lẫ ệ ố ượng (m/m), không l n h nớ ơ 0,07 0,1
4. S gi m kh i lự ả ố ượng khi s y 105ấ ở oC trong 3 h, %
kh i lố ượng (m/m), không l n h nớ ơ 0,06 0,07
Trang 18 Không đ c h i đ i v i c th con ngộ ạ ố ớ ơ ể ười.
Ph i tuân th các qui đ nh c a t ch c lả ủ ị ủ ổ ứ ương th c th gi i( FAO), quyự ế ớ
đ nh Vi t Nam.ị ệ
Trong công nghi p s n xu t s a chua u ng, s d ng ch y u ch t ph giaệ ả ấ ữ ố ử ụ ủ ế ấ ụ
kí hi u 5846, có hàm lệ ượng 0.1% 0.5% có thành ph n ch y u là pectin, gelatin,ầ ủ ế tinh b t ngô bi n tính.ộ ế
1.4 Vi sinh v t [03].ậ
B ng 1.5 Các gi ng vi sinh v t trong s n xu t s a chuaả ố ậ ả ấ ữ
Trang 19Gi ng vi sinh v tố ậ Lo iạ
Vi khu nẩ
Lactobacillus L.delbrueckii
L.delbrueckii ssp lactis L.delbrueckii ssp bulgaricus L.helveticus
L.acidophilus L.casei
L.kefir Lactococcus L.lactis ssp lactis
L.lactis ssp lactis var diacetylatis L.lactis ssp cremoris
L. mesenteroides ssp cremoris S.thermophilus
P.pentosaceus P.acidilactis A.aceti
C.kefir S.cerevisiae S.lactis T.delbrueckii
N m s i ấ ợ
Geotrichum G.candidum
B. CÁC QUÁ TRÌNH BI N Đ I SINH H C TRONG S N XU T S AẾ Ổ Ọ Ả Ấ Ữ
Trang 201.1 Bi n đ i sinh hóa khi lên men s aế ổ ữ
Dưới tác d ng c a h vi sinh v t, đụ ủ ệ ậ ường lactose b bi n đ i thành nhi uị ế ổ ề thành ph n khác nhau, quan tr ng nh t là t o thành acid lactic trong quá trình lênầ ọ ấ ạ men s a.ữ
Trang 21Trang 22
Ch ươ ng 2: Ch n và thuy t minh dây chuy n ọ ế ề
2.1 Dây chuy n công ngh [04].ề ệ
Trang 232.2 Thuy t minh dây chuy n công nghế ề ệ.
2.2.1 Nguyên li u s a tệ ữ ươi [01]
S a tữ ươi là nguyên li u chính dùng đ s n xu t các s n ph m s a c a nhàệ ể ả ấ ả ẩ ữ ủ máy. Ch t ấ l ng c a ượ ủ nguyên li u ệ có tính quy t đ nh đ n ế ị ế ch t l ng c a s nấ ượ ủ ả
ph m, ẩ s a ữ t iươ càng t t thì s n ph m ố ả ẩ có ch t l ng càng cao. ấ ượ Vì v y, ậ khi l y ấ s aữ
t i ươ đ s n ể ả xu t ph i ấ ả đ m b o ả ả là đ t ạ yêu c u v ầ ề ch t l ng.ấ ượ
S a đữ ượ ấ ừc l y t nh ng con bò kh o m nhữ ẻ ạ
S a ữ có mùi th m t ơ ự nhiên, không có v ịl , không ch a ạ ứ ch t kháng ấ sinh và các ch t ấ t y ẩ r a.ử
S a có thành ph n t nhiênữ ầ ự
S a ữ ph i t i ả ươ và đ c ượ làm l nh ạ ngay đ n nhi t ế ệ đ 8ộ 100C sau khi v t.ắ Kho và thi t ế b ịph i ả s ch ạ s ẽ và ph i b o qu n ả ả ả đúng ở nhi t ệ đ ộ yêu c u.ầCác ch tiêu c a s a:ỉ ủ ữ
Ch tiêu c m quan:ỉ ả
+ Màu s c: màu đ c tr ng c a s a tắ ặ ư ủ ữ ươ ừ ắi t tr ng đ c đ n nh tụ ế ạ
+ Mùi v : mùi v th m ngon đ c tr ng c a s a tị ị ơ ặ ư ủ ữ ươi, không được có mùi
Trang 24+ Hàm lượng acid (tính theo acid lactic) không nh h n 0,2%.ỏ ơ
Ch tiêu vi sinh v t c a s a tỉ ậ ủ ữ ươi theo đúng qui đ nh:ị
+ T ng s t p trùng không đổ ố ạ ược quá 50 000 vi khu n l c trong 1ml s a.ẩ ạ ữ
+ Coliform nh h n 20 khu n l c /1 ml s a.ỏ ơ ẩ ạ ữ
+ Không được có vi trùng gây b nh.ệ
2.2.2 Ki m tra, l c [01].ể ọ
Ki mể tra: S aữ tươ l yi ấ từ các tr mạ thu mua ph iả đ cượ ki mể tra kĩ, tr cướ khi
đ a ư vào s nả xu tấ ph iả ki mể tra độ chua, độ nhi mễ khu n,ẩ tỷ tr ng,ọ hàm l ngượ
ch tấ khô, hàm l ngượ protein và nhi tệ độ c aủ s a,ữ đ ngồ th iờ ph iả khu yấ đ uề s aữ
để tránh n iổ m ỡ
Trong tr ng ườ h p ợ th y ấ nhi t ệ đ ộ và đ chua c a s a tăng ph i ộ ủ ữ ả làm s ch và x líạ ử ngay. S a ữ sau khi nh p ậ v ề ph i đ a vào ch ả ư ế bi n ngay, n u ế ế ch a ư đ c ượ s n xu tả ấ
ph i đ c ả ượ b o ả qu n ả ở nhi t ệ đ ộ 8÷ 10ºC và không đ c ượ đ ể quá 3 ti ng.ế
L c:ọ nh mằ lo iạ bỏ hoàn toàn t pạ ch tấ vô cơ và h uữ cơ còn l nẫ trong s aữ để
đ m ả b oả s a ữ s ch ạ đ a vào ư s nả xu t.ấ
Quá trình l c bao g m 2 giai đo n:ọ ồ ạ
+ L c giai đo n ọ ạ 1 (l c ọ thô): m c ụ đích là đ ể lo i ạ b ỏ t p ch t l n. Các ạ ấ ớ c ơ c uấ
l c có ọ d ng ạ ống tháo l p ắ đ c ượ và đ c ượ b t kín ị b ng ằ các túi l c. Các ọ túi l c ọ đ cượ
l ng ồ vào gi a ữ 2 v ỏ kim lo i ạ c ố đ nh. Gi a ị ữ hai c ơ c u ấ l c ọ có rôbinê, v i ba đ ngớ ườ
h ng khác nhau ướ s ẽ h ng đ ng ướ ườ ch y ả c a s a ủ ữ luân phiên thay đ i t ổ ừ c ơ c uấ này sang c c u khác.ơ ấ
+ L c giai ọ đo n ạ 2 (l c ọ s ch): l c ạ ọ b ng ằ v i l c nh m lo i b ả ọ ằ ạ ỏ hoàn toàn t pạ
ch t ấ có trong s a. Khi l c, s a ữ ọ ữ đ c ượ đi qua m t ộ l p v i l c ớ ả ọ (đ c ượ làm b ng màngằ xenluloza ho c ặ là b ng ằ nilon). Trong khi thao tác, l p ớ v i l c ả ọ s b bít l i do c nẽ ị ạ ặ
Trang 25l c ọ nên c n ầ thay luôn theo đ nh kì đ ị ể đ m ả b o ả năng su t ấ l c.ọ
S d ng thi t b l c thu tĩnh GEAKA7076 c a Ý.ử ụ ế ị ọ ỷ ủ
M i thi t b l c g m 4 ng l c đỗ ế ị ọ ồ ố ọ ược làm b ng thép không g , s a đã đằ ỉ ữ ượ c
lo i b t p ch t ch y xu ng ph n đáy qua ph u và đạ ỏ ạ ấ ả ố ầ ễ ược b m sang thùng ch a.ơ ứQuá trình l c ọ ti n hành nhanh ế h n khi ơ nhi t ệ đ ộ c a kh i ủ ố s a nóng ữ so v i ớ kh iố
s a ữ ngu i (b i nhi t ộ ở ệ đ cao làm gi m đ nh t c a s a).ộ ả ộ ớ ủ ữ
2.2.3 Đ nh lị ượng
Cân xác đ nh đúng lị ượng th tích s a c n đ a vào s n xu t. ể ữ ầ ư ả ấ Nh m đ mằ ả
b o ả đúng năng su t làm vi c c a nhà máy. Nh m đ a vào ấ ệ ủ ằ ư l ng ượ s a ữ c n ầ thi tế cho quá trình s n xu t. ả ấ S d ng cân ử ụ đ nh l ng GHJ15.ị ượ Cân được làm b ng ằ thép không g , ỉ thân hình tr ụ S a đ c b m vào cân nh h ữ ượ ơ ờ ệ th ngố van đ nh l ng đ tị ượ ặ
dướ đáy cân cho phép xác đ nh đ c l ng i ị ượ ượ s a ữ nguyên li u đ a ệ ư vào
2.2.4 Nâng nhi t [01]ệ
M c đích: ụ Làm tăng hi u qu cho quá trình bài khí ti p theo. Làm gi m đệ ả ế ả ộ
nh t t o đi u ki n thu n l i cho quá trình ly tâm.ớ ạ ề ệ ậ ợ
Ti n hành: Quá trình gia nhi t đế ệ ược ti n trong thi t b gia nhi t d ng t mế ế ị ệ ạ ấ OTTA5. S a sau khi ra kh i thi t b gia nhi t có nhi t đ 60 ÷ 68ữ ỏ ế ị ệ ệ ộ oC
2.2.5 Bài khí [01, tr.115]
M c đích: ụ Trong s a t n t i nhi u các khí phân tán và hòa tan gây mùi hôiữ ồ ạ ề cho s a, có ích cho s phát tri n c a các vi khu n,… vì v y c n tách các khíữ ự ể ủ ẩ ậ ầ trong s a đ nâng cao hi u su t cho bữ ể ệ ấ ước đ ng hóa s a cũng nh gia nhi t sồ ữ ư ệ ẽ
hi u qu h n.ệ ả ơ
Ti n hành: Nâng nhi t đ s a r i đ a vào thi t b bài khí. Trong thi t b sế ệ ộ ữ ồ ư ế ị ế ị ẽ
được đ nh s n áp l c chân không phù h p đ nhi t đ s a b gi m đi 78ị ẵ ự ợ ể ệ ộ ữ ị ả 0C. Khi
Trang 26nước thoát ra ngoài thông qua b ng ng t độ ư ụ ược đ t trên đ nh thi t b Nặ ỉ ế ị ước và
m t s c u t chuy n sang d ng l ng r i t ch y xu ng đáy thi t b , khí và cácộ ố ấ ử ể ạ ỏ ồ ự ả ố ế ị
c u t không ng ng t đấ ử ư ụ ược b m chân không hút ra ngoài.ơ
Ti n hành: Quá trình thanh trùng đế ược th c hi n trong thi t b trao đ i nhi tự ệ ế ị ổ ệ
d ng b ng m ng lo i OTTA 5, nhi t đ 90 ÷ 95ạ ả ỏ ạ ở ệ ộ oC, trong th i gian 15 ÷ 20s,ờ sau đó làm ngu iộ ở nhi t đ thích h p cho quá trình lên men.ệ ộ ợ
2.2.6 Men gi ng và nhân gi ng [01, tr.224]ố ố
Thường s d ng gi ng vi khu n lactic lên men đ ng hình nh :ử ụ ố ẩ ồ ư
Streptococcus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus.
Ch ph m vi khu n lactic đế ẩ ẩ ược ho t hoá trên môi trạ ường được pha ch tế ừ
s a b t g y.ữ ộ ầ Hàm lượng ch t khô trong môi trấ ường ho t hóa dao đ ng t 9÷ạ ộ ừ 12%
Trang 27trong th i gianờ
t =30÷ 45 phút. Quá trình ho t hóa đạ ược th c hi n trong thi t b vô trùng cóự ệ ở ế ị
d ng hình tr , đáy hình côn và đạ ụ ược ch t o b ng v t li u thép không g ế ạ ằ ậ ệ ỉ
Gi ng ố vi khu n lactic ẩ sau khi đ c ho t ượ ạ hoá, đ c ượ c y ấ vào trong thi t ế b lênị men v i t l là 5% ớ ỉ ệ (v/v). Khi ti n hành ế c y ấ gi ng, cho cánh ố khu y c a ấ ủ thi t ế bị
ho t đ ngạ ộ trong m t kho ng ộ ả th i ờ gian nh t đ nh đ ấ ị ể phân b ố đ u các ề t ế bào vi khu n ẩ lactic ở trong môi tr ng ườ s a, nh m ữ ằ đ m ả b o cho quá ả trình lên men đ cượ
là t =3 5 gi ờ K t ế thúc quá trình lên men khi kh iố s aữ đ tạ độ chua là 80100 0D.Thi t ế b ịlên men có d ng ạ hình tr đ ng, bên ụ ứ trong có h ệ th ng ố cánh khu yấ
và các đ u dò ầ nhi t ệ đ , pH, ộ … đ có th ể ể theo dõi tr c ti p các thông ự ế s ố công nghệ trong quá trình lên men, thi t ế b ịcó l p ớ cách nhi t ệ đ ể đ m b o ả ả nhi t ệ đ lên men.ộKhi k t thúc quá trình lên men, ti n hành khu y tr n đ phá v c u trúcế ế ấ ộ ể ỡ ấ gel c a kh i đông, sau đó làm l nh v nhi t đ 1820ủ ố ạ ề ệ ộ 0C
2.2.8 Ph i tr n.ố ộ
M c đích: B sung ụ ổ siro đườ 70% và ch t n đ nh, đ đáp ng yêu c u vng ấ ổ ị ể ứ ầ ề
đ ng t và đ đ ng đ u c a s n ph m s a chua sau này.ộ ọ ộ ồ ề ủ ả ẩ ữ
Trang 28Ti n hành: Công vi c ph i tr n đế ệ ố ộ ược th c hi n trong thi t b ph i tr nự ệ ế ị ố ộ Tetra Almix 10 và ho t đ ng liên t c nh m tăng s hòa tan các ch t v i nhau.ạ ộ ụ ằ ự ấ ớ2.2.9 Đ ng hóa [01, tr.225]ồ
M c đích c a công đo n:ụ ủ ạ Nh m gi m kích thằ ả ước các c u m , nh m làmầ ỡ ằ tăng t c đ phân tán c a m , ngăn ch n s phân l p gi a ch t béo và các thànhố ộ ủ ỡ ặ ự ớ ữ ấ
ph n khác trong s a làm cho s a có tr ng thái nhũ tầ ữ ữ ạ ương b n v ng. Đ ng hoáề ữ ồ
có th làm tăng đ nh t c a s a lên chút ít nh ng làm gi m đáng k quá trìnhể ộ ớ ủ ữ ư ả ể oxy hoá, làm tăng ch t lấ ượng c a s a và các s n ph m s a. Các s n ph m s aủ ữ ả ẩ ữ ả ẩ ữ khi qua đ ng hoá s đồ ẽ ượ ơ ể ấc c th h p th dụ ễ dàng
S a đữ ược b m vào thi t b đ ng hoá Tetra Alex b i 1 b m piston. Trongơ ế ị ồ ở ơ công nghi p ch bi n s a, quá trình đ ng hoá đệ ế ế ữ ồ ược th c hi n áp su t 200÷ 250ự ệ ở ấ bar, nhi t đ đ ng hoá thệ ộ ồ ường dao đ ng t 55÷ 80ºC. Các c u m trong thi t bộ ừ ầ ỡ ế ị
đ ng hoá đồ ược phân chia là k t qu c a s thay đ i đ t ng t t c đ c a s a quaế ả ủ ự ổ ộ ộ ố ộ ủ ữ các khe van. Trong khe van, s a có t c đ chuy n đ ng l n v = 200÷ 300 m/s. Khiữ ố ộ ể ộ ớ các c u m chuy n đ ng t vùng có áp l c nh sang vùng có áp l c l n, nó s bầ ỡ ể ộ ừ ự ỏ ự ớ ẽ ị kéo căng và t ng ph n c a nó b đ t kh i c u m Dung d ch s a sau khi đ ngừ ầ ủ ị ứ ỏ ầ ỡ ị ữ ồ hoá s tr nên đ ng nh t.ẽ ở ồ ấ
2.2.10 Ti t trùng, làm ngu iệ ộ [01, tr.229]
M c đích c a công đo n: nh m tiêu di t các vi sinh v t ch u nhi t và bào tụ ủ ạ ằ ệ ậ ị ệ ử
c a nó, kéo dài th i gian s d ng c a s n ph m, đ m b o an toàn v m t vi sinhủ ờ ử ụ ủ ả ẩ ả ả ề ặ cho s n ph m.ả ẩ
S d ng thi t b ti t trùng, làm ngu i d ng b n m ng Alpha Laval. Ch đử ụ ế ị ệ ộ ạ ả ỏ ế ộ
ti t trùng nhi t đ t =137÷ 140ºC trong kho ng th i gian t t =2÷ 3s. B ph nệ ở ệ ộ ả ờ ừ ộ ậ chính c a thi t b là nh ng t m b ng hình ch nh t v i đ dày r t m ng vàủ ế ị ữ ấ ả ữ ậ ớ ộ ấ ỏ
Trang 29được làm b ng thép không g M i t m b ng s có 4 l t i 4 góc và h th ng cácằ ỉ ỗ ấ ả ẽ ỗ ạ ệ ố
đường rãnh trên kh p b m t đ t o s ch y r i và tăng di n tích truy n nhi t.ắ ề ặ ể ạ ự ả ố ệ ề ệ Khi ghép các t m b ng m ng l i v i nhau trên b khung c a thi t b s hìnhấ ả ỏ ạ ớ ộ ủ ế ị ẽ thành nên nh ng h th ng đữ ệ ố ường vào và ra cho s a và tác nhân gia nhi t.ữ ệ Sau đó
s a đữ ược làm ngu i v nhi t đ 25ºC.ộ ề ệ ộ
2.2.11 Rót s n ph m.ả ẩ
M c đích c a công đo n:ụ ủ ạ
+ Cách li s n ph m v i môi trả ẩ ớ ường bên ngoài nh m kéo dài th i h n s d ngằ ờ ạ ử ụ
s n ph m.ả ẩ
+ T o ki u dáng thích h p cho ngạ ể ợ ười tiêu dùng
+ Đ m b o thu n ti n khi bao gói và v n chuy n.ả ả ậ ệ ậ ể
Quá trình rót h p độ ược th c hi n trên ự ệ máy rót h p và bao gói t đ ngộ ự ộ Tetrapak. Trước khi máy làm vi c nh t thi t ph i v sinh b ng xút, axít r iệ ấ ế ả ệ ằ ồ
tu n hoàn b ng nầ ằ ước s ch l n cu i. Bao bì s d ng đ đ ng s a là bao bìạ ầ ố ử ụ ể ự ữ
gi y. Khi máy chuy n sang ch đ s n xu t, bao bì gi y t cu n bao bì đấ ể ế ộ ả ấ ấ ừ ộ ượ ccác con lăn d n qua b in h n s d ng r i đ a qua b hàn strip m t bên mépẫ ộ ạ ử ụ ồ ư ộ ộ
c a bao bì. Sau đó, bao bì đủ ược d n qua b đ nh hình ng và đẫ ộ ị ố ược hàn bên trong đ t o thành ng gi y. S a để ạ ố ấ ữ ược rót vào bao bì nh m t phao rót đ cờ ộ ặ
bi t. Hai ngàm trái và ph i ho t đ ng liên t c, v a hànệ ả ạ ộ ụ ừ ngang v aừ c tắ t oạ thành nh ngữ h pộ s aữ r iơ xu ngố bộ ph nậ ghép mí, h pộ gi yấ t o thành nh ngạ ữ
h p ch nh t. Toàn b các thao tác trên độ ữ ậ ộ ược th c hi n t đ ng b ng chự ệ ự ộ ằ ươ ngtrình đã đượ ậc l p trình s n.ẵ
Yêu c u là th c hi n trong đi u ki n vô trùng đ tránh tái nhi m vi sinhầ ự ệ ề ệ ể ễ
v t vào thành ph m. Bao bì ph i đ m b o vô trùng.ậ ẩ ả ả ả
Trang 30khi kh i đ ng máy, sau khi n i cu n bao bì và sau khi n i cu n strip.ở ộ ố ộ ố ộ
2.2.12 B o qu n s n ph m [01, tr 229]ả ả ả ẩ
B o qu n s n ph m nhi t đ phòng.ả ả ả ẩ ở ệ ộ
Trang 31Ch ươ ng 3: CÂN BĂNG V T CH T Ậ Ấ
3.1 K ho ch s n xu t nhà máy.ế ạ ả ấ
3.1.1 Bi u đ nh p nguyên li u.ể ồ ậ ệ
Nguyên li u s a nguyên li u khó b o qu n, d b h h ng n u d tr dàiệ ữ ệ ả ả ễ ị ư ỏ ế ự ữ ngày.Vì v y nguyên li u đậ ệ ược nh p vào nhà máy v i t ng su t ba ngày nh pậ ớ ầ ấ ậ
3.1.2 Bi u đ k ho ch s n xu t c a nhà máyể ồ ế ạ ả ấ ủ
Nhà máy làm vi c theo ệ m tộ dây chuy n s n xu t chính:ề ả ấ
Trang 32Dây chuy n s n xu t s a chua tách 3/4 ch t béo v i năng su t ề ả ấ ữ ấ ớ ấ 28000 t nấ nguyên li u/năm.ệ
Nhà máy s n xu t 12 tháng trong nămả ấ 2017, quá trình ki m tra và b o trìể ả máy móc, thi t b đế ị ược ti n hành trong m t vài ngày trong thángế ộ Do tính ch tấ
s n xu t nên nhà máy làm vi c theo caả ấ ệ nh sau:ư
Các tháng 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 làm vi c 3 ca/ngày đ đáp ng nhu c u tiêuệ ể ứ ầ dùng vào mùa n ng nóng.ắ
Các tháng 10, 11, 12 làm vi c 2 ca/ngày vì th trệ ị ường tiêu dùng trong th iờ gian này gi m do khí h u l nh c a mùa đông.ả ậ ạ ủ
Các ngày ngh :ỉ
Ngh các ngày ch nh t.ỉ ủ ậ
Ngh 5 ngày trong tháng ỉ 4, 5 ngày trong tháng 8 và 5 ngày trong tháng 12 để
ki m tra và b o dể ả ưỡng máy
Các này ngh l trong năm: t t âm l ch ngh ỉ ễ ế ị ỉ 3 ngày, t t dế ương l ch, 30/4,ị 1/5, 2/9, 10/3( âm l ch)ị