Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường năng suất 10 5 triệu lít nguyên liệu năm và sữa tiệt trùng có đường năng suất 16 triệu lít nguyên liệu năm

Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường năng suất 10 5 triệu lít nguyên liệu năm và sữa tiệt trùng có đường năng suất 16 triệu lít nguyên liệu năm Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường năng suất 10 5 triệu lít nguyên liệu năm và sữa tiệt trùng có đường năng suất 16 triệu lít nguyên liệu năm luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI,

GỒM 2 DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT:

- SỮA CÔ ĐẶC CÓ ĐƯỜNG, NĂNG SUẤT 10,5 TRIỆU LÍT

TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi, gồm 2 dây chuyền sản xuất:

- Sữa cô đặc có đường, năng suất 10,5 triệu lít nguyên liệu/năm;

- Sữa tiệt trùng có đường, năng suất 16 triệu lít nguyên liệu/năm

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thủy

Số thẻ sinh viên: 107140159

Lớp: 14H2B

Nội dung tóm tắt: Đồ án bao gồm 9 chương như sau:

Chương 1: Lập luận kinh tế - kĩ thuật

Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ

Chương 4: Kế hoạch sản xuất của nhà máy

Chương 5: Tính và chọn thiết bị

Chương 6: Cân bằng nhiệt – hơi - nước

Chương 7: Tính tổ chức - xây dựng

Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm

Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Thiết kế nhà máy sữa từ sữa tươi, gồm 2 dây chuyền sản xuất:

- Sữa cô đặc có đường, năng suất 10,5 triệu lít nguyên liệu/năm;

- Sữa tiệt trùng có đường, năng suất 16 triệu lít nguyên liệu/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:

- Nguyên liệu: Sữa tươi có hàm lượng chất khô 12,8%, trong đó có 3,5% chất béo

- Sản phẩm:

+ Sữa cô đặc có đường: Hàm lượng chất khô 73%, trong đó đường chiếm 43%, khối lượng riêng d= 1,363 kg/l;

+ Sữa tiệt trùng có đường: Hàm lượng chất béo 3%, đường 5%

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Mục lục

- Mở đầu

- Chương 1: Lập luận kinh tế - kĩ thuật

- Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

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

- Chương 4: Kế hoạch sản xuất của nhà máy

- Chương 5: Tính và chọn thiết bị

- Chương 6: Cân bằng nhiệt – hơi - nước

- Chương 7: Tính tổ chức - xây dựng

- Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm

- Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp

- Kết luận

- Tài liệu tham khảo

5 Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ):

- Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ (A0)

- Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)

- Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0)

- Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống hơi – nước (A0)

- Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy (A0)

6 Họ tên người hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 14/02/2019

8 Ngày hoàn thành đồ án: 27/05/2019

Đà Nẵng, ngày tháng năm

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp với nhiệm vụ thiết kế nhà máy sữa từ sữa

tươi, đến nay em đã hoàn thành đồ án của mình

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Mạc Thị Hà thanh, là người trực tiếp

hướng dẫn làm đồ án cho em, sau đó là các thầy cô trong bộ môn cũng như trong khoa

đã tạo cho em nền tảng kiến thức và đặc biệt là gia đình cũng như bạn bè đã tận tình

giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án

Em xin chân thành cảm ơn

Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Phương Thủy

CAM ĐOAN

Em xin cam đoan các số liệu thống kê, số liệu nghiên cứu, các kiến thức, nhận

định, các thông tin về thiết bị đều được trích dẫn từ các tài liệu đã được nêu trong mục

tài liệu tham khảo với chú thích cụ thể

Bố cục và trình bày bài thuyết minh, bản vẽ, các giấy tờ quy định cũng được thực

hiện theo đúng quy định của nhà trường

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN i

CAM ĐOAN ii

DANH SÁCH CÁC BẢNG iii

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ v

LỜI MỞ ĐẦU 11

CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ - KĨ THUẬT 2

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy 2

1.2 Vị trí đặt nhà máy 2

1.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Đà Nẵng 2

1.2.2 Thông tin chung về khu công nghiệp Hòa Khánh 3

1.3 Nguồn nguyên liệu 4

1.4 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu 4

1.5 Hệ thống cấp thoát nước 5

1.6 Hạ tầng giao thông vận tải 5

1.7 Hợp tác hóa sản xuất 5

1.8 Nguồn nhân lực 5

1.9 Thị trường tiêu thụ 6

1.10 Máy móc và thiết bị cho nhà máy 6

1.11 Kết luận 6

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 7

2.1 Tổng quan về nguyên liệu 7

2.1.1 Tổng quan về nguyên liệu chính: sữa tươi 7

2.1.2 Tổng quan về nguyên liệu phụ 15

2.2 Tổng quan về sản phẩm 19

2.2.1 Sữa cô đặc có đường 19

2.2.2 Sữa tiệt trùng có đường 23

2.3 Tình hình tiêu thụ sản phẩm trên thị trường Việt Nam và thế giới 24

2.3.1 Tình hình tiêu thụ sản phẩm trên thị trường Việt Nam 24

2.3.2 Tình hình tiêu thụ sản phẩm trên thị trường thế giới 25

CHƯƠNG III: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 27

3.1 Dây chuyền công nghệ 27

3.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 28

3.2.1 Công đoạn chung cho cả 2 dây chuyền 28

3.2.2 Dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường 29

3.2.3 Dây chuyền sữa tiệt trùng có đường 33

CHƯƠNG IV: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 36

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 36

4.1.1 Năng suất của nhà máy 36

4.1.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 36

4.2 Tính cân bằng vật chất 37

4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho công đoạn chung cả 2 dây chuyền 37

4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường 39

4.2.3 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đường 42 4.3 Tính tỉ trọng sữa 45

4.3.1 Tính tỉ trọng sữa nguyên liệu 45

4.3.2 Tỉnh tỉ trọng sữa cô đặc có đường 46

4.3.3 Tỉnh tỉ trọng sữa đi vào dây chuyền sữa tiệt trùng có đường 46

4.4 Tính số hộp và số thùng cho từng công đoạn hoàn thiện sản phẩm 46

4.5 Lập bảng tổng kết 47

CHƯƠNG V: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 50

5.1 Các thiết bị dùng cho dây chuyền sản xuất của nhà máy 50

5.2 Tính và chọn thiết bị 50

5.2.1 Cách chọn và tính toán thiết bị 50

5.2.2 Thùng chứa chung cho cả 2 dây chuyền 51

5.2.3 Thiết bị chung cho cả 2 dây chuyền 57

5.2.4 Thiết bị dùng cho dây chuyền sữa cô đặc có đường 59

5.2.5 Thiết bị dùng cho dây chuyền sữa tiệt trùng có đường 66

5.3 Tổng kết thiết bị 73

CHƯƠNG VI: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT – HƠI – NƯỚC 76

6.1 Tính cân bằng nhiệt 76

6.1.1 Nguyên tắc 76

6.1.2 Tính toán 76

6.2 Tính hơi và nhiên liệu 86

6.2.1 Tính chi phí hơi 86

6.2.2 Tính nhiên liệu 87

6.3 Tính cấp thoát nước 87

6.3.1 Cấp nước 87

6.3.2 Tính đường ống dẫn nước 89

6.3.3 Thoát nước 89

CHƯƠNG VII : TÍNH TỔ CHỨC – XÂY DỰNG 91

7.1 Tính tổ chức nhân sự 91

7.1.1 Sơ đồ tổ chức nhân sự 91

7.1.2 Chế độ làm việc 91

7.1.3 Tính nhân lực 91

7.2 Tính xây dựng nhà xưởng 93

7.2.1 Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy 93

7.2.2 Các công trình xây dựng 93

7.2.3 Tính khu đất xây dựng nhà máy 103

CHƯƠNG VIII : KIỂM TRA SẢN XUẨ VÀ SẢN PHẨM 105

8.1 Mục đích kiểm tra sản xuất và sản phẩm 105

8.2 Kiểm tra nguyên liệu 105

8.3 Kiểm tra công đoạn trong quá trình sản xuất 106

8.4 Kiểm tra thành phẩm 108

CHƯƠNG IX: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 109

9.1 An toàn lao động 109

9.1.1 Nguyên nhân gây tai nạn lao động 109

9.1.2 Các biện pháp hạn chế tai nạn lao động 109

9.1.3 Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động 110

9.2 Vệ sinh công nghiệp 111

9.2.1 Vệ sinh cá nhân công nhân 111

9.2.2 Vệ sinh máy móc thiết bị 111

9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp 112

9.2.4 Xử lý nước thải 112

KẾT LUẬN 113

TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Chỉ tiêu vật lý của sữa bò………….………….………….………… ………7 Bảng 2.2 Cấu trúc hóa lý của sữa tươi………….………….………….……… …8 Bảng 2.3 Thành phần hóa học của sữa tươi………….………….………….………… 8 Bảng 2.4 Thành phần chất béo trong sữa tươi………….………….………….………10 Bảng 2.5 Thành phần các vitamin trong sữa tươi………….………….………11 Bảng 2.6 Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi………….………….………….……… …11 Bảng 2.7 Chỉ tiêu hóa lý của sữa tươi……….………….………….………… …… 12 Bảng 2.8 Thành phần điển hình của lactose………….………….………… …… …13 Bảng 2.9 Đặc tính vật lý của lactose.………….………….……….………… … …13 Bảng 2.10 Đặc tính hóa lý của lactose……….………….………….……… ……….13 Bảng 2.11 TCVN 6958:2001 đối với đường RE… …….………….………….… …14 Bảng 2.12 Chỉ tiêu cảm quan của sữa bột gầy….………….………….………… …15 Bảng 2.13 Chỉ tiêu hóa lý của sữa bột gầy………….………….………… …………15 Bảng 2.14 Chỉ tiêu kim loại nặng của sữa bột gầy………….………….………… …15 Bảng 2.15 Chỉ tiêu vi sinh của sữa bột gầy….………….………….………15 Bảng 2.16 Chỉ tiêu cảm quan của sữa đặc có đường………….………….………… 17 Bảng 2.17 Chỉ tiêu hóa lý của sữa đặc có đường……….……… … ……17 Bảng 2.18 Chỉ tiêu kim loại nặng của sữa đặc có đường….………….………17 Bảng 2.19 Chỉ tiêu vi sinh của sữa đặc có đương.………….………… ……….17 Bảng 2.20 Chỉ tiêu hóa lý của sữa tiệt trùng có đường….………….………… ……19 Bảng 2.21 Chỉ tiêu cảm quan của sữa tiệt trùng có đường ……….………… ………20 Bảng 2.22 Chỉ tiêu kim loại nặng của sữa tiệt trùng có đường ……….……… ……20 Bảng 2.23 Chỉ tiêu vi sinh của sữa tiệt trùng có đường …….……… ………20 Bảng 4.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu nhà máy……….………….………… …………53 Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất thoe ca của nhà máy……….………….……….53 Bảng 4.3 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy năm 2019….………… …………34 Bảng 4.4 Tiêu hao qua các công đoạn chung của cả 2 dây chuyền……….………… 35 Bảng 4.5 Tiêu hao của dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường.…… …… ………36 Bảng 4.6 Tiêu hao của dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đường ……… …… 39 Bảng 4.7 Bảng tổng kết cân bằng vật chất….………….………… ………44 Bảng 4.8 Bảng tổng kết nguyên liệu….………….……… …… ……… ……45 Bảng 5.1 Các thiết bị dùng cho sản xuất……….………….………… ……… ……46

Bảng 5.2 Thông số kĩ thuật thiết bị lọc………….………… ……… …… …… …53 Bảng 5.3 Thông số kĩ thuật cân định lượng ……….………….………… ………….54 Bảng 5.4 Thông số kĩ thuật thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng JR-5J … ………… …55 Bảng 5.5 Thông số kĩ thuật thiết bị trao đổi nhiệt TL 500-DN 100HE………55 Bảng 5.6 Thông số kĩ thuật nồi nấu syrup ……….………….………… ………56 Bảng 5.7 Thông số kĩ thuật thiết bị cô đặc……….………….………… ………57 Bảng 5.8 Áp suất bay hơi của nước ứng với nhiệt độ làm việc tại các nồi… …….…57 Bảng 5.9 Thông số kĩ thuật hệ thống làm lạnh ……….………….………… ………58 Bảng 5.10 Thông số kĩ thuật máy rót hộp ……….………….………… ………61 Bảng 5.11 Thông số kĩ thuật thiết bị đóng thùng……….………….………… …… 61 Bảng 5.12 Thông số kĩ thuật thiết bị phối trộn……….………….………… …….…62 Bảng5.13Thông số kĩ thuật thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng JR-3J… …… …… …63 Bảng 5.14 Thông số kĩ thuật thiết bị bài khí……….………….………… …….……64 Bảng 5.15 Thông số kĩ thuật thiết bị đồng hóa ……….………….………… ………65 Bảng 5.16 Thông số kĩ thuật thiết bị tiệt trùng……….………….………… …….…65 Bảng 5.17 Thông số kĩ thuật bơm sữa tươi ……….………….………… ……… …67 Bảng 5.18 Thông số kĩ thuật bơm sữa đặc ……….………….………… ………… 68 Bảng 5.19 Thông số kĩ thuật bơm syrup ……….………….………… ………….….69 Bảng 5.20 Thông số kĩ thuật băng tải……….………….………… ………69 Bảng 5.21 Tổng kết thiết bị ……….………….………… ………… ………… … 69 Bảng 6.1 Tổng kết các chi phí hơi của thiết bị…….………… ………… …… … 81 Bảng 6.2 Bảng tiêu hao hơi và nhiên liệu….………….………… ………… …… 85 Bảng 7.1 Bảng tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp….………….………… ……….87 Bảng 7.2 Bảng tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy….………… …… 98 Bảng 8.1 Kiểm tra nguyên liệu…….………….………… ………… …… … ….,101 Bảng 8.2 Kiểm tra các công đoạn sản xuất…….………….………… ………….…102 Bảng 8.3 Kiểm tra thành phẩm……….………….………… ………103

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ khu cồn nghiệp Hòa khánh, Đà nẵng ……… … 4

Hình 2.1 Các sản phẩm sữa cô đặc có đường ……… ………….16

Hình 2.2 Các sản phẩm sữa tiệt trùng có đường………19

Hình 2.3 Tình hình tiêu thụ sữa tại Việt Nam năm 2016-2017……….…21

Hình 2.4 Mức tiêu thụ sữa bình quân/người năm 2002-2016……… …….22

Hình 5.1 Thiết bị lọc………….………… ……… …… ……… …… …….… …53

Hình 5.2 Cân định lượng ……….………….………… ………….…… …… …….54

Hình 5.3 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng JR-5J … ………….……… …… …….55

Hình 5.4 Thiết bị trao đổi nhiệt TL 500-DN 100HE….………… ……… 55

Hình 5.5 Nồi nấu syrup ……….………….………… ……… …… ……56

Hình 5.6 Thiết bị cô đặc……….………….………… ……… ………… …57

Hình 5.7 Tháp Flash… ………… …… …… …… …… …… …… …… …58

Hình 5.8 Hệ thống làm lạnh nhanh Anhydro Flash Cooler……….………… ………58

Hình 5.9 Bồn chờ rót ……….………….………… ……… …… ………60

Hình 5.10 Máy rót hộp ……….………….………… ……… …… …….61

Hình 5.10 Máy đóng thùng……….………….………… …… …… ……… …… 61

Hình 5.11 Thiết bị phối trộn……….………….………… …….……… …… …….62

Hình 5.12 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng JR-3J… … …… ……… …… …… 63

Hình 5.13 Thiết bị bài khí……….………….………… …….………… …… ……64

Hình 5.14 Thiết bị đồng hóa ……….………….………… ………… …… …….…65

Hình 5.15 Thiết bị tiệt trùng……….………….………… …….……… …… …….65

Hình 5.16 Bơm sữa tươi ……….………….………… ……… ……… …… …….67

Hình 5.17 Băng tải……….………….………… ……… …… …….…………69

Hình 7.1 Qúa trình tiếp nhận sữa nguyên liệu………….………… ………90

Hình 8.1 Quy trình kiểm tra sản xuất và sản phẩm tại nhà máy……… ……100

trùng có đường

MỞ ĐẦU

Sữa là một thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, chứa đầy đủ các nhóm chất cần

thiết cho cơ thể như protein, lipid, đường, vitamin và các khoáng chất Việc uống sữa

hằng ngày giúp cung cấp năng lượng cho các hoạt động của cơ thể, giúp cho xương

luôn chắc khỏe và giúp hệ cơ và hệ tuần hoàn luôn khỏe mạnh

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 tiệt trùng có đường và sữa đặc có đường là hai

sản phẩm phổ biến và ưa chuộng nhất hiện nay Nhận thấy được xu hướng đó nên em

đã chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi, gồm hai dây chuyền

sản xuất:

- Sữa cô đặc có đường, năng suất 10,5 triệu lít nguyên liệu/năm;

- Sữa tiệt trùng có đường, năng suất 16 triệu lít nguyên liệu/năm.”

Trong quá trình thực hiện đề tài, nhờ vận dụng được những kiến thức đã học

được cũng như các kiến thức tìm hiểu từ các tài liệu sách, báo, em đã thiết kế được

một nhà máy sữa đồng bộ và điều khiển một cách tự động Tuy nhiên do kiến thức còn

hạn chế và kinh nghiệm thực tế chưa có nên không tránh khỏi những thiếu sót, kính

mong quý thầy đóng góp ý kiến để bản thiết kế của em thêm hoàn thiện hơn

trùng có đường

CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ - KĨ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy

Nước ta hiện nay là một nước đông dân với tốc độ tăng trưởng dân số cao đồng thời với xu hướng cải thiện tầm vóc và sức khỏe nên nhu cầu tiêu dùng sữa tươi và các sản phẩm từ sữa là rất lớn, nhu cầu mỗi ngày một tăng Bởi vì sữa là một thực phẩm giàu dinh dưỡng, việc sử dụng sữa hoặc các sản phẩm từ sữa mỗi ngày sẽ đóng góp tích cực vào sự phát triển toàn diện cả về thể lực, trí lực, tăng 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 sữa hiện nay là một nhu cầu cần thiết nhằm đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất khẩu Hơn nữa, xây dựng nhà máy còn góp phần giải quyết việc làm cho người lao động, nâng cao tiềm lực kinh tế của nhà nước

1.2 Vị trí đặt nhà máy

Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng lớn đến sự tồn tại của nhà máy, vì vậy khi xây dựng cần phải xem xét, đảm bảo các nguyên tắc sau:

- Vị trí đặt nhà máy phải gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ

- Giao thông vận tải thuận lợi

- Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng

- Cấp thoát nước thuận lợi

- Nguồn nhân lực dồi dào

Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu, em quyết định chọn địa điểm xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Hòa Khánh, thành phố Đà Nẵng

1.2.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của Đà Nẵng

1.2.1.1 Điều kiện tự nhiên

Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ tương đối cao và ít biến động Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền Nam Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa khô kéo dài từ tháng 1 đến tháng 7 và mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12, thỉnh thoảng có những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài.[9]

Nhiệt độ:

trùng có đường

+ Nhiệt độ trung bình hàng năm: 25,9oC

+ Nhiệt độ trung bình mùa nóng: 28 - 30oC

+ Nhiệt độ trung bình mùa lạnh: 18 - 23 oC

+ Lượng mưa trung bình hàng năm: 2504,57 mm H2O

+ Lượng mưa cao nhất vào cáctháng 10, 11, trung bình 50-1000 mm/tháng

+ Lượng mưa thấp nhất vào cáctháng 1, 2, 3, 4, trung bình 23-40 mm/tháng Hướng gió:

Hướng gió chủ yếu là Đông Nam

1.2.1.2 Điều kiện kinh tế- xã hội

Thành phố Đà Nẵng là thành phố trực thuộc Trung ương của nước ta, nằm trên trục giao thông Bắc - Nam của quốc gia về đường bộ, đường sắt, đường hàng không

Đà Nẵng có vị trí chiến lược về an ninh quốc phòng và là mũi nhọn kinh tế trọng điểm của Miền Trung nói riêng và cả nước nói chung

Đà Nẵng là cửa ngõ phía Đông của Hành lang Kinh tế Đông - Tây - là một trong năm hành lang kinh tế được phát triển theo sáng kiến của Ngân hàng Phát triển Châu

Á ở khu vực Tiểu vùng sông Mê Kông Đây là tuyến đường bộ nối hai bờ Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương đi qua bốn quốc gia, bắt đầu từ Myanma, đi qua Thái Lan, Lào và điểm đến cuối cùng là cảng Tiên Sa - Đà Nẵng của Việt Nam Hành lang kinh

tế Đông - Tây không chỉ đem lại cơ hội cho các quốc gia trên tuyến đường đẩy mạnh hợp tác phát triển kinh tế, văn hóa - xã hội, nâng cao đời sống cho nhân dân, mà còn tạo cơ hội cho các doanh nghiệp trong và ngoài nước tiếp cận tốt hơn các vùng nguyên liệu, thị trường dịch vụ, nguồn vốn đầu tư, chuyển giao công nghệ mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho thương mại xuất nhập khẩu và phát triển du lịch.[9]

Khu công nghiệp Hòa Khánh được thành ngày 12/12/1996, thuộc phường Hòa Khánh, quận Liên Chiểu với tổng diện tích ban đầu là 423,5 ha, nằm cách ga đường sắt 9km, sân bay quốc tế Đà Nẵng 10 km, cảng biển Tiên Sa 20 km, cảng sông Hàn 13

km, cảng biển Liên Chiểu 5km Các công trình hạ tầng kỹ thuật như hệ thống cấp điện, cấp nước, cơ sở hạ tầng giao thông vận tả được đầu tư xây dựng hoàn chỉnh, sẵn sàng phục vụ các nhà đầu tư đến đầu tư xây dựng nhà xưởng sản xuất và kinh doanh. [10]

trùng có đường

Hình 1 1 Sơ đồ khu công nghiệp Hòa Khánh, Đà Nẵng

1.3 Nguồn nguyên liệu

Đà Nẵng không phải là nơi chú trọng đến chăn nuôi nông nghiệp như nuôi bò sữa, vì vậy phần lớn nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy sẽ được cung cấp từ các tỉnh thành phát triển mạnh về chăn nuôi bò sữa như Gia Lai, Lâm Đồng, các tỉnh thuộc khu vực Đông Nam Bộ như Bình Dương, thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh miền núi phía Bắc như Lai Châu hay Sơn La

Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển lâu dài thì việc đầu tư xây dựng trang trại bò sữa đạt chuẩn quốc tế ngay trong thành phố Đà Nẵng- vị trí thích hợp nhất để xây dựng trang trại chăn nuôi bò sữa là tại thôn Nam Thành, xã Hòa Phong, huyện Hòa Vang; hoặc tại các tỉnh lân cận như Quảng Nam, Huế, Quảng Trị là thực sự cần thiết Điều này không chỉ góp phần giảm chi phí mua nguyên liệu và vận chuyện,

mà còn tạo được sự chủ động trong sản xuất, góp phần nâng cao năng suất nhà máy và tạo thêm nhiều việc làm cho người dân địa phương.[12]

1.4 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu

Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện của khu công nghiệp với điện áp 220/380V Ngoài ra nhà máy còn lắp đặt máy phát điện dự phòng để phòng ngừa các tình huống khẩn cấp như mất điện hoặc các sự cố liên quan

Trong nhà máy, hơi được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như đun nóng, thanh trùng, tiệt trùng, phục vụ máy rót, vệ sinh khử trùng máy móc thiết bị Hơi nước phải là hơi bão hoà và được cung cấp bởi lò hơi hoặc hợp tác hoá với các nhà máy khác để mua hơi phục vụ cho sản xuất

trùng có đường

Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu chính là dầu DO (diesel oil), FO (Fuel oil) và xăng được cung cấp từ các công ty xăng dầu Petrolimex lớn tại địa phương Nguồn gốc của các loại nhiên liệu này được lấy từ các mỏ dầu mỏ và được sản xuất tại nhà máy lọc dầu Dung Quất (Quảng Ngãi), sau đó vận chuyển về các cửa hàng Petrolimex trên toàn quốc.[9]

1.6 Hạ tầng giao thông vận tải

Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, nằm ngay trên đường quốc lộ 1A gần sân bay, nhà ga, và cảng biển Tiên Sa Đà Nẵng là cửa ngõ giao thông giữa các tỉnh phía Bắc Và phía Nam Việt Nam Đây là một thuận lợi lớn cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm và máy móc thiết bị phục vụ cho quá trình sản xuất của nhà máy.[9]

1.7 Hợp tác hóa sản xuất

Khu công nghiệp Hoà Khánh với nhiều loại hình nhà máy khác nhau nên việc hợp tác hoá giữa các nhà máy đem lại thuận lợi lớn về mặt kinh tế, tạo sự phát triển bền vững

Vị trí xây dựng của nhà máy có thể giúp tăng cường sự hợp tác hóa với các nhà máy khác trong khu công nghiệp như nhà máy bao bì, nhà máy xử lý nước, nhà máy bia,…để cùng chung phát triển cơ sở hạ tầng, điện, nước, nhằm giảm thiểu vốn đầu tư ban đầu cũng như rút ngắn thời gian xây dựng

1.8 Nguồn nhân lực

Đà Nẵng là một trung tâm đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao đẳng, đại học của cả nước Đặc biệt có trường đại học bách khoa - đại học Đà Nẵng là nơi đào tạo đội ngũ kỹ sư với chất lượng chuyên môn nghiệp vụ cao, đáp ứng được yêu cầu của các doanh nghiệp, nhà máy tại địa phương và các khu vực lân cận trong nước

trùng có đường

Lực lương lao động ưu tiên tuyển dụng trên địa bàn thành phố Dân số hiện nay của Đà Nẵng là 967800 người và dự báo đến năm 2020 dân số Đà Nẵng sẽ là 1,6 triệu người Đà Nẵng là thành phố đang trên đà phát triển mạnh về công nghiệp với, do đó đây là nơi thu hút nhiều lao động phổ thông các tỉnh thành khác đến đây để sinh sống

và làm việc Vì vậy, Đà Nẵng có nguồn nhân công vô cùng dồi dào.[13]

1.9 Thị trường tiêu thụ

Thị trường tiêu thụ chủ yếu của nhà máy là thành phố Đà Nẵng và khu vực miền Trung Bên cạnh đó cũng hướng tới thị trường miền Nam, nơi có nhu cầu tiêu thụ sữa

và phô mai rất lớn

1.10 Máy móc và thiết bị cho nhà máy

Hầu hết các máy móc thiết bị quan trọng đều nhập từ các hãng sản xuất lớn ở nước ngoài về nhằm tối ưu hoá quy trình sản xuất Bên cạnh đó vẫn có một số thiết bị đặt mua từ các hãng sản xuất cơ khí trong nước

1.11 Kết luận

Từ những tìm hiểu và phân tích trên, ta thấy việc xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Hòa Khánh – Đà Nẵng là hoàn toàn hợp lí

trùng có đường

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1.1 Tổng quan về nguyên liệu chính: sữa tươi

2.1.1.1 Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non

Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuất trên 3 nguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa dê, sữa cừu Ở nước ta, sữa bò là nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp thực phẩm.[1]

2.1.1.2 Tính chất vật lý và cấu trúc hóa lý của sữa

* Tính chất vật lý[1]

- Độ đục của sữa là do chất béo, protein và một số khoáng chất trong sữa tạo nên

- Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β-caroten có trong chất béo sữa Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt

- Mùi đặc trưng, vị ngọt nhẹ

Các thông số về chỉ tiêu vật lý của sữa bò được thể hiện qua bảng 2.1 như sau:

Bảng 2 1 Chỉ tiêu vật lý của sữa bò

trùng có đường

Qua bảng 2.1 ta thấy được những chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò như: tỉ trọng: 1,028-1,036 g/cm3, pH= 6,5-6,7, độ chua: 15-18˚D,… và các chỉ tiêu này cần được kiểm tra một cách ngặt khi thu hoạch cũng như trước khi đưa vào sản xuất để đảm bảo chất lượng thành phẩm

* Cấu trúc hóa lý

Các thông số về chỉ tiêu hóa lý của sữa tươi được thể hiện qua bảng 2.2 như sau:

Bảng 2 2 Cấu trúc hóa lý của sữa tươi[1]

tương

Dung dịch keo

Huyền phù keo

Dung dịch

2.1.1.3 Thành phần hóa học của sữa tươi

Các thông số về thành phần hóa học của sữa tươi thể hiện qua bảng 2.3 như sau:

Bảng 2 3 Thành phần hóa học của sữa tươi[1]

* Nước

trùng có đường

Tồn tại ở 2 dạng:[1]

- Dạng tự do: 96-97% tổng lượng nước

- Dạng liên kết: 3-4% tổng lượng nước Nhiệt độ đóng băng <0˚C, không hòa tan muối, đường Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước kết tinh với lactose dưới dạng

- Khả năng hòa tan thấp, độ ngọt thấp

- Nhiệt độ cao: phản ứng caramel, Maillard

- Lên men dưới tác dụng vi khuẩn lactic

- Kết tinh chậm, tinh thể cứng và có nhiều dạng tinh thể Vitamin B2 có thể ức chế sự kết tinh của lactose

Thành phần chất béo của sữa tươi được thể hiện qua bảng 2.4 như sau:

Bảng 2 4 Thành phần chất béo trong sữa tươi[1]

Thành phần

Hàm lượng (%

so với tổng khối lượng chất béo)

0.02

Ester của acid béo

và cholesterol Ester của acid béo

và rượu cao phân

- Trong số các nguyên tố khoáng trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là Ca, P,

Mg Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle phần còn lại tồn tại dưới dạng muối hoà tan trong sữa

* Vitamin[1]

Hàm lượng các vitamin trong sữa tươi được thể hiện qua bảng 2.5 như sau:

Bảng 2 5 Thành phần các vitamin trong sữa tươi[1]

Các vitamin trong sữa chia làm hai nhóm:

- Vitamin hoà tan trong nước: B1, B2, B3, B5, B6, C, …

- Vitamin hoà tan trong chất béo: A, D, E

Nhìn chung, hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định nhưng hàm lượng vitamin tan trong chất béo lại bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức ăn

và điều kiện thời tiết…

* Hormon

Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng của động vật Trong sữa bò, có nhiều loại hormone và chúng được chia làm ba nhóm: proteohormone, hormone peptide, hormone steoride

* Các hợp chất khác

Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2 Tổng hàm lượng của chúng chiếm 5-6% thể tích sữa

Các chất khí trong sữa thường tồn tại ở ba dạng: dạng hoà tan, dạng liên kết khác

và dạng phân tán Khí hòa tan hoặc phân tán thường gây ra một số khó khăn trong quá trình chế biến sữa, nên sữa tươi thường qua xử lý bài khí trước khi chế biến

Thỉnh thoảng, người ta còn phát hiện trong sữa có chứa các hợp chất hóa học khác như: chất kháng sinh, chất tẩy rửa, pesticide, kim loại nặng,

trùng có đường

2.1.1.4 Những nguyên nhân gây biến chất sữa tươi

* Bổ sung các chất từ bên ngoài

Khi bổ sung kháng sinh, thức ăn và tác động của chất tẩy rửa chuồng trại, thiết bị chứa đồng thời sữa chứa lâu trong các thiết bị chứa bằng kim loại sẽ gây biến chất sữa tươi Do đó, cần quy định cụ thể thời điểm sử dụng các chất cho vào thức ăn trước lúc vắt

* Biến đổi về sinh học

Sự trao đổi chất của hệ vi sinh vật có trong sữa được xem là biến đổi sinh học quan trọng nhất Sự trao đổi chất là tập hợp tất cả phản ứng hóa sinh diễn ra ở tế bào vi sinh vật Trao đổi chất gồm hai quá trình là dị hóa (catabolism) và đồng hóa (anabolism)

+ Dị hóa: sự phân giải chất dinh dưỡng (cơ chất) có trong môi trường nhờ hệ enzyme do vi sinh vật tổng hợp nên nhằm mục đích tạo ra năng lượng và các hợp chất hữu cơ đơn giản (đường đơn, acid amin, acid béo, acetyl-CoA…) Năng lượng ATP

sẽ được sử dụng cho các “hoạt động sống” của cơ thể sinh vật, còn các hợp chất hữu

cơ đơn giản được xem là những tiền tố- vật liệu để xây dựng tế bào

+ Đồng hóa: sự tổng hợp nên các hợp chất hữu cơ cao phân tử (glycogen, protein, lipid,…) cho chính cơ thể sinh vật Quá trình này được thực hiện từ các tiền tố

và năng lượng do quá trình dị hóa cung cấp

* Biến đổi về hóa học và hóa sinh

Các biến đổi hóa học trong quá trình bảo quản sữa nguyên liệu bao gồm những phản ứng giữa các chất trong thành phần của sữa và tạo ra nhiều hợp chất mới Biến đổi hóa học xảy ra nhờ xúc tác của các enzyme được gọi là biến đổi hóa sinh Khi số lượng vi sinh vật trong sữa càng nhiều thì sữa càng chứa nhiều loại enzyme khác nhau

và hoạt tính của chúng sẽ càng cao Từ đó, tốc độ biến đổi hóa sinh sẽ càng nhanh và thành phần hóa học của sữa sẽ thay đổi nhanh chóng trong quá trình bảo quản

+ Thủy phân chất béo

- 97-98% khối lượng chất béo trong sữa thuộc về nhóm triglyceride, các hợp chất này có thể bị thủy phân dưới xúc tác của hệ enzyme lipase tạo sản phẩm là acid béo tự do và mono- hoặc diglyceride

- Khi các triglyceride tồn tại dưới dạng hạt cầu béo, enzyme lipase rất khó tiếp xúc được với cơ chất, do đó quá trình thủy phân chất béo rất khó xảy ra hoặc xảy ra với tốc độ chậm Nhiệt độ tối ưu cho quá trình sinh tổng hợp lipase bởi các vi khuẩn trên khoảng 20÷21oC Khi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp, nhìn chung hoạt tính của

trùng có đường

lipase giảm (theo Luquet-1985) Bên cạnh đó, các lipase ngoại bào từ vi sinh vật là những enzyme bền nhiệt Quá trình thanh trùng sữa đôi khi không ức chế hoàn toàn hoạt tính của chúng, chỉ có phương pháp tiệt trùng sữa ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian xác định mới có thể ức chế được hoàn toàn hoạt tính nhóm enzyme lipase

+ Oxy hóa chất béo

-Các acid béo không bão hòa có trong sữa rất dễ bị oxy hóa tại vị trí các nối đôi trong phân tử của chúng, kết quả của quá trình này sẽ tạo ra các hydroperoxydase và làm cho sữa có mùi kim loại (metallic flavour)

-Các phản ứng oxy hóa acid béo không bão hòa càng được tăng cường khi có mặt muối sắt và muối đồng Ngoài ra khi để sữa tiếp xúc với ánh sáng mặt trời thì tốc

độ phản ứng oxy hóa diễn ra nhanh hơn

-Để khống chế quá trình oxy hóa chất béo, cần hạn chế hàm lượng oxy hòa tan trong sữa bằng phương pháp bài khí sữa trước khi bảo quản Bên cạnh đó, trong quá trình bảo quản cần tránh cho sữa tiếp xúc với oxy và ánh sáng mặt trời hoặc thanh trùng sữa ở nhiệt độ 80oC

+ Thủy phân protein

- Quá trình thủy phân protein được xúc tác bởi hệ enzyme protease Các sản phẩm thu được sẽ phụ thuộc vào mức độ thủy phân và có thể là polypeptid với phân tử lượng khác nhau, peptid (một số peptid làm cho sữa bị đắng) hoặc acid amin

- Quá trình thủy phân làm tăng hàm lượng γ-casein có trong sữa

- Các protease do vi sinh vật nhiễm vào sữa tiết ra mới gây nên những biến đổi sâu sắc về thành phần protein lẫn mùi vị của sữa

- Mức độ thủy phân protein càng sâu sắc thì mùi vị của sữa càng bị biến đổi

+ Phân hủy các acid amin

Các phản ứng acid amin thường gặp là desamin hóa, decarboxyl hóa,… Sản phẩm thu được từ các phản ứng trên là cetoacid, acid không bão hòa, acid béo bão hòa, khí NH3, CO2,…Chúng làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa và mùi vị của sữa

+ Các biến đổi hóa học và hóa sinh khác liên quan đến sự trao đổi chất của hệ vi

sinh vật có trong sữa

Các vi sinh vật khác nhau có thể có những con đường trao đổi chất khác nhau nhưng đều nhằm mục đích tạo ra năng lượng ATP và vật chất tế bào để phục vụ sự tồn

* Biến đổi về hóa lý

+ Sự thay đổi cấu trúc micellle

Cấu trúc micelle của sữa chủ yếu là do các casein (α, β, κ-casein) cùng hai nguyên tố vô cơ (K,P) tạo nên Một số phân tử β-casein, ion calci, phosphate thoát ra khỏi cấu trúc micelle dưới tác dụng của nhiệt độ thấp sẽ làm giảm kích thước micelle trong sữa Song song đó, mức độ hydrate hóa của các micelle sẽ tăng Trạng thái keo của micelle sẽ trở nên bền hơn

+ Sự thay đổi hệ nhũ tương

- Các giọt cầu béo trong sữa có đường kính thông thường từ 2÷10 μm và được bao bọc bên ngoài bởi một màng (membrane) có các gốc ưa nước với mục đích ổn định hệ nhũ tương trong sữa

- Các acid béo khác nhau sẽ có nhiệt độ đông đặc khác nhau sẽ có nhiệt độ đông đặc khác nhau Khi giảm nhiệt độ sữa, sự kết tinh của các triglycerid sẽ được tăng cường Nếu quá trình làm lạnh sữa diễn ra nhanh sẽ làm xuất hiện các tinh thể chất béo với kích thước nhỏ và chúng không làm tổn thương đến cấu trúc màng bảo vệ giọt béo

- Sự khuấy trộn với tốc độ vừa phải có tác dụng nhũ hóa các chất béo tự do có trong sữa Tuy nhiên, các màng bảo vệ giọt béo có thể bị thay đổi cấu trúc với những mức độ khác nhau

2.1.1.5 Đánh giá chất lượng của sữa tươi

Chất lượng của sữa nguyên liệu được đánh giá theo TCVN 7405:2009[14], bao

gồm các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý, được thể hiện qua các bảng 2.6, 2.7:

Bảng 2 6 Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi

Chỉ tiêu Yêu cầu

Trạng thái sữa -Khối chất lỏng đồng nhất, không vón cục, không có lớp chất

béo nổi lên trên mặt -Độ nhớt khoảng 1.1-2.5 đơn vị

trùng có đường

Màu sắc Màu trắng ngà (trắng đục) đến vàng nhạt

Mùi vị Mùi thơm đặc trưng dễ chịu, vị hơi ngọt

Bảng 2 7 Chỉ tiêu hóa lý của sữa tươi

Tỷ trọng ở 20 oC ≥1,026 g/ml Điểm đóng băng -0,51 - (-0,58)oC Hàm lượng chất khô ≥11,5% khối lượng Hàm lượng chất béo ≥3,2% khối lượng Hàm lượng protein ≥2,8% khối lượng

Để đánh giá chất lượng của sữa tươi, trước tiên ta đánh giá cảm quan chất lượng sữa trước, sữa đạt chất lượng theo yêu cầu khi sữa ở trạng thái chất lỏng đồng nhất, có màu trắng ngà đến vàng nhạt và có mùi thơm dễ chịu, vị hơi ngọt Sau đó đánh giá các chỉ tiêu hóa lý quan trọng: tỉ trọng không bé hơn 1,026 g/ml, hàm lượng chất khô không bé hơn 11,5%, hàm lượng chất béo không bé hơn 3,2%,…

2.1.2 Tổng quan về nguyên liệu phụ

2.1.2.1 Nguyên liệu phụ cho sản xuất sữa cô đặc có đường

* Nước

Nước sử dụng trong sản xuất phân thành hai nhóm lớn:

- Nước trong nhà máy gồm: nước sinh hoạt, vệ sinh thiết bị và nước sản xuất: yêu cầu không cao lắm

trùng có đường

- Nước dùng cho trực tiếp vào trong quá trình sản xuất yêu cầu chất lượng cao

Phải đạt tiêu chuẩn nước uống (TCVN 5501:1991)[18]: không chứa mầm bệnh, các

chất độc, không màu, không mùi, không vị lạ

Theo TCVN 7968:2008[16], hàm lượng lactose không dưới 99% và một số chỉ tiêu khác của lactose được thể hiện qua các bảng 2.8, 2.9, 2.10 sau:[17]

Bảng 2 8 Thành phần điển hình của lactose

Hình dạng bên ngoài Dạng bột tơi, cấu trúc tinh thể

Lactose khi nhập về nhà máy cần kiểm tra lại các chỉ tiêu một cách nghiêm ngặt: ham lượng lactose chiếm trên 99%, tỉ trọng hạt đạt 0,7-0,9 g/ml, dạng bột tơi, cấu trúc tinh thể và các chỉ tiêu vi sinh khác Ngoài ra, có thể sử dụng sản phẩm sữa cô đặc có đường chứa tinh thể lactose mịn của mẻ sản xuất trước gây mầm kết tinh cho mẻ sản xuất sau

* Đường saccharose

Saccharose được bổ sung vào sữa đặc nhằm tăng độ ngọt, giá trị dinh dưỡng và giá trị áp lực thẩm thấu bên trong sản phẩm Nhờ đó sản phẩm sữa cô đặc có đường không cần qua quá trình tiệt trùng nhưng vẫn có thể bảo quản trong thời gian lâu dài Trong công nghiệp thực phẩm Việt Nam thường dùng loại đường RE (Refinde

extra) theo tiêu chuẩn TCVN 6958:2001[15] được thể hiện qua bảng 2.11 sau:

Bảng 2 11 TCVN 6958:2001 đối với đường RE

Chỉ tiêu cảm quan -Màu: trắng ngà, đồng đều

-Mùi: không có mùi lạ -Vị: ngọt, không có vị lạ -Trạng thái: hạt, tương đối đồng đều, không tạp chất, không vón cục

Chỉ tiêu hóa lý -Độ Pol: ≥99,8%

-Tro:≤0,03%

-Đường khử: ≤0,03%

-Dư lượng SO2: ≤7 ppm -Hàm lượng kim loại:

+ Asen: ≤1 mg/kg + Đồng: ≤2 mg/kg + Chì: ≤0,5 mg/kg Chỉ tiêu vi sinh -Tổng vi sinh vật hiếu khí: ≤5.104 cfu/g

-Coliforms: không có

Bảo quản Nơi khô ráo, sạch sẽ, thoáng mát

trùng có đường

Đường sử dụng để sản xuất phải đáp ứng các yêu cầu của bảng 2.11: đường ở dạng hạt mịn, đồng đều, không có lẫn tạp chất, có màu trắng ngà và không có các mùi

vị lạ, độ Pol ≥99,8% và hàm lượng kim loại nặng và các vi sinh vật ở mức cho phép

2.1.2.2 Nguyên liệu phụ cho sản xuất sữa tiệt trùng có đường

* Sữa bột gầy

Bảng 2 12 Chỉ tiêu cảm quan của sữa bột gầy

Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Màu sắc Màu tự nhiên, từ màu trắng sữa đến màu kem nhạt

Mùi, vị Mùi thơm, ngọt dịu, không có mùi vị lạ

Trạng thái Dạng bột, đồng nhất, không bị vón cục, không có tạp chất

Bảng 2 13 Chỉ tiêu vi sinh của sữa bột gầy

Tổng số vi sinh vật hiếu khí trong 1g sản phẩm 104

Số Staphylococcis aureus trong 1g sản phẩm 0

Tổng số bào tử nấm men, nấm mốc trong 1g sản phẩm 10

Bảng 2 14 Chỉ tiêu hóa lý của sữa bột gầy

trùng có đường

Bảng 2.15 Chỉ tiêu kim loại nặng của sữa bột gầy

Tên chỉ tiêu Mức tối đa (mg/kg)

TCVN 7404:2004[19], bao gồm các chỉ tiêu về cảm quan, hóa lý, vi sinh, hàm lượng

kim loại nặng và được thể hiện qua các bảng 2.12, 2.13, 2.14, 2.15 trên

* Đường saccharose

* Nước

2.2.1 Sữa cô đặc có đường

2.2.1.1 Giới thiệu về sữa cô đặc có đường

Sữa cô đặc có đường là sản phẩm được chế biến từ sữa, có bổ sung thêm đường saccharose trong quá trình chế biến, có hàm lượng chất khô rất cao (73-74,5%) và còn được gọi là “ sữa đặc ngọt ”.[1]

Hình 2 1 Các sản phẩm sữa cô đặc có đường

Sữa đặc có đường được sản xuất lần đầu tiên trên thế giới tại New York vào năm

1858 bởi G Borden Ngày nay, nhóm sản phẩm sữa cô đặc được sử dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới do chúng có nhiều ưu điểm khi ta so sánh với sữa tươi:[1]

- Thời gian bảo quản sản phẩm kéo dài, sữa có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng

- Tiết kiệm chi phí cho việc vận chuyển và kho chứa sản phẩm

trùng có đường

- Phục vụ cho đối tượng tiêu dùng ở xa nơi thu hoạch và chế biến sữa

- Sữa cô đặc là nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm

2.2.1.2 Lợi ích của sữa đặc có đường

Thành phần dinh dưỡng của sữa đặc có đường chính là sữa bò, chất béo, protein, đường Những thành phần này đều có lợi cho quá trình tăng cân nhanh cho những người gầy, những người kén ăn, ăn không tiêu, cơ thể khó hấp thụ dưỡng chất từ thức

ăn thì sữa đặc có đường có thể làm nhiệm vụ đó tốt hơn cả

2.2.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá sữa cô đặc có đường

Chất lượng sữa cô đặc theo TCVN 5539:2002[20], bao gồm các chỉ tiêu về cảm

quan, hóa lý, vi sinh, hàm lượng kim loại nặng, và được thể hiện qua các bảng 2.16, 2.17, 2.18, 2.19 như sau:

Bảng 2 6 Chỉ tiêu cảm quan của sữa đặc có đường

Màu sắc - Màu tự nhiên của sữa đặc có đường từ vàng kem nhạt đến

vàng kem đậm

- Màu đặc trưng của sản phẩm đối với sữa có bổ sung phụ liệu Mùi, vị Thơm, ngọt đặc trưng của sản phẩm, không có mùi vị lạ

Trạng thái Mịn, đồng nhất, không vón cục, không bị lắng đường

Bảng 2 17 Chỉ tiêu hóa lý của sữa đặc có đường

Hàm lượng chất béo (% khối lượng) 6,5

Hàm lượng saccharose (% khối lượng) 43

Tạp chất không tan trong nước (mg/kg) 5

Bảng 2 7 Chỉ tiêu kim loại nặng của sữa đặc có đường

trùng có đường

Bảng 2 19 Chỉ tiêu vi sinh của sữa đặc có đường

2.2.1.4 Cách bảo quản sữa đặc có đường

Sản phẩm sữa đặc có đường không phải là sản phẩm vô trùng, trong đó có thể chứa vi sinh vật ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử, nhưng do tính chất của sản phẩm (hoạt độ nước khá thấp, áp lực thẩm thấu cao do nồng độ chất khô lớn) nên vi sinh vật bị ức chế mạnh mẽ.Sữa cô đặc có đường được bảo quản ở điều kiện thường, tránh ánh sáng trực tiếp của mặt trời

Trong quá trình bảo quản có thể xuất hiện hai kiểu hư hỏng:[21]

- Hư hỏng do vi sinh vật: một số loài vi sinh vật (VSV) có thể phát triển trong sữa đặc ngọt, thường gặp nhất là nhóm VSV chịu được áp suất thẩm thấu cao như

Torulopsis Khi VSV phát triển sẽ làm thay đổi giá trị cảm quan và thành phần của sản

phẩm, có thể dẫn đến hiện tượng phồng hộp

- Hư hỏng do biến đổi hóa lý: Trong một số trường hợp, độ nhớt của sữa sản phẩm

sẽ gia tăng trong quá trình bảo quản, trạng thái của sữa bị thay đổi, sản phẩm trở nên

đặc hơn Hiện tượng này gọi là đặc hóa theo thời gian (age thickening) Nếu xảy ra

ở mức độ lớn, sản phẩm sẽ bị gel hóa Cơ chế của hiện tượng này đến nay chưa được hiểu rõ nhưng nguyên nhân chính là do sự thay đổi cấu hình không gian của các phân

tử protein có trong sữa Để hạn chế hiện tượng này, cần tuân thủ nghiêm ngặt các thông số công nghệ trong quy trình sản xuất và sử dụng phụ gia với liều lượng thích hợp để ổn định các thành phần protein trong sản phẩm

2.2.1.5 Phương án thiết kế

Có 2 phương pháp cô đặc sữa chính, được so sánh ở bảng sau:[42]

trùng có đường

Sản phẩm dễ bị nhiễm bẩn Sản phẩm ít bị nhiễm bẩn

Thời gian cô đặc dài Thời gian ngắn

Nhiệt độ cô đặc cao Nhiệt độ thấp hơn

Sản phẩm dễ bị biến tính Sản phẩm chất lượng và màu sắc tốt

Dựa vào bảng trên thì phương pháp cô đặc trong nồi chân không có nhiều ưu điểm hơn và mặt khác sữa cô đặc có đường có hàm lượng chất khô cao (73%) nên ta thực hiện cô đặc ở hệ thống cô đặc nhiều nồi ở áp suất chân không Cô đặc nhiều nồi

là quá trình sử dụng hơi thứ thay hơi đốt, do đó nó có ý nghĩa kinh tế rất cao về việc sử dụng nhiệt

2.2.2 Sữa tươi tiệt trùng có đường

2.2.2.1 Giới thiệu về sữa tiệt trùng có đường

Sữa tiệt trùng có đường là sản phẩm chế biến từ sữa, trong quá trình chế biến được xử lý ở nhiệt độ rất cao (>100˚C), nhờ đó toàn bộ hệ vi sinh vật và enzyme có

trong sữa bị vô hoạt [1]

Hình 2 2 Các sản phẩm sữa tiệt trùng có đường

2.2.2.2 Lợi ích của sữa tiệt trùng có đường

Sữa tiệt trùng có đường rất giàu dưỡng chất tự nhiên tốt cho sức khỏe[22]:

- Sữa là nguồn canxi tự nhiên phong phú, giúp thúc đẩy chiều cao và củng cố xương của trẻ em, giúp trẻ có một hàm răng chắc khỏe

- Sữa cung cấp chất béo cho sự phát triển của hệ thần kinh và não bộ Ngoài ra, protein sữa cũng giúp ích cho sự phát triển của các tế bào não, canxi và chất khoáng dồi dào trong sữa có vai trò quan trọng trong dẫn truyền thần kinh

- Sữa có 2 loại vitamin nhóm B hỗ trợ sự phát triển của hệ thần kinh: vitamin B2, nhân tố không thể thiết trong quá trình tạo năng lượng từ glucose cho cơ thể và não bộ

và vitamin B12 hỗ trợ tạo máu, giúp não bộ hấp thụ được oxi và chất dinh dưỡng

trùng có đường

2.2.2.3 Các chỉ tiêu đánh giá sữa tiệt trùng có đường

Chất lượng sữa tiệt trùng có đường theo TCVN 7028:2009[23], bao gồm các chỉ

tiêu cảm quan, hóa lý, vi sinh, kim loại nặng được thể hiện qua các bảng 2.20, 2.21, 2.22, 2.23 như sau:

Bảng 2 8 Chỉ tiêu hóa lý sữa tiệt trùng có đường

Hàm lượng chất khô, % khối lượng ≥11,5

Hàm lượng chất béo, % khối lượng ≥3,2

Bảng 2 21 Chỉ tiêu cảm quan sữa tiệt trùng có đường

Màu sắc Màu trắng đến vàng nhạt đặc trưng cho sản phẩm

Mùi, vị Mùi, vị đặc trưng của sản phẩm, không có mùi, vị lạ

Trạng thái Dịch thể đồng nhất

Bảng 2 9 Chỉ tiêu kim loại nặng của sữa tiệt trùng có đường

Staphylococcus aureus, khuẩn lạc/ 1ml sản phẩm 0

Listeria monocytogenes, khuẩn lạc/ 25ml sản phẩm 0

trùng có đường

Sản phẩm sữa tiệt trùng có đường thu được sau quá trình sản xuất phải đảm bảo: sữa ở dạng dịch thể đồng nhất, màu trắng đến vàng nhạt, không có mùi vị lạ, các chỉ tiêu về hàm lượng kim loại nặng và vi sinh vật ở mức cho phép

2.2.2.4 Cách bảo quản sữa tiệt trùng có đường

Sữa tiệt trùng được bảo quản ở nhiệt độ phòng, thời gian bảo quản có thể kéo dài

từ 3-6 tháng

2.2.2.5 Phương án thiết kế

Có 2 loại hệ thống tiệt trùng UHT chính trên thị trường công nghệ hiện đại:[18]

- Cách gia nhiệt trực tiếp: có ưu điểm là sản phẩm được giữ ở nhiệt độ cao trong khoảng thời gian ngắn, tuy nhiên quá trình này sử dụng một lượng hơi khá lớn nên không đảm bảo kinh tế Trong cách trực tiếp có 2 nhóm:

+ Nhóm 1: Sử dụng vòi phun hơi nước với áp suất cao vào sữa, nhiệt độ sữa tăng rất nhanh chóng, sau đó làm lạnh nhanh trong môi trường chân không để loại bỏ nước tương đương với lượng hơi nước đã sử dụng

+ Nhóm 2: Sữa được bơm vào buồng hơi nước với áp suất cao bằng vòi Nhờ hơi nước chiếm thể tích lớn hơn nhiều so với thể tích sữa nên quá trình trao đổi nhiệt diễn

ra nhanh chóng Sau đó, sữa được làm lạnh nhanh trong môi trường chân không để loại bỏ nước tương đương với lượng hơi nước đã sử dụng

- Cách gia nhiệt gián tiếp: cách này hiệu quả cao hơn, nước hoặc áp lực hơi nước được sử dụng để gia nhiệt cũng như trao đổi nhiệt, kèm theo đó là một lượng tái sử dụng cho phép tiết kiệm tối đa năng lượng và chi phí sản xuất Sữa và dòng nhiệt trao đổi nhiệt với nhau qua bề mặt truyền nhiệt Ở cách này, người ta thường sử dụng thiết

bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng hoặc dạng ống lống ống Nhưng hiện nay thiết bị dạng ống lồng ống được ưa chuộng hơn, vì thiết bị này không kín như thiết bị bản mỏng nên chịu được áp suất cao và nhiệt độ cao hơn, do đó quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhanh

và đồng đều hơn

Từ những phân tích trên thì việc chọn phương pháp tiệt trùng UHT bằng cách gián tiếp ở thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống là tối ưu nhất

2.3 Tình hình tiêu thụ sản phẩm trên thị trường Việt Nam và thế giới

2.3.1 Tình hình tiêu thụ sản phẩm trên thị trường Việt Nam

trùng có đường

Theo báo cáo phát triển bền vững năm 2017 của Vinamilk, mức tiêu thụ sữa bình quân tại Việt Nam là 26 lit/năm/người Dự báo đến năm 2020, mức tiêu thụ sữa sẽ tăng lên trên 28 lit sữa/năm/người Mặt khác, xu thế cải thiện sức khỏe và tầm vóc của người Việt Nam khiến cho nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm sữa luôn giữ ở mức cao.[24]

Hình 2 3 Tình hình tiêu thụ sữa tại Việt Nam năm 2016-2017[24]

2.3.2 Tình hình tiêu thụ sản phẩm trên thị trường thế giới

Theo thống kê về việc mở rộng thị trường tiêu thụ các sản phẩm từ sữa đến thị trường thế giới của Vinamilk, tính đến năm 2017, Vinamilk đã xuất khẩu đến 46 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới Trong năm 2017, Vinamilk đã triển khai thành công các hoạt động xúc tiến thương mại quốc tế tại các thị trường châu Á tiềm năng bao

gồm UAE, Thái Lan, Myanmar và Bangladesh [24]

Theo biểu đồ hình 2.4, ta thấy tình hình tiêu thụ các sản phẩm từ sữa năm

2002-2006 có xu hướng tăng dần: Trung Quốc mức tiêu thụ tăng từ 4-23,5 kg/người/năm, Thái Lan tăng từ 15,3-34,4 kg/người/năm, Hàn Quốc có mức tiêu thụ sữa khá cao khoảng 38-43 kg/người/năm…

trùng có đường

Hình 2 4 Mức tiêu thụ sữa bình quân/ người năm 2002-2016 (kg) [24]

27 SVTH: Nguyễn Thị Phương Thủy GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

CHƯƠNG III: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Kiểm tra và lọc Định lượng

Xử lý nhiệt (116˚C,30s) và làm nguội 70˚C Chuẩn hóa và hiệu chỉnh

hàm lượng chất khô

Xử lí nhiệt 65˚C (Kcal/kg.oC) Bài khí (584 mmHg) Đồng hóa (55-80˚C, 18-25 MPa) Tiệt trùng (140-150˚C,3-5s), làm nguội 20˚C

Rót sản phẩm và ghép mí

Cô đặc (65-70˚C, d=1,3-1,4 g/ml) Làm nguội (15-18˚C) và cấy mầm tinh thể Kết tinh lactose (30˚C,≤10 µm)

Saccharose Saccharose Syrup 70%

Sữa đặc có đường (HLCK 73%, đường 43%, d=1,363 kg/l)