Thiết kế nhà máy sữa từ sữa bột nguyên cream với 2 dây chuyền sữa chua uống hương dâu, năng suất 15200 tấn sản phẩmnăm và sữa tiệt trùng có đường, năng suất 15 triệu lít sản phẩmnăm

” Trong quá trình thực hiện đồ án, nhờ áp dụng các kiến thức học ở giảng đường kết hợp cập nhập công nghệ hiện đại của công ty Friesland Campina tại Hà Nam, tôi đã thiết kế một nhà máy

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ sữa bột nguyên cream với 2 dây chuyền:

- Sữa chua uống hương dâu, năng suất 15200 tấn sản phẩm/năm

- Sữa tiệt trùng có đường, năng suất 15 triệu lít sản phẩm/năm

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Cát Tiên

Nội dung tóm tắt:

- Lập luận kinh tế - kỹ thuật của nhà máy

- Tổng quan tài liệu về ngành sữa và nguyên liệu sữa bột nguyên cream

- Dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua uống hương dâu và sữa tiệt trùng từ nguyên liệu sữa bột nguyên cream

- Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm

- An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên : Trần Thị Cát Tiên Số thẻ sinh viên: 107120279

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế nhà máy sữa từ sữa bột nguyên cream với 2 dây chuyền:

- Sữa chua uống hương dâu, năng suất 15200 tấn sản phẩm/năm

- Sữa tiệt trùng có đường, năng suất 15 triệu lít sản phẩm/năm

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

- Sữa bột nguyên cream có hàm lượng chất khô 98%

- Sản phẩm sữa chua uống hương dâu có tổng hàm lượng chất khô là 17,5% Trong đó:

+ Hàm lượng chất béo: 3 %

+ Hàm lượng đường saccharose: 5%

- Sản phẩm sữa tiệt trùng có đường có tổng hàm lượng chất khô là 15%

Trong đó:

+ Hàm lượng chất béo: 3%

+ Hàm lượng đường saccharose: 5%

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Mục lục

- Danh sách các bảng biểu, hình vẽ và sơ đồ

- Danh sách các cụm từ viết tắt

- Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật

- Chương 2: Tổng quan tài liệu

- Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ

- Tài liệu tham khảo

- Phụ Lục

5 Các bản vẽ:

- 01 bản vẽ tổng mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)

- 01 bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0)

6 Họ tên người hướng dẫn: ThS.Nguyễn Thị Lan

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 10 / 02 / 2017

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa và các sản phẩm từ sữa là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng Trong sữa chứa nhiều protein, lipit, gluxit, vitamin và khoáng chất Những hợp chất này rất cần thiết cho đời sống hằng ngày của con người

Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội, các nhu cầu về đời sống con người ngày càng được chú ý và phát triển Trong đó nhu cầu dinh dưỡng chiếm một vị trí quan trọng Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều mặt hàng sữa phục vụ cho nhiều đối tượng, nhiều độ tuổi khác nhau, vì vậy việc tạo ra mặt hàng sữa thu hút khách hàng này là một thử thách lớn Để thu hút khách hàng thì các doanh nghiệp phải không ngừng cải tiến sản phẩm, tạo ra sản phẩm có mẫu mã đẹp, đảm bảo chất lượng an toàn

vệ sinh thực phẩm

Về mặt công nghệ thì công nghệ chế biến sữa là tương đối đa dạng và phức tạp Đối với mỗi một sản phẩm đều có một dây chuyền chế biến riêng Do vậy, việc đầu tư dây chuyền thiết bị cho công nghệ chế biến sữa đòi hỏi phải hiện đại nên đầu tư kinh phí lớn Tuy nhiên, từ nhu cầu thực tế của cuộc sống cũng như nền kinh tế nước nhà, nhà nước ta đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho sự phát triển ngành công nghệ chế biến sữa Việt Nam

Trong các sản phẩm từ sữa thì sữa chua uống và sữa tiệt trùng là hai sản phẩm chế biến từ sữa rất phổ biến trên toàn thế giới Nhận thấy được xu hướng đó nên tôi đã

chọn đề tài: “ Thiết kế nhà mày sản xuất sữa gồm 2 dây chuyền:

- Sữa chua uống hương dâu, năng suất 15200 tấn sản phẩm/năm

- Sữa tiệt trùng có đường, năng suất 15 triệu lít sản phẩm/năm ”

Trong quá trình thực hiện đồ án, nhờ áp dụng các kiến thức học ở giảng đường kết hợp cập nhập công nghệ hiện đại của công ty Friesland Campina tại Hà Nam, tôi

đã thiết kế một nhà máy sữa đồng bộ và được điều khiển hoàn toàn tự động Tuy nhiên

do kiến thức của bản thân còn hạn chế và những khó khăn trong việc tiếp cận công nghệ mới, đồ án sẽ không tránh khỏi những sai sót, kính mong thầy cô đóng góp ý để bản thiết kế hoàn thiện hơn

Trần Thị Cát Tiên

ii

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả tính toán trong đồ án tốt nghiệp này là trung

thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực

hiện đồ án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ

nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố

Đà nẵng, ngày… tháng… Năm 2017

Sinh viên thực hiện

Trần Thị Cát Tiên

MỤC LỤC

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu và cảm ơn i

Lời cam đoan liêm chính học thuật ii

Mục lục iii

Danh sách các bảng viii

Danh sách các hình ix

Danh sách các cụm từ viết tắt xi

Trang CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 1

1.1.Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa 1

1.2.Vị trí đặt nhà máy 1

1.3.Giao thông vận tải 2

1.4.Cấp thoát nước 2

1.5.Năng lượng 3

1.6.Cấp hơi 3

1.7.Nguồn nguyên liệu 3

1.8.Nguồn nhân lực 3

1.9.Thị trường tiêu thụ 3

1.10.Sự hợp tác hóa 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1.Giới thiệu về nguyên liệu sữa 5

2.1.1.Một số tính chất vật lý của sữa 5

2.1.2.Thành phần hóa học 5

2.1.3.Vi sinh vật trong sữa 9

2.1.4.Nguyên nhân biến chất của sữa 10

2.2.Nguyên liệu chế biến sữa chua uống và sữa tiệt trùng có đường 11

2.2.1.Sữa bột nguyên cream 11

2.2.2.Chất béo 12

2.2.3.Đường RE 12

2.2.4.Hương dâu 12

2.2.5.Men khô 12

iv

2.3.Các biến đổi xảy ra trong quá trình bảo quản và chế biến sữa 13

2.3.1.Các biến đổi xảy ra trong quá trình bảo quản sữa 13

2.3.2.Các biến đổi xảy ra trong quá trình chế biến sữa 13

2.4.Lợi ích của sữa 14

2.5.Nghiên cứu về ngành sữa 14

2.5.1.Nghiên cứu ngành sữa Việt Nam 14

2.5.2.Thị trường sữa thế giới 15

2.6.Giới thiệu sản phẩm 15

2.6.1.Sản phẩm sữa tiệt trùng có đường 15

2.6.2.Sản phẩm sữa chua uống hương dâu 16

CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 17

3.1.Chọn dây chuyền công nghệ 17

3.2.Thuyết minh quy trình công nghệ 18

3.2.1.Thuyết minh công đoạn chung cho hai dây chuyền sản xuất 18

3.2.2.Thuyết minh các công đoạn của dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đường 21

3.2.2.1.Phối trộn 21

3.2.3.Thuyết minh các công đoạn dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu 24

CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 28

4.1.Kế hoạch sản xuất của nhà máy 28

4.1.1.Biểu đồ nhập nguyên liệu 28

4.1.2.Biểu đồ sản xuất 28

4.2.Tính cân bằng vật chất 29

4.2.1.Số liệu ban đầu 29

4.2.2.Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm sữa chua uống hương dâu 30

4.2.3.Tính cân bằng vật chất cho sản phẩm sữa tiệt trùng có đường 32

CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 35

5.1.Bảng kê các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy 35

5.2.Tính và chọn thiết bị 36

5.2.1.Thiết bị giống nhau giữa hai dây chuyền 36

5.2.2.Thiết bị dùng cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đường 44

5.2.3.Thiết bị chỉ dùng cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu 47

CHƯƠNG 6: TÍNH NĂNG LƯỢNG 52

6.1.Tính nhiệt 52

6.1.1.Nhiệt mang vào thiết bị 52

6.1.2.Nhiệt ra khỏi thiết bị 52

6.1.3.Phương trình cân bằng nhiệt 52

6.2.Tính hơi và nhiên liệu 53

6.2.1.Chi phí hơi 53

6.2.2.Chi phí nhiên liệu 56

6.3.Tính cấp thoát nước 57

6.3.1.Cấp nước 57

6.3.2.Thoát nước 58

CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC 60

7.1.Tổ chức nhà máy 60

7.2.Chế độ làm việc 60

7.3.Tính nhân lực 61

7.3.1.Nhân lực làm việc hành chính 61

7.3.2.Nhân lực làm việc theo ca 61

CHƯƠNG 8: TÍNH XÂY DỰNG 63

8.1.Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy 63

8.2.Các hạng mục công trình 64

8.2.1.Phân xưởng sản xuất chính 64

8.2.2.Kho thành phẩm 65

8.2.3.Kho nguyên liệu 67

8.2.4.Phân xưởng cơ điện 69

8.2.5.Nhà phát điện 69

8.2.6.Nhà lò hơi 69

8.2.7.Khu cấp lạnh 69

8.2.8.Kho nhiên liệu 69

8.2.9.Đài nước 69

8.2.10.Khu xử lý nước sản xuất 69

8.2.11.Kho hóa chất, vật tư 70

8.2.12.Khu hành chính 70

8.2.13.Nhà sinh hoạt vệ sinh 71

8.2.14.Nhà ăn 71

8.2.15.Nhà để xe 2 bánh 71

8.2.16.Gara ô tô 72

8.2.17.Nhà bảo vệ 72

8.2.18.Trạm biến áp 72

8.2.19.Khu phế liệu 72

8.2.20.Khu xử lý nước thải 72

vi

8.2.22.Bãi xuất hàng 72

8.2.23.Khu đất mở rộng 72

8.2.24.Khu kiểm nghiệm 73

8.2.25.Kho chứa dụng cụ cứu hỏa 73

8.3.Tính khu đất xây dựng nhà máy 73

8.3.1.Diện tích khu đất 73

8.3.2.Tính hệ số sử dụng Ksd 74

CHƯƠNG 9: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM 75

9.1.Kiểm tra nguyên vật liệu 75

9.1.1.Sữa bột nguyên cream 75

9.1.2.Bơ 76

9.1.3.Đường RE 76

9.1.4.Hương / màu 77

9.1.5.Phụ gia 77

9.1.6.Nước 77

9.2.Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất 78

9.2.1.Đối với sữa tiệt trùng 78

9.2.2.Đối với sữa chua uống hương dâu 79

9.3.Kiểm tra thành phẩm 80

9.4.Các sự cố thường gặp 80

9.4.1.Lỗi lọc trong quá trình tiệt trùng bồn chứa 80

9.4.2.Không đạt nhiệt độ tiệt trùng 80

9.4.3.Hệ thống van bị rò rỉ 80

CHƯƠNG 10: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 81

10.1.An toàn lao động 81

10.1.1.Nguyên nhân gây ra tai nạn lao động 81

10.1.2.Các biện pháp hạn chế tai nạn lao động 81

10.1.3.Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động 81

10.2.Vệ sinh công nghiệp 83

10.2.1.Vệ sinh cá nhân công nhân 83

10.2.2.Vệ sinh máy móc, thiết bị 83

10.2.3.Vệ sinh xí nghiệp 84

10.2.4.Xử lý nước thải 84

KẾT LUẬN 87

LỜI CẢM ƠN 88

TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Một số tính chất vật lý của lactose 5

Bảng 2.2 Thành phần chất béo trong sữa bò 8

Bảng 2.3 Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa 9

Bảng 2.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản 11

Bảng 4.1 biểu đồ nhập nguyên liệu 28

Bảng 4.2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất 28

Bảng 4.3 Biểu đồ bố trí sản xuất cho từng mặt hàng trong 1 năm (2017) 29

Bảng 4.4 Định lượng nguyên liệu cho 1 ca sản xuất 31

Bảng 4.5 Bảng tổng kết nguyên liệu cho dây chuyền sữa chua uống trong 1 ca 31

Bảng 4.6 Định lượng nguyên liệu cho 1 ca sản xuất 33

Bảng 4.7 Bảng tổng kết nguyên liệu cho dây chuyền sữa tiệt trùng trong 1 ca 34

Bảng 4.8 Bảng tổng kết bao bì cho hai dây chuyền trong 1 ca 34

Bảng 5.1 Thiết bị giống nhau giữa hai dây chuyền 35

Bảng 5.2 Thiết bị chỉ dùng trong dây chuyền sữa tiệt trùng 35

Bảng 5.3 Thiết bị chỉ dùng trong dây chuyền sữa chua uống hương dâu 35

Bảng 5.4 Tổng kết các thiết bị dùng trong phân xưởng sản xuất chính 51

Bảng 6.1 Chi phí hơi của các công đoạn sản xuất 55

Bảng 7.1 Bảng phân bố nhân lực làm việc hành chính 61

Bảng 7.2 Bảng phân bố lao động làm việc theo ca 61

Bảng 8.1 Tổng kết các công trình xây dựng nhà máy 73

viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ quy hoạch khu công nghiệp Hòa Khánh mở rộng 2

Hình 2.1 Cấu tạo micelle của casein 6

Hình 2.2 Sản phẩm sữa tiệt trùng có đường 16

Hình 2.3 Sản phẩm sữa chua uống hương dâu 16

Hình 3.1 Hệ thống hút chân không và định lượng 19

Hình 3.2 Bồn phối trộn tuần hoàn 20

Hình 3.3 Thiết bị bài khí 20

Hình 3.4 Thiết bị đồng hóa lần 1 21

Hình 3.5 Bồn phối trộn 22

Hình 3.6 Thiết bị trao đổi nhiệt 22

Hình 3.7 Thiết bị tiệt trùng UHT 23

Hình 3.8 Thiết bị thanh trùng 25

Hình 3.9: Thiết bị lên men 26

Hình 3.10 Thiết bị tiệt trùng UHT 27

Hình 5.1 Pa lăng điện 36

Hình 5.2 Hệ thống phễu nạp liệu 37

Hình 5.3 Silo chứa nguyên liệu 37

Hình 5.4 Hệ thống cân trộn nguyên liệu 38

Hình 5.5 Bồn tuần hoàn 39

Hình 5.6 Thiết bị bài khí 39

Hình 5.7 Thiết bị đồng hóa lần 1 40

Hình 5.8 Bồn chờ rót vô trùng 41

Hình 5.9 Thiết bị trao đổi nhiệt 41

Hình 5.10 Bơm 42

Hình 5.11 Hệ tiệt trùng UHT 42

Hình 5.12 Thiết bị đồng hóa lần 2 43

Hình 5.13 Thiết bị phát hiện kim loại 44

Hình 5.14 Thiết bị hâm bơ 44

Hình 5.15 Bồn phối trộn 45

Hình 5.16 Thiết bị rót sữa tiệt trùng 45

Hình 5.17 Thiết bị xếp hộp sữa tiệt trùng 46

Hình 5.18 Thiết bị thanh trùng 47

Hình 5.19 Bồn hoạt hóa men giống 48

Hình 5.20 Thiết bị lên men 48

Hình 5.21 Thiết bị rót sữa chua uống hương dâu 49

Hình 5.22 Thiết bị xếp hộp sữa chua uống hương dâu 50

Hình 6.1 Lò hơi 56

Hình 7.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 60

Hình 8.1 Các công đoạn trong hệ thống xử lý nước RO 70

Hình 9.1 Quy trình kiểm tra sản xuất và sản phẩm tại nhà máy 75

Hình 10.1 Sơ đồ công nghê xử lý nước thải 85

x

DANH SÁCH CÁC KỸ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

1 Bột sữa LMH - Low Medium Heat: Sữa được sấy ở nhiệt độ thấp

2 AMF - Anhydrat Milk Fat: Chất béo khan

3 UHT - Ultra Hight Temperature: Nhiệt độ cực cao

4 CIP – Clean In Place: Làm sạch

5 Heat transfer surfac: Bề mặt trao đổi nhiệt

6 RO - Reverse Osmosis: Thẩm thấu ngược

7 UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): Chảy ngược qua lớp bùn yếm khí

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa

Hiện nay, nhu cầu sử dụng sữa ở Việt Nam và trên thế giới tương đối lớn và không ngừng gia tăng cả về số lượng lẫn chất lượng mà còn đòi hỏi đầy đủ về an toàn

vệ sinh thực phẩm Bởi vì sữa là một thực phẩm giàu dinh dưỡng, việc sử dụng sữa hoặc các sản phẩm từ sữa mỗi ngày sẽ giúp sự phát triển toàn diện cả về thể lực, trí lực, tăng cường sức đề kháng và hệ miễn dịch cho trẻ em và người dân Việt Nam, đảm bảo sự cân bằng dinh dưỡng trong cơ thể Vì vậy, việc xây dựng nhà máy chế biến sữa hiện đại sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất khẩu Khi nhà máy đi vào hoạt động không những góp phần giải quyết công ăn việc làm mà còn tăng thu nhập cho người lao động, mang lại nguồn lợi nhuận

to lớn cho nhà đầu tư

1.2.Vị trí đặt nhà máy

Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng rất lớn đến sự tồn tại của nhà máy vì vậy khi xây dựng nhà máy sữa cần phải đảm bảo những yêu cầu về:

- Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm

- Giao thông vận tải thuận lợi

- Cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng

- Cấp thoát nước thuận lợi

- Nguồn nhân lực dồi dào

- Thuận lợi cho việc liên hiệp hóa [6]

Từ những luận điểm trên, sau quá trình nghiên cứu, em chọn địa điểm để đặt nhà mày tại khu công nghiệp Hòa Khánh mở rộng, thành phố Đà Nẵng có các đặc điểm sau:

Tên KCN: Hòa Khánh mở rộng – Đà Nẵng

Chủ đầu tư: Công ty Cổ phần Đầu tư Sài Gòn – Đà Nẵng

Địa chỉ: Quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng

Điều kiện khí hậu: Nhiệt độ trung bình 25,9oC Độ ẩm trung bình 83,4% Lượng mưa trung bình hàng năm: 2504,57 mm ; lượng mưa cao nhất vào các tháng 10, 11

Hướng gió chủ yếu là Đông Nam [16]

Tổng diện tích: 216,52 ha trong đó có 132,6 ha đất sử dụng để xây nhà máy,

Diện tích có thể cho thuê: 108,65 ha

Hình 1.1 Sơ đồ quy hoạch khu công nghiệp Hòa Khánh mở rộng [17]

1.3.Giao thông vận tải

Hệ thống đường giao thông nội bộ công trình: được xây dựng thông thoáng

với các đường trục chính có bề rộng 34,5m; các đường nội bộ KCN có bề rộng 16,5m bao quanh bởi các vệt cây xanh trên vỉa hè

Gần đường quốc lộ: mặt phía đông của KCN tiếp giáp với KCN Hòa Khánh

hiện hành và Quốc lộ 1A, cách trung tâm thành phố Đà Nẵng 10 km

Gần cảng biển: cách cảng biển Tiên Sa 20 km

Gần sân bay: cách sân bay Quốc Tế Đà Nẵng 10 km

Gần nhà ga: cách ga đường sắt 11km

Đây là điều kiện rất thuận lợi để vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm, máy móc thiết bị

1.4.Cấp thoát nước

Nhà máy chế biến sữa cần một lượng nước lớn do vậy nước sẽ được cung cấp từ

hệ thống cấp nước của khu công nghiệp có công suất 5.000m3/ngày đêm lấy từ nguồn nước ở sông Bắc qua trạm xử lý đặt tại thôn Quan Nam, xã Hòa Liên Ngoài ra, hệ thống thoát nước, bao gồm nước thải công nghiệp và nước mưa cũng được thiết kế thành hai hệ thống riêng biệt; trong đó nước thải công nghiệp và sinh hoạt được xử lý cục bộ tại nhà máy, xí nghiệp trước khi đấu nối vào hệ thống Nước thải của nhà máy sau khi xử lí sẽ được thải ra ngoài đến khu xử lý nước thải của khu công nghiệp

1.5.Năng lượng

Sử dụng điện từ hệ thống lưới điện quốc gia 500KV truyền tải về KCN bằng đường dây 110KV; Tại chân KCN có trạm biến áp 40 MVA (110/22), mạng 22 KV trong KCN Ngoài ra trong khu công nghiệp còn có nhà máy điện dự phòng

1.6.Cấp hơi

Trong nhà máy, hơi nước được dùng vào nhiều mục đích khác nhau như đun nóng, tiệt trùng, phục vụ máy rót Hơi nước phải là hơi bão và được cung cấp bởi lò hơi Nguyên liệu dùng cho lò hơi có thể là dầu DO hoặc FO tùy mục đích sử dụng

1.7.Nguồn nguyên liệu

Sữa bột: Chủ yếu nhập khẩu từ Hà Lan qua cảng Tiên Sa – Đà Nẵng và được vận chuyển bằng ô tô về nhà máy

Đường RE: mua từ các công ty đường trong nước: Biên Hòa, Quãng Ngải,… Bơ: Nhập khẩu từ Newzeland, Bỉ

Các nguyên liệu khác như hương, màu, chất ổn định, phụ gia,… mua tại các nhà cung cấp trong nước và phải được cơ quan có thẩm quyền cho phép và đạt tiêu chuẩn chất lượng được dùng để sản xuất sữa

1.8.Nguồn nhân lực

Nhà máy nằm gần trung tâm thành phố Đà Nẵng là nơi tập trung dân cư đông đúc với nhiều trường đại học, cao đẳng và trung học chuyên nghiệp, là nguồn nhân lực dồi dào cho nhà máy Ngoài ra nhà máy còn thu hút thêm cán bộ lành nghề có nhiều kinh nghiệm trong cả nước

1.9.Thị trường tiêu thụ

Khu vực Miền Trung – Tây Nguyên đang ngày một phát triển, mức sống người dân ngày càng tăng lên Nhu cầu về sữa và các sản phẩm từ sữa sẽ tăng trong thời gian tới trong khi khu vực này hiện chưa có một nhà máy sữa nào đi vào hoạt dộng Vì vậy việc sớm xây dựng nhà máy ở đây sẽ giúp chiếm lĩnh được thị trường đầy tiềm năng này Ngoài ra, nhà máy cũng nằm trong hành lang kinh tế Đông Tây, kết nối với các nước Đông Dương là điều kiện thuân lợi để đẩy mạnh xuất khẩu snag các nước Lào,

Campuchia, Thái Lan,…

1.10.Sự hợp tác hóa

Nhà máy hợp tác hóa với các nhà máy khác nằm trong khu công nghiệp như công

ty nhựa, công ty bao bì, nhà máy khí nén, nhà máy xử lí nước, nhà máy bia,… để cùng chung phát triển cơ sở hạ tầng, điện, nước nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư

Ngoài ra nhà máy còn liên kết với các dự án nuôi bò của nông dân vùng lân cận

để dần dần hình thành nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy, thay thế dần nguồn

nguyên liệu sữa bột của nước ngoài [17]

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1.Giới thiệu về nguyên liệu sữa

- Sữa là sản phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, chứa các chất cơ bản như protein, lipid, muối khoáng, vitamin, enzyme, các nguyên tố vi lượng, các acid amin không thay thế…

- Do nguyên liệu ban đầu của nhà máy là sữa bột nguyên cream vì vậy trong sữa bột vẫn chứa hầu hết các thành phần như trong sữa tươi cả về hàm lượng chất béo, hàm lượng nước, vitamin cũng như mùi vị đặc trưng của sữa tươi

- Về mặt hóa lý, sữa sau khi hoàn nguyên đem sản xuất hoàn toàn giống sữa tươi

2.1.1.Một số tính chất vật lý của sữa

Sữa là chất lỏng đục, độ đục là do chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên Màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng β- caroten có mặt trong chất béo của sữa Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt Sữa bò có mùi vị đặc trưng, hơi ngọt

Một số chỉ tiêu vật lý cơ bản của sữa: [3, tr 11]

Khi bị thủy phân lactose tạo ra các phân tử đường glucose và galactose:

2.1.2.2.Các hợp chất chứa nitơ

2.1.2.2.1.Casein

Hình 2.1 Cấu tạo micelle của casein [18]

Mỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle (submicelle) hợp thành Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm bao gồm khoảng 10 phân

tử casein kết hợp lại với nhau Thành phần các casein αs , β, và κ trong tiểu micelle có thể thay đổi theo những tỉ lệ khác nhau Các phân tử αs và β - casein nằm tập trung tại tâm tiểu micelle tạo nên vùng ưa béo, còn các phân tử κ - casein được bố trí tại vùng biên tiểu micelle Phân tử κ - casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác αs với và β - casein ở vùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài vùng biên micelle Casein là những protein có tính acid vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc acid glutamic và acid aspartic Các phân tử casein thường được phosphoryl hóa với những mức độ khác nhau trên gốc serine và threonine

2.1.2.2.2.Protein hòa tan

+ β - lactoglobulin: chiếm 7÷12 % protein trong sữa, có cấu trúc bậc hai, β - lactoglobulin có dạng hình cầu Các gốc phân cực, không phân cực và các gốc ion hóa phân bố đều trong phân tử Gốc ưa béo tập trung ở phần bên trong của cấu trúc hình cầu nên β - lactoglobulin ít kết hợp với các phân tử khác

+ α- lactalbumin: là protein dạng hình cầu, là một protein có giá trị dinh dưỡng cao, thành phần các acid amin trong phân tử của nó rất cân đối

+ Peptone - proteose: bao gồm những phân đoạn protein khác nhau Chúng là sản phẩm thủy phân từ β - casein bởi plasmine

+ Immunoglobulin: bao gồm các phân lớp IgG, IgA, IgM

2.1.2.2.3.Enzyme

+ Lactoperoxydase: do tuyến vú tiết ra và luôn có trong sữa động vật Là enzyme xúc tác phản ứng chuyển hóa oxy từ hydrogen peroxide (H2O2) đến các chất oxy hóa khác, pHopt = 6,8 Hàm lượng trung bình trong sữa chiếm 30mg/l

+ Catalase: tìm thấy trong màng bao cầu béo, xúc tác phân hủy H2O, enzyme này

do vi sinh vật tổng hợp nên Trong phân tử chứa ion Fe, pHopt = 6,87

+ Lipase: xúc tác phản ứng phân hủy liên kết ester trong triglycerid và giải phóng

ra các chất béo tự do Enzyme này tìm thấy trong màng cầu béo, chúng liên kết với các micelle của casein

Enzyme lipase quan trọng nhất trong sữa được kí hiệu là mLPL (milk Lipo Protein Lipase) Enzyme này có pHopt = 8,9 Enzyme mLPL xúc tác thủy phân liên kết ester trong cơ chất triglycerid ở dạng nhũ tương tại bề mặt tiếp xúc pha giữa chất béo

và nước

+ Phosphatase: gồm phosphatase kiềm và acid

+ Lysozyme: tương đối bền nhiệt, pHopt = 7,9; hàm lượng 130 μg/l

+ Protease: tiết ra từ tuyến vú, có mặt trong màng bao quanh cầu béo trong sữa liên kết với casein, kết tủa cùng với casein ở pH = 4,6 Protease có pHopt = 4

2.1.2.3.Chất béo

Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hoà tan (A, D, E) Ðối với các sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị, trạng thái của sản phẩm

Đặc tính hoá lý của chất béo:[ 3, tr 28 ]

Bảng 2.2 Thành phần chất béo trong sữa bò [3, tr 28]

tổng khối lượng chất béo) Ghi chú

- Cholesteride: Ester của acid béo và cholesterol

- Ceride: Ester của acid béo và rượu cao phân tử

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0,1 ÷

20 μm Trong 1ml sữa có khoảng 10 ÷ 15 tỷ hạt cầu béo Do đó, ta có thể xem sữa là một hệ nhũ tương dầu trong nước Các hạt cầu béo được bao bọc bởi một lớp màng lipo - protein tích điện âm Các màng này có vai trò làm bền hệ nhũ tương trong sữa Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein Phân tử phospholipid có hai đầu: đầu ưa béo (không phân cực) sẽ tương tác với các phân tử glyceride ở tâm cầu, đầu ưa nước (phân cực) sẽ kết hợp với màng protein bao xung quanh hạt cầu béo

Nếu ta không đồng hóa sữa, sau một thời gian bảo quản, các hạt cầu béo có xu hướng kết hợp lại với nhau thành chùm nhờ một protein kém bền nhiệt là euglobulin

Do tỷ trọng các hạt cầu béo nhỏ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên bề mặt sữa dưới tác dụng của lực đẩy Archimede và tạo nên váng sữa Khi đó trong sữa tồn tại hai pha lỏng tách biệt: pha trên có thành phần chủ yếu là lipid, pha dưới có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hòa tan như lactose, khoáng, một số protein…

2.1.2.4.Chất khoáng

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8 ÷ 10 g/l, chiếm hàm lượng cao nhất là canxi, phôtpho và magie Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tại dưới dạng muối hòa tan trong sữa

Các nguyên tố khoáng khác như kali, natri, clore,…đóng vai trò chất điện ly (electrolyte) Cùng với lactose, chúng góp phần cân bằng áp lực thẩm thấu của sữa trong bầu vú động vật với áp lực máu

Thông thường ở cuối chu kỳ tiết sữa, đặc biệt khi con vật bị viêm vú, hàm lượng NaCl tăng vọt làm cho sữa có vị mặn

Ngoài ra, sữa còn có chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo,… và một

số nguyên tố độc hại như Pb, As,… đôi khi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa

- Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: vitamin A, D, E

- Nhóm vitamin hoà tan trong nước gồm: B1, B2, B3, B5, B6, C, PP

Nhìn chung, hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định, là do chúng được tổng hợp chủ yếu bởi các vi khuẩn trong ngăn thứ nhất dạ dày của nhóm động vật nhai lại và không phụ thuộc vào ngoại cảnh Tuy nhiên, hàm lượng vitamin tan trong chất béo bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời tiết…

- Nấm men: là những cơ thể đơn bào, thường có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 29 m Một số nấm men được tìm thấy trong sữa như:

Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus, Debaromyces hansenii, Torulopsis lactis condensi…Một số nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá

trình trao đổi chất Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trong quá trình bảo quản sữa

- Nấm mốc: có dạng hình sợi, phân nhánh Hầu hết chúng thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 20 ÷ 30 oC Các loại nấm mốc thường nhiễm

vào sữa: Penicillium camembertii, P roquefortii, P casei, Geotrichum candidum,…

-Vi khuẩn: hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó không vượt quá vài micromet Các vi khuẩn thường gặp trong sữa: vi khuẩn lactic, Coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh acid propionic và các vi khuẩn gây thối… Trong đó, quan trọng nhất là vi khuẩn lactic với các đặc tính chủ yếu sau:

+ Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện

+ Không sản sinh ra enzyme catalase, các hợp chất nitrat

+ Ít hoặc không tiết ra enzyme protease trong sữa nhưng đôi khi trong phô mai các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thành phần casein + Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau

Vi khuẩn lactic được chia thành hai nhóm: vi khuẩn lactic đồng hình và vi khuẩn lactic dị hình

2.1.4.Nguyên nhân biến chất của sữa

2.1.4.1.Do bổ sung các chất từ bên ngoài

- Các loại thuốc kháng sinh có trong thức ăn của bò

- Chất tẩy rửa chuồng trại

- Sữa đựng lâu trong thiết bị kim loại gỉ

2.1.4.2.Các biến đổi về sinh học

Nguyên nhân là do các vi sinh vật tổng hợp, phân giải, sử dụng chất dinh dưỡng

có trong sữa theo hai con đường đồng hóa và dị hóa, các biến đổi này do vi khuẩn, nấm men, nấm sợi gây nên Những biến đổi sinh học làm cho sản phẩm tích tụ các chất không mong muốn, làm thay đổi cấu trúc hóa lý của sữa

2.1.4.3.Các biến đổi về hóa học và sinh hóa

- Do các phản ứng hóa học xảy ra giữa các chất có trong sữa

- Do xuất hiện và kết tụ các enzyme, các enzyme do vi sinh vật trong sữa tiết ra,

vì thế làm tăng các quá trình sinh hóa trong sữa

2.1.4.4.Các biến đổi về vật lý và hóa lý

- Thay đổi độ nhớt, tỷ trọng, độ khúc xạ,… tuy nhiên rất ít

- Thay đổi cấu trúc các micelle

- Thay đổi hệ nhũ tương

2.2.Nguyên liệu chế biến sữa chua uống và sữa tiệt trùng có đường

2.2.1.Sữa bột nguyên cream

Sữa bột nguyên cream được chế biến từ sữa bò tươi không hiệu chỉnh hàm lượng

chất béo, đóng vai trò quan trọng trong việc bổ sung và cân bằng protein cho sản

phẩm

- Hàm lượng chất béo sau hoàn nguyên: 3,0 ÷ 3,7 % [3]

- Màu sắc: màu trắng sữa đến màu kem nhạt, không xỉn màu, không có màu lạ

- Mùi: thơm đặc trưng của sữa bột nguyên kem, không chua, không có mùi lạ

- Vị: vị ngọt nhẹ, béo đặc trưng của sữa, không bị đắng hay có vị lạ

- Trạng thái: đồng nhất, có thể có cục nhỏ, dễ dàng bóp vụn, không có tạp chất

- Sữa được bảo quản trong kho thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp

Bảng 2.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản [19]

Chỉ tiêu Tiêu chuẩn

Tổng số vi khuẩn hiếu khí < 10.000 CFU/g

Coliform Tối đa 10/g

Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophilus

15,0 ml (sấy lăn)

- Màu trắng sáng, không có màu lạ

- Vị ngọt, không chua hoặc có vị lạ khác

2.2.4.Hương dâu

Sử dụng với liều lượng 0, 01% nhằm tạo mùi đặc trưng cho sữa chua uống

Vì quá trình sản xuất đi từ sữa bột nên hương trong nguyên liệu ban đầu rất hạn chế Để khắc phục điều này thì hương bơ sẽ được bổ sung với liều lượng rất nhỏ, khoảng 0,01% nhằm làm cho sữa thành phẩm có mùi thơm tự nhiên như sữa bò tươi

2.2.5.Men khô

Men khô được sử dụng lên men tạo thành sản phẩm sữa chua uống:

- Lactobacillus bulgaricus: là vi khuẩn lactic lên men đồng hình, phát triển tốt ở

nhiệt độ 45 ÷ 50oC, trong môi trường có độ acid cao

- Streptococcus thermophilus: phát triển tốt ở 37 ÷ 40oC Đây là vi khuẩn chịu nhiệt lên men đồng hình

Hai loại vi khuẩn này thuộc loại lên men hiếu khí và chịu được môi trường có độ acid thấp

2.2.6.Nước

Trong sản xuất sữa, nước đóng vai trò là một trong những nguyên liệu quan trọng, chiếm khoảng 80% tổng khối lượng sản phẩm Nước đã qua hệ thống xử lý của nhà máy để cung cấp cho quá trình phối trộn Nước dùng để hoàn nguyên sữa phải tuân thủ quy định về vệ sinh, độ cứng và các chỉ tiêu vi sinh phải đạt yêu cầu

2.3.Các biến đổi xảy ra trong quá trình bảo quản và chế biến sữa

2.3.1.Các biến đổi xảy ra trong quá trình bảo quản sữa

Chất béo và protein sữa bị thay đổi hóa học trong quá trình bảo quản Những thay đổi này có 2 dạng: sự ôi hóa và sự phân giải lipit Sản phẩm tạo nên có mùi khó chịu và thường xảy ra đối với bơ sữa và bơ

+ Sự ôi hóa chất béo: xảy ra tại các nối đôi của các acid béo không no tạo nên mùi kim loại, trong đó lecithin là chất dễ tấn công nhất

+ Sự ôi hóa protein: do sự ôi hóa amino acid dưới tác dụng của ánh sáng, gây ra mùi khó chịu Chỉ một vài phút để dưới ánh sáng cũng đủ gây ra phản ứng này, do đó sữa không nên để trực tiếp dưới ánh sáng

+ Sự phân giải lipit: là sự phân cắt chất béo thành glycerol và acid béo, tạo mùi

vị chua, mùi này gây ra bởi sự hiện diện của các acid béo tự do thấp phân tử Sự phân cắt này tạo ra dưới tác dụng của enzyme lipase Tuy nhiên quá trình này không xảy ra cho đến khi lớp màng của hạt béo bị phá hủy và chất béo bị lộ ra

Trong công nghệ sữa sự phá hủy màng rất dễ xảy ra dưới tác dụng cơ học như: bơm, khuấy, đánh sữa… Để tránh xảy ra quá trình này sữa nên được thanh trùng ở nhiệt độ cao để phân hủy enzyme lipase

2.3.2.Các biến đổi xảy ra trong quá trình chế biến sữa

2.3.2.1.Biến đổi trong quá trình thanh trùng và tiệt trùng

Vi sinh vật (VSV) có ở mọi nơi trên thế giới Thực phẩm và các nguyên liệu chế biến thực phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng nên dễ bị nhiễm VSV Hệ VSV trong thực phẩm có thể chia làm 2 nhóm cơ bản:

- Nhóm VSV có khả năng gây bệnh cho người và sinh tổng hợp độc tố

- Nhóm VSV không có khả năng sinh độc tố

Quá trình thanh trùng và tiệt trùng sẽ tiêu diệt các VSV có hại bằng nhiệt Theo

lý thuyết, nếu nhiệt độ càng cao và thời gian xử lý càng dài thì số VSV còn sống sót càng thấp và tính an toàn của thực phẩm càng cao Tuy nhiên nhiệt độ xử lý quá dài sẽ làm giảm đi giá trị dinh dưỡng cũng như giá trị cảm quan

2.3.2.2.Quá trình sinh học xảy ra trong quá trình lên men sữa chua uống

- Đường lactose chuyển hoá thành glucose và galactose Sau đó, glucose và galactose tiếp tục chuyển thành axit piruvic rồi chuyển thành axit lactic Lúc đó, sữa bị axit hoá và bị đông tụ

- Cazein chứa trong sữa dưới dạng canxi cazeinat Axit lactic tác dụng với canxi cazeinat tạo ra axit azeinic và canxi lactat Axit cazeinic tự do không hoà tan do đó tạo thành cục đông

- Các quá trình lên men phụ tạo axit bay hơi, rượu, khí CO2, vi khuẩn sinh hương tạo diaxetyl, axetoin,…

- Nấm men gây lên men rượu trong sữa chua là nấm men sữa chỉ phân giải được đường lactose nên chỉ phát triển tốt trong sữa

- Một số vi khuẩn lên men sữa còn gây ra quá trình lên men phụ khác là quá trình pepton hoá sữa do enzyme protease thuỷ phân protein thành pepton là dạng đơn giản

dễ tiêu hoá hơn

2.4.Lợi ích của sữa

Lợi ích của sữa :

- Giúp tiêu hóa đường lactoze, trị bệnh tiêu chảy và có tác dụng nhuận tràng

- Có chất kháng sinh có thể tiêu diệt nhiều vi khuẩn gây bệnh

- Làm giảm cholesterol có hại, tăng cholesterol có lợi, làm tăng tính miễn dịch, giảm bớt các triệu chứng dị ứng mũi, ngăn chặn sự phát triển tế bào ung thư

- Có tác dụng làm dịu thần kinh, dễ ngủ [3]

2.5.Nghiên cứu về ngành sữa

2.5.1.Nghiên cứu ngành sữa Việt Nam

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

90 chỉ có một đến hai nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu là sữa đặc và sữa bột Hiện nay, thị trường sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và rất nhiều doanh nghiệp phân phối sữa chia nhau một thị trường tiềm năng với hơn 80 triệu dân Tổng lượng tiêu thụ sữa Việt Nam liên tục tăng mạnh với mức từ 15÷20% trên một năm

Về mức tiêu thụ sữa trung bình của Việt Nam hiện nay khoảng 7,8 kg/người/năm tức là đã tăng gấp 12 lần so với những năm đầu thập niên 90 Sữa là sảnphẩm dinh dưỡng bổ sung ngoài các bữa ăn hàng ngày Đối với trẻ em, thanh thiếu niên và những người trung tuổi thì sữa có tác dụng lớn hỗ trợ sức khỏe

Nguồn cung cấp nguyên liệu sữa tươi không ổn định, chất lượng chưa được đảm bảo nên hầu hết các công ty sữa sử dụng nguồn sữa bột nhập ngoại để chế biến những sản phẩm của mình Trên thị trường hiện tại có các sản phẩm chính như sau: sữa lỏng

(Liquid Milk) bao gồm sữa tươi và sữa đặc, sữa bột (Powder Milk), sữa chua (Drink Yoghurt) và sữa có đường dành cho trẻ em (Sweetened Children Milk)

Các doanh nghiệp sữa sử dụng vỏ hộp đạt tiêu chuẩn để dễ dàng vận chuyển và bảo quản, hiện nay thị trường chỉ có hai nhà cung cấp độc quyền là Tetra Park (Thụy Điển) và Combiblock (Đức), hai doanh nghiệp này còn là hai nhà cung cấp phần lớn dây chuyển sữa ở Việt Nam

Theo số liệu thống kê sơ bộ từ TCHQ Việt Nam, tháng 2/2015, cả nước đã nhập khẩu 56,6 triệu USD sữa và sản phẩm, giảm 34,4% so với tháng 1/2015, tính chung từ đầu năm cho đến hết tháng 2/2015 đã nhập khẩu 143,1 triệu USD, giảm 13,7% so với cùng kỳ năm 2014

Việt Nam nhập khẩu sữa từ 13 thị trường trên thế giới, trong đó New Zealand là nguồn cung chính, chiếm 39%, kế đến là Hoa Kỳ chiếm 15%, Thái Lan chiếm 13%, Đức chiếm 7%, các nước khác bao gồm: Pháp, Hà Lan, Ba Lan, Hàn Quốc, Tây Ban

Nha, Đan Mạch… chiếm 21% thị phần.[20]

2.5.2.Thị trường sữa thế giới

Tháng 3/2015, giá sữa nguyên liệu trên thị trường thế giới tăng Cụ thể, sữa bột tách kem tại châu Mỹ, tăng 2,2% lên 2.364 USD/tấn và sữa bột 1,25% bơ tại châu Đại

Dương đạt mức 2.900 USD/tấn, tăng 11,54% so với tháng 2/2015.2.6 [20]

2.6.Giới thiệu sản phẩm

2.6.1.Sản phẩm sữa tiệt trùng có đường

Sữa tiệt trùng không chỉ là nguồn dưỡng chất thiết yếu mà còn thật tiết kiệm, giúp bạn và gia đình thưỏng thức cuộc sống tươi đẹp trọn vẹn

Đặc điểm nổi trội :

- Cung cấp các dưỡng chất thiết yếu cho cả gia đình

- Bổ sung Vitamin A&D giúp hỗ trợ hệ xương và tăng cường thị lực

- Kinh tế, hợp túi tiền của người tiêu dùng

- Sữa được xử lý bằng công nghệ tiệt trùng UHT hiện đại, hoàn toàn không

sử dụng chất bảo quản [21]

Hình 2.2 Sản phẩm sữa tiệt trùng có đường

2.6.2.Sản phẩm sữa chua uống hương dâu

Sữa chua uống hay còn gọi là yaourt uống (drinking type) hay yaourt dạng lỏng: Khối đông xuất hiện trong sản phẩm sau lên men bị phá hủy hoàn toàn tạo nên sản phẩm dạng lỏng Trong quá trình lên men người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hoá để phá hủy cấu trúc gel của khối đông và làm giảm độ

nhớt của sản phẩm [3]

Sữa chua uống là sản phẩm sữa lên men tương đối phổ biến ở Việt Nam, sữa chua uống có hàm lượng chất béo thấp, có tính giải khát tốt, chủng loại phong phú Sữa chua uống là loại sản phẩm rất giàu chất dinh dưỡng và có tác dụng phòng bệnh

Để đa dạng về chủng loại có thể bổ sung thêm trái cây vào sữa, đây là một sản phẩm được ưa chuộng hiện nay

Hình 2.3 Sản phẩm sữa chua uống hương dâu

CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

3.1.Chọn dây chuyền công nghệ

Kiểm tra chất lượng

Chất ổn định;

Đường RE

Sữa bột nguyên cream

Hút chân không và định lượng

55-600C Gia Nhiệt 1 ( 65-700C)

Đồng hóa 2 (180bar/30bar)

Bồn vô trùng Rót vô trùng

Bồn vô trùng Rót vô trùng

3.2.Thuyết minh quy trình công nghệ

3.2.1.Thuyết minh công đoạn chung cho hai dây chuyền sản xuất

3.2.1.1.Kiểm tra chất lượng

Nguyên liệu được sử dụng trong dây chuyền là sữa bột nguyên kem Đây thực chất cũng là một dạng nguyên liệu cũng có nguồn gốc từ sữa tuơi Nguyên liệu thường được nhập từ nước ngoài, nên trong quá trình vận chuyển cũng như bảo quản trong kho, chất lượng của nguyên liệu có phần nào thay đổi Vậy trước khi đưa nguyên liệu vào dây chuyền sản xuất ta cần kiểm tra chất lượng của nguyên liệu để đảm bảo cho quá trình sản xuất cũng như đảm bảo yêu cầu chất lượng của sản phẩm

Tiêu chuẩn của nguyên liệu sữa bột

Chỉ tiêu cảm quan

+ Màu sắc : trắng ngà hoặc vàng nhạt, đồng đều

+ Mùi vị : có mùi thơm đặc trưng tự nhiên của sữa, không có mùi vị lạ, ôi, khét, chua, mốc

+ Trạng thái : mịn, đồng nhất, không vón cục, tơi xốp

+ Tổng số tạp trùng không quá 5000 tế bào trong 1g sữa bột

3.2.1.2.Hút chân không và định lượng

- Mục đích: Hút chân không tạo áp lực đủ để vận chuyển các nguyên liệu vào hệ thống cân trộn Ở điều kiện chân không quá trình phối trộn cũng hiệu quả hơn Hệ thống định lượng nhằm đảm bảo phối trộn chính xác khối lượng các nguyên liệu theo công thức phối trộn

- Tiến hành: Nguyên liệu sữa bột nguyên cream chứa trong các bao jumbo 250kg được vận chuyển từ kho vào khu nhập liệu bằng xe nâng và được đưa lên sàng nhập liệu bằng pa lăng điện Công nhân điều khiển pa lăng điện cho sữa bột nguyên cream

đổ vào phễu, đi xuống nam châm hút kim loại, vào silo chứa sữa bột nguyên cream Nguyên liệu đường RE chứa trong các bao jumbo 350kg cũng được nạp silo theo qui trình tương tự như trên Quá trình định lượng sữa bột nguyên cream được thực hiện trong hệ thống cân trộn (Process tank weighing system) Hệ thống này được nối với bơm chân không để hút nguyên liệu sữa bột nguyên cream vào thùng cân Tại đây hệ

thống sẽ định lượng chính xác lượng sữa bột nguyên cream như đã lập trình nhờ vào các tế bào cảm ứng đặt tại các chân đế của thùng cân Sau khi định lượng đủ sữa bột cho một mẻ, phần mền sẽ điều khiển cho đóng van hút sữa bột nguyên cream Tiếp sau

đó, nguyên liệu đường RE chứa trong một silo khác cũng được hút đi và định lượng

tương tự trong cùng thiết bị như trên [10]

Hình 3.1 Hệ thống hút chân không và định lượng [10]

3.2.1.3.Phối trộn tuần hoàn

- Mục đích: Hòa tan và trộn đều các nguyên liệu sữa bột nguyên cream, đường, chất ổn định cùng với nước để tạo thành dịch sữa đồng nhất, đồng thời điều chình hàm lượng chất béo của dịch sữa theo yêu cầu công nghệ

- Tiến hành: Nước gia nhiệt đến 55 – 600C, chất ổn định được hòa nước nóng 55 –

600C Đầu tiên hệ thống cân trộn sẽ hút một lượng 10% tổng lượng nước một mẻ Cánh khuấy bắt đầu hoạt động và thiết bị sẽ hút tiếp đầy đủ lượng sữa bột nguyên cream, tiếp theo là đường RE

Hệ thống cân trộn được nối với bồn tuần

hoàn Dịch sữa chuyển động tuần hoàn giữa hai

thiết bị qua ống tuần hoàn ngoài làm tăng hiệu

quả hòa tan các chất.[15]

Dòng dịch sữa được thành nhiều dòng

nhỏ hơn khi vào bồn tuần hoàn, cùng với một

dòng nước sẽ được bơm liên tục cho đến khi đủ

lượng nước theo công thức phối trộn Một dòng

chất ổn định được bơm vào bồn dưới dạng tia

làm tăng hiệu quả phối trộn và dịch sữa được

đồng nhất hơn

Hình 3.2 Bồn phối trộn tuần hoàn [10]

3.2.1.4.Gia nhiệt 1

- Mục đích: Nâng nhiệt độ dịch sữa lên 65 – 700C để tăng hiệu quả cho hai quá

trinh tiếp theo là bài khí và đồng hóa.[3]

- Tiến hành: Dịch sữa sau khi phối trộn được cho chảy qua thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm loại ghép roăn hoàn toàn để trao đổi nhiệt với sữa đã thanh tiệt trùng Hai dòng sữa đi trong hai ngăn được tạo bởi các tấm kim loại ghép roăn hoàn toàn

3.2.1.5.Bài khí

- Mục đích: Tách các khí CO2, N2, O2 và

tách bọt để tránh gây cản trở quá trình truyền

nhiệt và đồng hóa sau này, đồng thời tránh sự

oxy hóa chất béo nhằm tăng thời hạn bảo quản

sản phẩm

- Tiến hành: Dịch sữa sau khi gia nhiệt sẽ

được hút vào thiết bị bài khí theo phương tiếp

tuyến Khi vào thiết bị bài khí nhiệt độ dịch sữa

sẽ giảm xuống 60 – 650C bốc hơi ngưng tụ Áp

suất chân không 584mmHg được duy trì trong

- Tiến hành: Sữa sau khi bài khí sẽ được pha vào máy đồng hóa hai cấp nhờ một bơm piston Bơm sẽ tăng áp lực cho hệ nhũ tương tại đầu vào của mỗi khe hẹp khe hẹp thứ nhất áp lực cần tạo ra là 115bar, còn khe hẹp thứ hai áp lực tạo ra là 25bar Đồng hóa diễn ra chủ yếu trong giai đoạn đầu tiên, giai đoạn thứ hai giúp nâng cao hiệu quả đồng hóa thông qua việc duy trì và kiểm soát đối áp ổn định cho giai đoạn đầu Giai đoạn thứ 2 cũng ngăn chặn việc vón cục các giọt chất béo có thể xảy ra

3.2.2.Thuyết minh các công đoạn của dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đường 3.2.2.1.Phối trộn

- Mục đích: Bổ sung thêm vitamin, hương để sản phẩm có hương vị thích hợp cho người tiêu dùng, tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

- Tiến hành: Quá trình phối trộn được thực hiện bằng cách cho sữa vào thiết bị có

cánh khuấy đã chứa sẵn vitamin và một lượn rất ít hương sữa 0,01% Trong quá trình phối trộn, cánh khuấy được hoạt động liên tục nhằm phân tán các chất vào trong dịch sữa

Hình 3.4 Thiết bị đồng hóa lần 1

Hình 3.5 Bồn phối trộn [15]

3.2.2.2.Gia nhiệt 2

- Mục đích: Nâng nhiệt độ dịch sữa lên 65 – 700C để tăng hiệu quả đồng hóa.[3]

- Tiến hành : Dịch sữa đi vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để trao đổi nhiệt với dịch sữa sau tiệt trùng nhằm tận dụng tối đa năng lượng Dòng sữa lạnh và nóng đi ngược chiều nhau trong hai ngăn được tạo bởi tấm kim loại ghép roăn hoàn toàn và trao đổi nhiệt qua bề mặt tấm kim loại

Hình 3.6 Thiết bị trao đổi nhiệt [9]

- Mục đích: Tiệt trùng nhằm tiêu diệt

hoàn toàn vi sinh vật chịu nhiệt và bào tử

của nó, kéo dài thời hạn sử dụng của sản

phẩm, đảm bảo an toàn tuyệt đối về mặt vi

sinh cho sản phẩm

- Tiến hành: Thiết bị chính ở công

đoạn này là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống

lồng ống [12] Sữa đi trong ống, chất tải

nhiệt đi ngoài ống và ngược chiều nhau

Quá trình được thực hiện qua 4 công đoạn

chính: Trao đổi nhiệt với dịch sữa đã tiệt

trùng để nâng nhiệt sơ bộ lên khoảng 85 –

900C; Chảy qua hệ ống trao đổi nhiệt với hơi

nước quá nhiệt để nâng đến nhiệt độ tiệt trùng là 137 - 1400C và giữ trong 3 giây, áp suất tiệt trùng là 6bar; Trao đổi nhiệt với dịch sữa mới vào để hạ dần nhiệt độ; Trao đổi nhiệt với nước lạnh 20C để đạt nhiệt độ yêu cầu khi ra khỏi thiết bị là 20 - 250C

Vì quá trình tiệt trùng UHT sử dụng nhiệt độ cực cao cho phép diệt gần như toàn

bộ vi khuẩn có hại có trong thành phần sữa, đồng thời với thời gian cực ngắn công nghệ này giúp giữ nguyên các dưỡng chất thiết yếu, vitamin và mùi vị cho sản phẩm.Quá trình tiệt trùng kết hợp cho dịch sữa chảy qua các màng lọc amiăng - xenluloza dạng MfA-0,3 và 4 để loại trừ vi sinh vật

3.2.2.5.Bồn vô trùng

- Mục đích: Để chứa tạm dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót

- Tiến hành: Dịch sữa sau khi qua hệ tiệt trùng và làm nguội thì sẽ vào bồn chờ

rót vô trùng Bồn là một thiết bị kín có cánh khuấy, có áo lạnh để giữ nhiệt độ sữa từ 20÷25oC

Hình 3.7 Thiết bị tiệt trùng UHT

3.2.2.6 Rót vô trùng

- Mục đích: Cách li sản phẩm với môi trường bên ngoài nhằm kéo dài hạn sử dụng của sản phẩm Định lượng sữa cho một đơn vị sản phẩm trong dạng bao bì thích hợp nhằm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm và tạo điều kiện cho bảo quản, tạo sự thuận tiện khi phân phối và sử dụng

- Tiến hành: Quá trình rót được thực hiện trên máy rót và bao gói tự động Tetrapak, dùng loại hộp 180ml Hộp giấy có cấu tạo đặc biệt từ 6 lớp nguyên liệu, kết hợp tính năng của các thành phần giấy, nhôm và nhựa, giúp bảo vệ sản phẩm khỏi các tác động từ môi trường Giấy cuộn được tiệt trùng ở 115oC, đem dập khuôn và chuyển đến bồn rót Sữa được rót vào bao bì sau đó ghép mí (mí hộp được tiệt trùng bằng tia hồng ngoại) Máy rót và bao gói được đặt trong phòng kính, đảm bảo một số yêu cầu sau: Độ ẩm 30 – 70%; Vận tốc không khí 0,2 – 0,3m/s; Áp suất phòng 2 – 4mmH2O

[8] Sữa sau rót được bảo quản trong kho thành phẩm ở nhiệt độ thường của môi

+ Sau khi thanh trùng, ta làm nguội sữa nhằm đưa dịch sữa đến nhiệt độ lên men, đồng thời ức chế được vi sinh vật chịu nhiệt

Hình 3.8 Thiết bị thanh trùng [9]

3.2.3.2.Hoạt hoá giống

- Mục đích: Để tiết kiệm thời gian lên men và tiết kiệm lượng chế phẩm vi khuẩn cần dùng, ta hoạt hóa vi khuẩn giống trên môi trường sữa bột nguyên cream đã hoàn nguyên Hàm lượng chất khô trên môi trường hoạt hóa dao động từ 9÷12 %

- Tiến hành: Trước khi hoạt hóa giống, môi trường cần phải được thanh trùng ở

90÷950C trong thời gian 30÷45 phút Nhiệt độ hoạt hóa được duy trì ở 430C Quá trình được xem là kết thúc khi độ chua canh trường đạt 85÷900D

3.2.3.3.Lên men

- Mục đích: Chuyển hóa một phần đường có sẵn trong sữa thành axit lactic tạo độ chua cho sản phẩm, làm giảm pH tạo điều kiện thích hợp cho protein sữa đông tụ Ngoài ra còn tạo ra các chất thơm như diaxetyl, axit axetic, propionic, aldehyt, alcol, etse,… tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm sữa chua

- Tiến hành: Để đơn giản và giảm chi phí đầu tư cho xưởng vi sinh, nhà máy sử

dụng giống vi sinh vật ở dạng men khô gồm hai chủng vi khuẩn có tên là Lactobacillus

Bulgaricus và Streptococus Thermophilus, kết hợp theo tỷ lệ 1:1 để tạo hương thơm

tốt nhất Men khô đem đi hoạt hóa để tăng hoạt tính sinh học, trước khi hoạt hóa giống môi trường cần được thanh trùng ở 90oC trong 20 phút rồi làm nguội xuống 42 - 450C

[3] Giống sau khi hoạt hóa nếu chưa dùng ngay trong 6 giờ thì cần giữ lạnh ở 50C để

hạn chế sự tăng độ chua làm ức chế hoạt tính lên men của giống [3, 225]

Quá trình lên men được thực hiện trong thiết bị 2 vỏ, đáy hình côn, làm bằng thép không gỉ, có áo ấm điều khiển nhiệt độ, bộ lọc không khí ngăn chặn các hạt bụi lớn hơn 0,3 μm Thiết bị lên men được trang bị thiết bị đo nhiệt độ và độ pH tự động, cánh khuấy hoạt động để phân bố đều các tế bào vi khuẩn trong dịch sữa

Tỷ lệ cấy giống Vsữa men/Vdịch sữa là

3%, nếu thấp hơn độ axit tăng chậm làm

kéo dài thời gian lên men và đông tụ chậm

dẫn đến phân chia whey Ngược lại, tỷ lệ

quá cao có thể dẫn đến độ axit tăng nhanh,

giảm khả năng hydrat hóa protein và kích

thích quá trình tách whey trong thời gian

lưu trữ Tiến hành lên men ở 42 - 450C

trong thời gian 3 - 5 giờ Hàm lượng O2

phải lớn hơn 4mgL-1 để tránh sản sinh axit

formic gây độc cho sản phẩm Lên men

cho đến khi pH đạt 4,5 là điểm pH mà tính

giữ nước và khả năng hydrat hóa của sữa

chua là tối ưu, thì kết thúc lên men

3.2.3.4.Phối trộn

- Mục đích: Bổ sung hương dâu để tạo hương cho sản phẩm

- Tiến hành: Quá trình phối trộn được thực hiện bằng cách cho sữa sau khi lên

men vào thiết bị có cánh khuấy đã chứa sẵn hương dâu, chất ổn định với tỉ lệ nhất định Trong quá trình phối trộn, cánh khuấy được hoạt động liên tục nhằm phân tán các chất vào trong dịch sữa, quá trình phối trộn được thực hiện ngay tại thiết bị lên men