Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với năng suất 32 triệu lít nguyên liệu năm gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu với năng suất 17 nghìn lít sản phẩm ca và sữa cô đặc không đường

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán Mở đầu Chương 1 Lập luận kinh tế kỹ thuật Chương 2 Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm Chương 3 Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ Chương 4 Tính cân bằng vật chất Chương 5 Tính và chọn thiết bị Chương 6 Tính nhiệt hơi nước Chương 7 Tính tổ chức và xây dựng nhà máy Chương 8 Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm Chương 9 An toàn lao động và vệ sinh nhà máy Kết luận Tài liệu tham khảo

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

SẢN XUẤT:

SỮA CHUA UỐNG HƯƠNG DÂU VỚI NĂNG SUẤT 17000 LÍT SẢN PHẨM /CA VÀ SỮA CÔ

ĐẶC KHÔNG ĐƯỜNG.

Người hướng dẫn: T.S MẠC THỊ HÀ THANH

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ HOÀI

Số thẻ sinh viên: 107150146

Lớp: 15H2B

Đà Nẵng, 12/2019

TÓM TẮT

Tên đề tài: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với năng suất 32 triệu

lít nguyên liệu/năm gồm 2 dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu với năng suất

17 nghìn lít sản phẩm/ca và sữa cô đặc không đường”

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài

Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm có 9 chương:

Chương 1: Lập luận về kinh tế - kỹ thuật: Tìm hiểu sự cần thiết xây dựng nhà máy

và chọn địa điểm xây dựng nhà máy, tìm hiểu về đặc điểm thiên nhiên, đặc điểm về vùng nguyên liệu, mạng lưới đường giao thông, thị trường tiêu thụ, hợp tác hóa cũng như là nhân công lao động trong nhà máy

Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm: Tìm hiểu về các đặc điểm, tính chất của nguyên liệu và sản phẩm

Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ: Đưa ra cơ sở lựa chọn quy trình công nghệ, lựa chọn quy trình và thuyết minh về quy trình

Chương 4: Cân bằng vật chất: Đưa ra kế hoạch sản xuất và tính cân bằng vật chất Chương 5: Tính và chọn thiết bị

Chương 6: Tính nhiệt - hơi - nước: Tính lượng nhiệt, lượng hơi, lượng nước dùng trong sản xuất và sinh hoạt

Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng nhà máy

Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm

Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy

NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ tên sinh viên: Lê Thị Hoài Số thẻ sinh viên: 107150146

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với năng suất 32 triệu lít nguyên liệu/năm gồm 2 dây chuyền sản xuất: Sữa chua uống hương dâu với năng suất 17 nghìn lít sản phẩm/ca và sữa cô đặc không đường

2 Ðề 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 13%, hàm lượng chất béo 3,8%

- Sản phẩm sữa chua uống hương dâu có hàm lượng chất khô 17%, hàm lượng chất béo 3,2%, và hàm lượng đường 4,5%

- Sản phẩm sữa cô đặc không đường có hàm lượng chất khô 31%, và hàm lượng chất béo 9%

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Mở đầu

Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật

Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm

Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình công nghệ

Chương 4: Tính cân bằng vật chất

Chương 5: Tính và chọn thiết bị

Chương 6: Tính nhiệt - hơi - nước

Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng nhà máy

Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm

Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh nhà máy

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

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

6 Họ tên người hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh

7 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: / /2019

LỜI NÓI ĐẦU

Bách Khoa không chỉ là ngôi trường đại học hàng đầu về kỹ thuật với chương trình đào tạo rèn luyện tư duy và sự kiên trì Bách Khoa trong tôi còn là một hành trình hơn

4 năm trải nghiệm đầy thú vị và nhiều màu sắc Nơi đây có những thầy cô tận tình giảng dạy, khuyến khích sinh viên chủ động, sáng tạo; là những ngày ôn thi căng thẳng quên hết thời gian; hay là những ngày tình nguyện với nhiệt huyết của tuổi trẻ Ở Bách Khoa, tôi học được giá trị của cuộc sống, học được sự mạnh mẽ cần thiết, là con gái học Bách Khoa vất vả nhưng chưa bao giờ tôi hối hận, mà còn cảm thấy biết ơn vì cũng là một nữ sinh của Bách Khoa Đáng quý hơn, Bách Khoa còn cho tôi những người bạn, những người thầy, người cô thân thiết, những mối quan hệ mà có lẽ sẽ theo tôi trong suốt cuộc đời Thật lòng cảm ơn Bách Khoa

Khép lại những năm tháng đó chính là mùa đồ án cuối cùng của đời sinh viên - đồ

án tốt nghiệp Chắc hẳn tôi sẽ không thể nào hoàn thành tốt nếu không có sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, đặc biệt là cô Mạc Thị Hà Thanh, người đã trực tiếp theo sát tôi trong quá trình hoàn thành đồ án Tôi xin chân thành cám ơn toàn thể các thầy cô trong Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung và các thầy cô giáo trong Khoa Hóa nói riêng đã dạy dỗ và truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức bổ ích và những bài học kinh nghiệm quý báu; các thầy cô đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi được hoàn thành khóa học tại trường Tôi xin chúc các thầy cô giáo trong Khoa Hóa dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp

Đà Nẵng, ngày 9 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Lê Thị Hoài

ii

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các 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 Các thông tin về thiết bị đều được trích dẫn chính xác từ các tài liệu đã được nêu trong mục tài liệu tham khảo với chú thích cụ thể

Bố cục trình bày bài thuyết minh, bản vẽ và các giấy tờ quy định cũng được thực hiện theo đúng quy định của nhà trường

Đà Nẵng, ngày 9 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Lê Thị Hoài

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ÐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT 2

1.1 Sự cần thiết xây dựng nhà máy 2

1.2 Điều kiện tự nhiên 2

1.2.1 Vị trí địa lý 2

1.2.2 Địa hình 2

1.2.3 Khí hậu 3

1.3 Vùng nguyên liệu 3

1.4 Thị trường tiêu thụ 3

1.5 Nguồn cung cấp nước 3

1.6 Nguồn cung cấp điện 3

1.7 Nguồn cung cấp hơi nước 3

1.8 Nguồn cung cấp nhiên liệu 3

1.9 Hệ thống thoát nước 4

1.10 Xử lý nước thải 4

1.11 Giao thông vận tải 4

1.12 Khả năng cung cấp nguồn nhân lực 4

1.13 Sự hợp tác hóa 4

1.14 Kết luận 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 5

2.1 Tổng quan về nguyên liệu 5

2.1.1 Nguyên liệu chính 5

2.1.2 Nguyên liệu phụ 12

2.2 Tổng quan về sản phẩm 16

2.2.1 Sữa cô đặc không đường 16

2.2.2 Sữa chua uống hương dâu 18

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm sữa ở trong nước và trên thế giới .20

iv

2.3.1 Tình hình tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa ở Việt Nam 20

2.3.2 Tình hình tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa trên thế giới 21

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 22

3.1 Chọn phương án thiết kế 22

3.1.1 Đối với sản phẩm sữa chua uống hương dâu 22

3.1.2 Đối với sản phẩm sữa cô đặc không đường 22

3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 24

3.3 Thuyết minh quy trình 26

3.3.1 Thuyết minh các công đoạn chung cho hai dây chuyền 26

3.3.2 Thuyết minh cho dây chuyền sữa chua uống hương dâu 28

3.3.3 Thuyết minh cho dây chuyền sữa cô đặc không đường 31

CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 34

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 34

4.1.1 Kế hoạch nhập nguyên liệu 34

4.1.2 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 34

4.2 Tính cân bằng vật chất 35

4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho công đoạn chung của hai dây chuyền 35

4.2.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu 36 4.2.3 Tính cân bằng vật chất dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường 42

4.3 Tính tỉ trọng của sữa tươi nguyên liệu 46

4.3.1 Tính tỉ trọng của sữa tươi nguyên liệu 46

4.3.2 Tính tỉ trọng của sữa đi vào dây chuyền sữa chua uống hương dâu 47

4.3.3 Tỷ trọng của sữa cô đặc không đường 47

4.4 Bảng tổng kết 48

CHƯƠNG 5 CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ 50

5.1 Tính toán và chọn thiết bị 50

5.1.1 Cách tính và chọn thiết bị 50

5.1.2 Tính toán và chọn thiết bị chung cho cả hai dây chuyền 51

5.1.3 Tính toán thiết bị cho dây chuyền sữa chua uống hương dâu 53

5.1.4 Tính và chọn thiết bị dây chuyền sản xuất sữa cô đặc không đường 62

5.2 Tính và chọn bơm 70

5.2.1 Bơm vận chuyển sữa tươi nguyên liệu qua các công đoạn 70

5.2.2 Bơm vận chuyển sữa khi cô đặc 70

5.2.3 Bơm vận chuyển syrup và cream 71

5.3 Băng tải vận chuyển sữa hộp qua đóng thùng 71

5.3.1 Sữa chua uống hương dâu 71

5.3.2 Sữa cô đặc không đường 71

5.4 Bảng tổng kết các thiết bị 71

CHƯƠNG 6 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT – HƠI – NƯỚC 73

6.1 Cân bằng nhiệt 73

6.1.1 Tính nhiệt cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ chung cho hai dây chuyền 73

6.1.2 Tính cân bằng nhiệt cho dây chuyền sữa chua uống hương dâu 74

6.1.3 Tính nhiệt cho dây chuyền sữa cô đặc không đường 78

6.2 Tính hơi và nhiên liệu 83

6.2.1 Tính chi phí hơi 84

6.2.2 Tính nhiên liệu 85

6.3 Tính cấp – thoát nước 86

6.3.1 Cấp nước 86

6.3.2 Thoát nước 87

CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC NHÂN SỰ - XÂY DỰNG 89

7.1 Tính tổ chức nhân sự 89

7.1.1 Sơ đồ tổ chức 89

7.1.2 Chế độ làm việc 89

7.1.3 Tính nhân lực 89

7.2 Tính xây dựng 91

7.2.1 Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy 91

7.2.2 Các công trình xây dựng 91

7.3 Tính k hu đất xây dựng nhà máy 104

7.3.1 Diện tích khu đất 104

7.3.2 Tính hệ số sử dụng Ksd 104

CHƯƠNG 8 KIỂM TRA SẢN XUẤT 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 107

CHƯƠNG 9 : AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 108

9.1 An toàn lao động 108

9.1.1 Các nguyên nhân chủ yếu gây ra tai nạn trong quá trình sản xuất 108

9.1.2 Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động 108

9.1.3 Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động 108

9.2 Vệ sinh công nghiệp 109

9.2.1 Vệ sinh cá nhân của công nhân 109

vi

9.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị 1099.2.3 Xử lý nước thải 109

KẾT LUẬN 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý của sữa bò 5

Bảng 2.2 Thành phần hóa học trong sữa của con người và một số động vật (% khối lượng) 6

Bảng 2.3 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) 6

Bảng 2.4 Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi nguyên liệu 10

Bảng 2.5 Chỉ tiêu hóa lí của sữa tươi nguyên liệu 10

Bảng 2.6 Hàm lượng kim loại nặng trong sữa tươi nguyên liệu 10

Bảng 2.7 Các chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa tươi nguyên liệu 10

Bảng 2.8 Chỉ tiêu chất lượng của cream 12

Bảng 2.9 Tiêu chuẩn chất lượng đường RE TCVN 6959:2001 12

Bảng 2.10 Các chỉ tiêu chất lượng của nước TCVN 5501:1991 13

Bảng 2.11 Chỉ tiêu chất lượng của Lecithin 14

Bảng 2.12 Đặc điểm, tính chất của disodium phosphate 14

Bảng 2.13 Chỉ tiêu vi sinh của sữa đặc không đường 17

Bảng 2.14 Chỉ tiêu hóa lý của sữa đặc không đường 17

Bảng 2.15 Phụ gia thực phẩm cho phép trong sữa đặc không đường 18

Bảng 2.16 Chỉ tiêu cảm quan của sữa chua uống hương dâu 19

Bảng 2.17 Chỉ tiêu hóa lí của sữa chua 19

Bảng 2.18 Chỉ tiêu hàm lượng kim loại nặng trong sữa chua 19

Bảng 2.19 Chỉ tiêu vi sinh của sữa chua 20

Bảng 4.1 Bảng nhập nguyên liệu của nhà máy 34

Bảng 4.2 Bảng sản xuất theo ca của nhà máy 34

Bảng 4.3 Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy 35

Bảng 4.4 Tiêu hao qua các công đoạn chung của hai dây chuyền 35

Bảng 4.5 Tiêu hao qua các công đoạn của dây chuyền sữa chua uống hương dâu 37

Bảng 4.6 Tiêu hao qua các công đoạn sữa cô đặc không đường 42

Bảng 4.7 Tổng kết nguyên liệu và bán thành phẩm ở từng công đoạn 48

Bảng 4.8 Bảng tổng kết nguyên liệu phụ ở các công đoạn 49

Bảng 4.9 Bảng tổng kết bao bì sản phẩm 49

viii

Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc túi 52

Bảng 5.2 Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế 52

Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt bản mỏng 53

Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí 54

Bảng 5.5 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa 54

Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật của thiết bị thanh trùng và làm nguội 55

Bảng 5.7 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men 56

Bảng 5 8 Thông số kỹ thuật nồi nấu siro 57

Bảng 5 9 Thông số kỹ thuật của gàu tải 58

Bảng 5 10 Thông số kỹ thuật của Vít tải 58

Bảng 5 11 Thông số kỹ thuật của thiết bị phối trộn 60

Bảng 5 12 Thông số kỹ thuật của bồn chờ rót 61

Bảng 5 13 Thông số kỹ thuật của máy rót hộp 61

Bảng 5 14 Thông số kỹ thuật của máy đóng thùng 62

Bảng 5 15 Thông số kỹ thuật của thiết bị phối trộn 64

Bảng 5 16 Thông số kỹ thuật thiết bị gia nhiệt 65

Bảng 5 17 Thông số kỹ thuật thiết bị cô đặc 65

Bảng 5 18 Thông số kĩ thuật của thiết bị đồng hóa 66

Bảng 5 19 Thông số kỹ thuật thiết bị tiệt trùng 68

Bảng 5 20 Thông số kỹ thuật bồn chờ rót 69

Bảng 5 21 Thông số kĩ thuật của máy rót vô trùng 69

Bảng 5 22 Thông số kỹ thuật của máy đóng thùng 70

Bảng 5 23 Thông số kĩ thuật bơm 70

Bảng 5 24 Thông số kỹ thuật bơm vận chuyển sữa cô đặc 70

Bảng 5 25 Thông số kỹ thuật bơm vận chuyển cream, siro 71

Bảng 5 26 Bảng tổng kết các thiết bị trong dây chuyền sản xuất 71

Bảng 6 1 Bảng tổng kết chi phí hơi cho các thiết bị 84

Bảng 6 2 Lượng nước lạnh và nước nóng cần dùng cho các thiết bị sản xuất 86

Bảng 7 1 Tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp 90

Bảng 7 2 Bảng tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy 103

Bảng 8.1 Kiểm tra nguyên liệu 105

Bảng 8.2 Kiểm tra các công đoạn sản xuất 106

Hình 2.1 Cấu trúc micelle của casein .7

Hình 2.2 Cấu tạo vi khuẩn Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus 15

Hình 2.4 Một số sản phẩm sữa cô đặc không đường 16

Hình 2.5 Sản phẩm sữa chua uống hương dâu 18

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ của hai sản phẩm sữa chua uống hương dâu và sữa cô đặc không đường 25

Hình 4.1 Sơ đồ các công đoạn chung của hai dây chuyền 36

Hình 4.2 Sơ đồ dây chuyền sữa chua uống hương dâu 37

Hình 4.3 Sơ đồ công đoạn phối trộn 38

Hình 4.4 Sơ đồ công đoạn cấy giống 40

Hình 5 1 Cấu tạo thùng chứa 50

Hình 5.2 Thiết bị lọc túi tháo rời GEA KA 70-76 52

Hình 5 3 Lưu lượng kế Dong Yan 52

Hình 5.4 Thiết bị gia nhiệt sơ bộ 53

Hình 5.5 Thiết bị bài khí 54

Hình 5.6 Thiết bị đồng hóa 54

Hình 5.7 Thiết bị thanh trùng,làm nguội 55

Hình 5.8 Thiết bị lên men 56

Hình 5 9 Nồi nấu siro 57

Hình 5.10 Silo chứa đường 57

Hình 5 11 Gàu tải 58

Hình 5 12 Vít tải 58

Hình 5 13 Thùng chứa siro đường 59

Hình 5 14 Thiết bị phối trộn 60

Hình 5 15 Bồn chờ rót loại Tetra Pak 61

Hình 5 16 Máy chiết rót Tetra Brik 61

Hình 5 17 Máy đóng thùng 62

Hình 5 18 Thùng chứa cream 63

Hình 5 19 Thiết bị phối trộn 64

Hình 5 20 Thiết bị trao đổi nhiệt Alfa laval baseline 3 65

Hình 5 21 Thiết bị cô đặc 65

Hình 5 22 Thiết bị đồng hóa 66

Hình 5 23 Thiết bị phối trộn 66

Hình 5 24 Thiết bị tiệt trùng 68

Hình 5 25 Bồn chờ rót 69

Hình 5 26 Máy rót vô trùng 69

x

Hình 5 27 Máy đóng thùng 70

Hình 5 28 Bơm vận chuyển sữa 70

Hình 7 1 Sơ đồ tổ chức nhà máy 89

Hình 7 2 Hệ thống lọc, kiểm tra sữa nguyên liệu 93

Hình 7 3 Thùng chứa sữa 93

MỞ ĐẦU

Ngành công nghiệp sản xuất, chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa của Việt Nam những năm gần đây có sự phát triển năng động, cung cấp nhiều sản phẩm đa dạng cho đời sống kinh tế quốc dân, đáp ứng nhu cầu trong nước, từng bước thay thế các mặt hàng sữa nhập khẩu và tham gia xuất khẩu với sự đa dạng về mẫu mã và chủng loại Bên cạnh

đó, ngành đã có nhiều đóng góp đáng kể vào ngân sách nhà nước, tạo nhiều việc làm cho người lao động, góp phần bảo đảm đời sống nhân dân và ổn định tình hình xã hội, trở thành một mắt xích quan trọng của nền nông nghiệp Việt Nam Sự đi lên của ngành công nghiệp chế biến sữa là động lực để phát triển ngành chăn nuôi bò sữa, một trong những ngành tạo ra thu nhập tương đối cao cho người nông dân Việt Nam Nước ta hoàn toàn có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển ngành này nhưng để ngành chăn nuôi bò sữa thật sự là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của đất nước thì sự phát triển các ngành công nghiệp chế biến sữa phải đi trước một bước

Ngày nay, các sản phẩm từ sữa bò hết sức đa dạng và phong phú Từ sữa bò người

ta đã sản xuất, chế biến vô vàn các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương vị k hác nhau Tuy nhiên, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và lợi ích riêng của mỗi sản phẩm mà mức độ tiêu thụ của chúng trên thị trường cũng không giống nhau Chất lượng cuộc sống của người tiêu dùng ngày càng được nâng cao nên nhu cầu tiêu dùng các sản phẩm di nh dưỡng ngày càng tăng Người tiêu dùng có xu hướng đòi hỏi cao hơn về tính phù hợp,

sử dụng sản phẩm không những ngon, bổ mà còn phù hợp với thể trạng và túi tiền Hiện nay, trong các sản phẩm từ sữa như: sữa cô đặc, sữa lên men, sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng , thì sữa cô đặc và sữa chua là dòng sản phẩm tiện ích và chiếm tỷ trọng cao nhất trong cơ cấu doanh thu trong nước của các công ty sản xuất, chế biến sữa

Trước nhu cầu thực tế đó, tôi chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa tươi với năng suất 32 triệu lít nguyên liệu/năm gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua uống hương dâu với năng suất 17 nghìn lít sản phẩm/ca và sữa cô đặc không đường

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 2

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết xây dựng nhà máy

Hiện nay, người tiêu dùng có xu hướng đòi hỏi những sản phẩm có chất lượng cao không chỉ giàu dinh dưỡng mà còn đảm bảo sự tươi sạch và an toàn, họ gia tăng nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm sữa từ nguyên liệu sữa bò tươi sạch, giảm lượng tiêu thụ các sản phẩm từ sữa hoàn nguyên truyền thống vốn có sản lượng cung ứng cao nhất trên thị trường sữa Việt Nam

Dựa trên những cơ sở đó, việc xây dựng một nhà máy chế biến sữa từ nguồn nguyên liệu sữa tươi sạch rất cần thiết hiện nay Để xây dựng được một nhà máy sữa đạt hiệu quả kinh tế cao nhất thì yếu tố lựa chọn địa điểm đóng vai trò rất quan trọng Qua nghiên cứu và khảo sát chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở xã Long Khánh, huyện Bến Cầu, tỉnh Tây Ninh, một địa điểm có nhiều trang trại bò sữa quy mô lớn nhất ở khu vực Nam Trung Bộ Địa điểm này có điều kiện tự nhiên thuận lợi với nguồn lao động dồi dào rất thích hợp để xây dựng một nhà máy chế biến sữa

1.2 Điều kiện tự nhiên

1.2.1 Vị trí địa lý

Bến Cầu là một trong chín huyện, thị thuộc tỉnh Tây Ninh, có diện tích tự nhiên

233 km2, cách thị xã Tây Ninh 30 km về phía Tây Nam và cách Thành phố Hồ Chí Minh

70 km về phía Tây Bắc

Bến Cầu nằm trên tuyến giao lưu trực tiếp giữa vùng kinh tế trọng điểm phía Nam

và Cam-Pu-Chia, cách Thành phố Hồ Chí Minh và Thị xã Tây Ninh không xa, nên khá thuận lợi để phát triển một nền kinh tế toàn diện

1.2.2 Địa hình

Địa hình của huyện khá bằng phẳng, có xu hướng thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam và được chia thành ba dạng địa hình chính: dạng địa hình cao đồi gò, có độ cao trên 4m, chiếm 13,37% diện tích tự nhiên toàn huyện và được phân bổ xen kẽ ở các xã Lợi Thuận, thị trấn, Tiên Thuận, Long Giang, Long Chữ và Long Phước; dạng địa hình trũng thấp có độ cao 0,8m, chiếm 32,68% diện tích tự nhiên của huyện, phân bố tập trung dọc theo sông Vàm Cỏ Đông thuộc hai xã An Thạnh, Lợi Thuận và một phần của hai xã Tiên Thuận, Long Chữ; dạng địa hình trung bình, có độ cao từ 0,8-4m, chiếm 53,74% diện tích tự nhiên toàn huyện được phân bổ xen kẽ ở các xã, thị trấn trong huyện

1.2.3 Khí hậu

Huyện Bến Cầu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với những đặc trưng chính là nắng nhiều (nhiệt độ bình quân trong năm 27,7oC) và nằm trong khu vực có lượng mưa và số ngày mưa tương đối thấp nhưng lại phân bổ không đều giữa các tháng

Hệ thống kênh rạch đều có hướng Tây-Bắc, Đông- Nam, mật độ thưa, ngắn và dòng chảy không rõ rệt, có vai trò hết sức quan trọng trong việc cung cấp và tiêu nước phục

vụ sản xuất nông nghiệp

Có 2 hướng gió chủ yếu: Tây Nam vào mùa mưa và Đông Bắc vào mùa khô

1.3 Vùng nguyên liệu

Hiện nay ở Tây Ninh, có các trang trại chăn nuôi bò sữa quy mô lớn, hiện đại, được đầu tư bài bản của các tập đoàn lớn Vinamilk với quy mô hàng ngàn con Trang trại bò sữa Tây Ninh đi vào hoạt động đã giúp nâng tổng đàn bò trong nước cung cấp sữa lên xấp xỉ 130.000 con, với sản lượng gần 1 triệu lít sữa tươi nguyên liệu mỗi ngày

1.4 Thị trường tiêu thụ

Thị trường tiêu thụ sản phẩm chủ yếu ở trong tỉnh Tây Ninh và các tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ

1.5 Nguồn cung cấp nước

Lượng nước tiêu thụ trong một nhà máy sữa là rất lớn Nước sử dụng với các mục đích: nước dùng cho sinh hoạt và nước dùng để sản xuất Do vậy chất lượng nước đưa vào sản xuất đóng vai trò vô cùng quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Nhà máy xây dựng hệ thống nước với nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước thủy cục Nước sử dụng cần phải được xử lý để đạt tiêu chuẩn dùng cho việc sản xuất sữa

1.6 Nguồn cung cấp điện

Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy nằm trong mạng lưới điện cung cấp cho khu công nghiệp Ngoài ra để đề phòng sự cố mất điện đột ngột, nhà máy dự trữ thêm một

số máy phát điện để dùng khi mất điện

1.7 Nguồn cung cấp hơi nước

Hơi nước là một trong những nguồn phụ trợ rất quan trọng đối với một nhà máy sản xuất Để đảm bảo cho hoạt động của nhà máy, hơi cấp phải là hơi nước bão hòa, được cấp bởi lò hơi có áp suất > 9,5 atm

1.8 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Để đảm bảo cho lò hơi hoạt động tốt, cho nhiệt lớn, sạch sẽ và ít độc hại đáp ứng được yêu cầu về sản xuất cũng như đảm bảo vệ sinh môi trường, nhà máy sẽ sử dụng dầu DO, FO và xăng có thể mua từ công ty dầu khí Petrolimex

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 4

1.9 Hệ thống thoát nước

Trong nhà máy sữa, nước thải chủ yếu là nước rửa các thiết bị trong đó chủ yếu là hóa chất cộng với các chất hữu cơ, đây là môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển Do đó hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát hết nước, không bị ứ đọng, không ảnh hướng đến vệ sinh, môi trường trong khu sản xuất chính

1.10 Xử lý nước thải

Đối với nước thải nhà máy sữa, phương pháp xử lý tốt nhất là phương pháp xử lý

kị khí kết hợp với xử lý hiếu khí Nước thải sau khi xử lý phải đảm bảo đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường (TCVN 5945), đảm bảo vệ sinh môi trường cho khu vực nhà máy và khu công nghiệp

1.11 Giao thông vận tải

Nhà máy được đặt gần với các trang trại bò sữa nên thuận tiện cho việc vận chuyển sữa tươi nguyên liệu tới nhà máy được nhanh chóng, đảm bảo chất lượng nguyên liệu

và tiết kiệm chi phí vận chuyển

1.12 Khả năng cung cấp nguồn nhân lực

Bến Cầu là huyện có nguồn nhân lực dồi dào, đây là nguồn cung cấp lượng lớn công nhân phục vụ cho quá trình sản xuất của nhà máy Bên cạnh đó nhà máy sẽ tuyển dụng cán bộ, kỹ sư, cho nhà máy từ các trường đại học ở Bình Dương, Đồng Nai, TP

Hồ Chí Minh để quản lý và giám sát quá trình hoạt động và vận hành của nhà máy

1.13 Sự hợp tác hóa

Với ngành công nghệ chế biến sữa: Nhà máy cần có sự hợp tác lâu dài bền vững với các trang trại chăn nuôi bò sữa trên địa bàn trong và ngoài khu vực để có thể đáp ứng được nhu cầu nguồn nguyên liệu Mặt khác, nhà máy cần liên kết với các doanh nghiệp như nhà máy cung cấp bao bì, nhà máy nước thành phố, sở điện lực thành phố Tây Ninh, công ty môi trường đô thị… Từ đó giảm được chi phí đầu tư, điện nước và

dễ dàng kiểm soát ô nhiễm

1.14 Kết luận

Với những điều kiện thuận lợi như vị trí đặt nhà máy 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

Cho thấy rằng việc xây dựng nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi ở huyện Bến Cầu, tỉnh Tây Ninh là phù hợp và có tính thuyết phục cao Nhà máy được xây dựng lên sẽ đáp ứng nhu cầu việc làm cho một lượng lao động đồng thời thúc đẩy dịch vụ phát triển hơn Từ đó góp phần phát triển nền kinh tế của Tây Ninh nói riêng và của cả đất nước nói chung

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1 Tổng quan về nguyên liệu

2.1.1 Nguyên liệu chính

2.1.1.1 Giới thiệu

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 Sữa là thức uống có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể Những chất này có khả năng đồng hóa cao vì vậy từ lâu con người

đã biết sử dụng sữa như một loại thực phẩm rất bổ dưỡng cho cơ thể, nhất là đối với trẻ

sơ sinh [1]

2.1.1.2 Tính chất vật lý của sữa

Các chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò được thể hiện ở Bảng 2.1 bên dưới

Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý của sữa bò

Sữa là một chất lỏng đục, do sự có mặt của các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên Màu sắc của sữa chủ yếu phụ thuộc hàm lượng β-caroten trong chất béo sữa Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt, có mùi thơm rất đặc trưng và có vị ngọt nhẹ [1]

2.1.1.3 Thành phần hóa học của sữa

Sữa có các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các chất béo Ngoài

ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nito phi protein, các vitamin, hormone, các chất màu và khí Thành phần và hàm lượng của các loại sữa không giống nhau, chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn nuôi, sức khỏe,

độ tuổi, độ lớn của con vật, loài, giống và nhiều yếu tố khác

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 6

Sữa là một chất lỏng hỗn hợp giàu dinh dưỡng, tỉ lệ cân đối các chất: protein, lipid,

glucid, khoáng, vitamin… [1] Thành phần hóa học trong sữa của người và một số loài

Bảng 2.3 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng)

Trong sữa, hàm lượng lactose trung bình đạt 50 g/l, tồn tại dưới hai dạng:

+ Dạng α-lactose monohydrate (ngậm một nước): góc quay cực +89,4

+ Dạng β-lactose anhydrous (khan): góc quay cực +35

Tỷ lệ hàm lượng giữa hai dạng phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa [1] Lactose rất nhạy nhiệt: 110 ÷ 130 0C xảy ra dạng mất nước của tinh thể đường, trên 1500C xuất hiện màu vàng và ở 170 0C là màu nâu đậm do đường bị caramen hóa Tuy nhiên khi ở trong sữa, người ta nhận thấy lactose bị caremen hóa khi nhiệt độ không cao lắm (< 130 0C) Ngoài ra, vì là đường khử nên lactose cũng tham gia phản ứng với các hợp chất chứa nitơ tạo nên các sản phẩm có màu do phản ứng melanoidine [2] Protein

Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein Hàm lượng protein của các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong khoảng 2,9 ÷ 5% Riêng đối với sữa bò hàm lượng protein khoảng 3,3 ÷ 3,5%

Các protein của sữa là những protein hoàn thiện Trong thành phần protein của sữa

có đến 19 loại acid amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid amin không thay thế

được như: valine, leucine, isoleucine, methyonine, treonine, phenylalanine, triptophan

và lysine

Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: casein chiếm khoảng 75 ÷ 85%, lactalbumin chiếm khoảng 6%, lactoglobulin chiếm khoảng 12% trong toàn bộ lượng protein có trong sữa và còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể [1]

Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa Chúng tồn tại dưới dạng micelle Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm canxi, magie, phosphate và citrate) Hình 2.1 thể hiện cấu trúc micelle của casein

Hình 2.1 Cấu trúc micelle của casein [1]

Casein không tồn tại tự do trong sữa nhưng tồn tại dưới dạng các hạt micelle có kích thước từ 0,2 m ÷ 0,4 m Mỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle tạo thành Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm, liên kết với nhau nhờ muối Ca3(PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước Kích thước micelle phụ thuộc vào hàm lượng Ca2+ có trong sữa [1]

Chất béo

Chất béo sữa tồn tại ở hai dạng:

- Lipid đơn giản (glyxerid và sterid): bao gồm các acid béo bão hòa và không bão hòa Hàm lượng acid béo không bão hòa được xác đinh bởi chỉ số iodine của chất béo Thành phần định tính và định lượng các acid béo trong sữa làm thay đổi chỉ số khúc xạ của sữa

- Lipid phức tạp: thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử, gồm hai nhóm chính là các hợp chất với glyxerol và các hợp chất với sphingosine, tên gọi chung là phosphoaminolipid, đại diện là lecitine và cephaline

Trong sữa, chất béo tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt cầu béo (đường kính 0,1 ÷ 20 µm) 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

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 8

Trong số các nguyên tố khoáng trong sữa, canxi, phospho và magie chiếm hàm lượng cao nhất Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tại dưới dạng các muối hòa tan

Các nguyên tố khoáng khác như kali, natri, clo… 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 Khi con vật bị viêm vú, hoặc cuối chu kỳ tiết sữa, hàm lượng NaCl tăng vọt làm sữa có vị mặn

Ngoài ra, sữa còn chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo… Chúng cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người Một số nguyên tố độc hại như Pb, As… đôi khi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa bò

Vitamin

Vitamin trong sữa được chia thành 2 nhóm:

- Vitamin tan trong nước: B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, PP…Trong đó hàm lượng vitamin nhóm B thường ổn định, do chúng được tổng hợp chủ yếu nhờ các vi khuẩn trong ngăn thứ nhất dạ dày động vật nhai lại và không phụ thuộc vào điều kiện ngoại cảnh

- Vitamin tan trong chất béo: A, D, E… chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời tiết

Enzyme

Các enzyme có bản chất là các protein có khả năng kích hoạt các phản ứng hóa học và ảnh hưởng đến giai đoạn và tốc độ của phản ứng Enzyme xúc tác phản ứng mà không bị biến đổi về lượng nên được gọi là xúc tác sinh học Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh đến tính chất của enzyme là nhiệt độ và pH Nhiệt độ thích hợp của enzyme 25 ÷ 50 °C, nhiệt độ thấp làm ngừng hoạt động của enzyme, nhiệt độ cao làm phân hủy enzyme Trong sữa có nhiều loại enzyme khác nhau, một số loại là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa, từ đó làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa; một số loại như Lactoperoxydase, Lysozyme có vai trò kháng khu ẩn, tham gia vào việc ổn định sữa tươi trong quá trình bảo quản trước khi chế biến

Hormone

Hormone tiết ra từ các tuyến nội tiết và đóng vai trò quan trọng trong sự sinh trưởng của động vật Trong sữa bò, người ta tìm thấy nhiều loại hormone nhưng được chia làm ba nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride, trong s ố đó prolactine được nghiên cứu nhiều nhất Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa bò

là 50 µg/l, ở sữa non nhiều hơn, lên tới 230 µg/l [1]

Các hợp chất khác

Ngoài ra, trong sữa bò còn chứa các loại chất khí: CO2, N2, O2 … chiếm 5 ÷ 6% thể tích sữa, thường tồn tại ở ba dạng là dạng hòa tan, dạng liên kết hóa học với các chất khác và dạng phân tán Khí tồn tại dạng hòa tan và phân tán gây ra một số cản trở đến các quá trình trong chế biến sữa, do vậy sữa tươi thường được tiến hành bài khí trước khi đưa vào chế biến

Thỉnh thoảng trong sữa người ta phát hiện các hợp chất hóa học khác như: chất kháng sinh, chất tẩy rửa, pesticide, kim loại nặng, nguyên tố phóng xạ, độc tố vi sinh vật, nitrat… gây độc cho người sử dụng Vì vậy sữa nguyên liệu cần được kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt từ cánh đồng cho đến khi vào nhà máy để đảm bảo chất lượng sữa là tốt nhất [1]

2.1.1.4 Hệ vi sinh vật trong sữa

Nguồn gốc hệ vi sinh vật

Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các vi sinh vật Tuy nhiên khi kiểm tra sữa vừa mới vắt đựng trong các bình chứa, ta thường phát hiện có rất nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau Nguồn gốc của các vi sinh vật trên xuất phát từ: bầu vú của động vật cho sữa, người vắt sữa, thiết bị vắt sữa, thiết bị chứa, môi trường chuồng trại diễn ra trong quá trình vắt sữa [1]

Hệ vi sinh vật trong sữa:

Các vi sinh vật trong sữa có thể được chia thành hai nhóm chính:

- Procaryote: Đây là nhóm vi sinh vật có nhân chưa hoàn chỉnh Số lượng vi

khuẩn của sữa bò tươi sau khi vắt có thể dao động từ vài nghìn đến vài triệu khuẩn lạc

trong 1 ml sữa Các vi khuẩn thường gặp là: vi khuẩn lactic, vi khuẩn coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn propionic, vi khuẩn gây thối [1]

- Eucaryote: Đây là nhóm vi khuẩn có nhân hoàn chỉnh Hai đại diện chính là

nấm men và nấm sợi Hầu hết các loại nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt ở 75 °C

trong 10 ÷ 15 giây

2.1.1.5 Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi trong sản xuất

Chất lượng nguyên liệu có tính quyết định chất lượng sản phẩm, sữa tươi càng tốt thì chất lượng sản phẩm càng cao Vì vậy khi lấy sữa tươi đã sản xuất phải bảo đảm đạt yêu cầu về chất lượng Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua phải là [2]:

- Sữa được lấy từ những con bò khỏe mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh

- Sữa có mùi tự nhiên, không có mùi vị lạ, không chứa kháng sinh, chất tẩy rửa

- Sữa có thành phần tự nhiên

- Sữa phải tươi và được làm lạnh từ 4 ÷ 6 °C sau khi vắt

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 10

- Kho và thiết bị phải sạch sẽ và phải bảo quản đúng ở nhiệt độ yêu cầu

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7405:2004, sữa tươi nguyên liệu có các chỉ tiêu cảm quan (Bảng 2.4), hóa lí (Bảng 2.5), hàm lượng kim loại nặng (Bảng 2.6) và chỉ tiêu

vi sinh (Bảng 2.7) như bên dưới:

Bảng 2.4 Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi nguyên liệu [2]

Màu sắc Màu đặc trưng của sữa tươi: trắng đến vàng nhạt

Trạng thái Dịch thể đồng nhất

Bảng 2.5 Chỉ tiêu hóa lí của sữa tươi nguyên liệu [2]

Bảng 2.6 Hàm lượng kim loại nặng trong sữa tươi nguyên liệu [2]

n : số mẫu được kiểm tra

c: số mẫu tối đa cho phép nằm giữa giá trị m và M

m: mức quy định

Tổng số vi sinh vật hiếu khí trong 1ml sản phẩm 105

Số lượng tế bào xôma trong 1ml sản phẩm 4,105

M: giá trị lớn nhất mà không mẫu nào được vượt quá

i : trong 5 mẫu chỉ cho phép tối đa 2 mẫu có số CFU nằm trong khoảng 5.102 – 2.103

Đối với sản xuất sữa cô đặc còn chú ý tới hai vấn đề:

+ Hàm lượng các tế bào sinh dưỡng chịu nhiệt và các bào tử vi khuẩn trong nguyên liệu càng ít càng tốt Do quá trình cô đặc chân không ở nhiệt độ không quá 65 ÷

70oC Ở nhiệt độ dưới 65oC bào tử và vi khuẩn chịu nhiệt sẽ có điều kiện tăng trưởng,

vì vậy sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

+ Sự ổn định các protein trong sữa với tác nhân nhiệt càng bền càng tốt Trong quá trình cô đặc, nhiệt độ cao có thể làm biến tính protein trong sữa Sự ổn định của phân tử protein đối với tác nhân nhiệt phụ thuộc vào giá trị pH, tỷ lệ với hàm lượng các muối có trong sữa cũng như thức ăn của động vật và chu kỳ tiết sữa

2.1.1.6 Yêu cầu về điều kiện bảo quản, vận chuyển

Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua phải: Được lấy từ những con bò khỏe mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh Sữa có mùi tự nhiên, không có mùi vị lạ, không chứa kháng sinh, chất tẩy rửa

Bảo quản sữa tươi nguyên liệu ở nhiệt độ từ 2oC đến 6oC bằng các thiết bị, dụng

cụ chuyên dụng đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

Thời gian bảo quản và vận chuyển sữa tươi nguyên liệu đến cơ sở chế biến không quá 48 giờ tính từ thời điểm bắt đầu vắt sữa

Sữa tươi nguyên liệu được vận chuyển trong xe lạnh chuyên dùng cho thực phẩm, đảm bảo chất lượng và an toàn vệ sinh cho sản phẩm [3]

2.1.1.7 Bảo quản sữa nguyên liệu

Trong quá trình vắt và vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch về nhà máy phải đảm bảo

vệ sinh, nhằm giảm tối đa lượng vi sinh vật ban đầu có trong sữa

Sữa sau khi vắt, nếu có thể cần vận chuyển về nhà máy và đưa vào chế biến trong khoảng thời gian càng ngắn càng tốt Quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến cần được duy trì ở nhiệt độ không lớn hơn 4oC để ức chế sự sinh trưởng và trao đổi chất của vi sinh vật Giai đoạn vận chuyển sữa từ trang trại hoặc từ các hộ gia đình nuôi bò sữa về nhà máy chế biến phải được giám sát và thực hiện theo một quy trình nghiêm ngặt

Sữa sau khi về nhà máy chưa kịp sản xuất cần phải tiến hành xử lí nguyên liệu trước khi bơm sữa vào tank bảo quản Sữa từ xe bồn được bơm qua thiết bị bài khí, qua lọc, kiểm tra định lượng, do quá trình vận chuyển nhiệt độ sữa tăng nên sữa được đưa qua thiết bị làm lạnh đảm bảo nhiệt độ sữa ≤ 4oC, rồi mới bơm vào tank bảo quản Sữa tươi nguyên liệu bảo quản tối đa trong vòng 48h

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 12

2.1.2 Nguyên liệu phụ

2.1.2.1 Chất béo (cream)

Mục đích: Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa (trong trường hợp hàm lượng chất béo trong sữa tươi thấp hơn sữa thành phẩm)

Chỉ tiêu chất lượng của cream sử dụng trong sản xuất được thể hiện ở bảng 2.8

Bảng 2.8 Chỉ tiêu chất lượng của cream [4]

Mùi: mùi thơm đặc trưng của bơ, không có mùi vị lạ Vị: béo không có vị lạ

Trạng thái: dạng sệt ở nhiệt độ thường không lẫn tạp chất

Axit béo tự do  0,4%

Chỉ số peroxide  0,6 mg/kg chất béo

Nhiệt độ nóng chảy: 25 ÷ 32oC Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi khuẩn hiếu khí:  100 kl/g

Coliform:  10 kl/g, E.coli:  3 kl/g Savreus: không có, Samonella: không có

Tổng số bào tử nấm men, nấm mốc: không có

2.1.2.2 Đường

Đối với sữa chua, việc bổ sung đường giúp tạo vị ngọt của sản phẩm, đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng Đường RE( Refined extra) sử dụng theo tiêu chuẩn chất lượng TCVN ( Tiêu chuẩn Việt Nam) 6959:2001 được thể hiện ở bảng 2.9

Bảng 2.9 Tiêu chuẩn chất lượng đường RE TCVN 6959:2001 [4]

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

Bảng 2.10 Các chỉ tiêu chất lượng của nước TCVN 5501:1991 [5]

Mùi vị: không có mùi vị lạ

Chỉ tiêu hóa lý Độ đục: < 1,5 mg/l

pH: 6,5 ÷ 8,5

Độ cứng: ≤ 300 mg/l, Hàm lượng clorua: ≤ 300 mg/l Ammoniac: ≤ 3 mg/l, Nitrat ≤ 5 mg/l

Acid Cacbonic ăn mòn: không có Hàm lượng kim loại:

Fe ≤ 0,3 mg/l

As ≤ 0,05 mg/l

Cd ≤ 0,003 mg/l

Pb ≤ 0,1 mg/l Chỉ tiêu vi sinh Tổng số vi khuẩn hiếu khí, số khuẩn lạc/1ml: 200

Coliforms tổng số/100 ml: không được có

Tổng số C.perfringens vi khuẩn/100 ml: không được có Tổng số Fecal coliform vi khuẩn/100 ml: Không được có

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 14

Hàm lượng chất không tan trong toluen, % khối lượng, không lớn

hơn

0,3

Disodium phosphate (E339ii):

Disodium phosphate là muối natri của axit phophoric, một loại bột trắng có tính hút ẩm cao và hòa tan tốt trong nước, là một phụ gia chống vón cục, tránh hiện tượng kết tủa protein trong quá trình tiệt trùng Các tính chất của disodium phosphate được thể hiện ở bảng 2.12

Bảng 2.12 Đặc điểm, tính chất của disodium phosphate [7]

2.1.2.5 Hương dâu

Hương dâu tổng hợp được sử dụng nhằm tạo mùi thơm và vị đặc trưng cho sản phẩm sữa chua uống hương dâu

2.1.2.6 Giống vi khuẩn lactic

Chế phẩm vi khuẩn lactic để sản xuất sữa chua bao gồm hai giống là Streptococcus

thermophilus và Lactobacillus bulgaricus, sử dụng với tỉ lệ 1:1 [8]

- Streptococcus thermophilus phát triển tốt ở nhiệt độ 40 ÷ 42°C và pH 6,0 ÷ 6,5

Đây là vi khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình, có thể chịu được nhiệt độ lên đến 65°C trong 30 phút Cấu tạo của nó được hiển thị trên hình 2.2 [9]

- Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt

độ 43 ÷ 46°C và pH 5,5 ÷ 6,0 Loài này có thể tạo ra trong khối sữa 2,7% acid lactic từ đường lactose Cấu tạo của nó được hiển thị trên hình 2.2 [10]

Mặc dù chúng có thể phát triển độc lập nhưng khi nuôi cấy chung thì tốc độ sản

sinh ra acid của chúng cao hơn nhiều so với khi nuôi cấy riêng Streptococcus

thermophilus phát triển nhanh hơn, tạo ra acid và khí CO2 kích thích Lactobacillus

bulgaricus phát triển Mặt khác, hoạt độ thủy phân protein của Lactobacillus bulgaricus

tạo ra peptide và acid amin cần cho sự phát triển của Streptococcus thermophilus Những

vi sinh vật này chịu trách nhiệm trong việc hình thành hương vị của sữa chua Khối sữa

chua đông tụ trong quá trình lên men là do pH giảm Streptococcus thermophilus chịu trách nhiệm đối với việc giảm pH lúc đầu xuống khoảng 5, còn Lactobacillus bulgaricus

chịu trách nhiệm giảm pH xuống khoảng 4 [8]

2.1.2.7 Chất ổn định

Chất ổn định bổ sung vào nhằm tạo trạng thái bền vững, ngăn ngừa tách nước trong sữa chua uống, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm Chất ổn định đưa vào sản phẩm phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Không mang tính chất dinh dưỡng Không độc hại đối với sức khỏe con người

- Phải tuân thủ những quy định của Tổ chức lương thực thế giới FAO, tiêu chuẩn Việt Nam

- Chất ổn định trong công nghệ sản xuất sữa chua uống có hàm lượng từ 0,1÷0,5%,

có thành phần chủ yếu là pectin, gelatin, tinh bột ngô biến tính, agar-agar

Ở đây sử dụng chất ổn định Propylene glycol alginate (E405) là một ester của axit alginic

Hình 2.2 Cấu tạo vi khuẩn Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 16

Loại sữa này thường được sản xuất từ sữa tươi nguyên chất; sữa tách béo hoặc sữa tươi kết hợp với cream Trong quá trình sản xuất có thể bổ sung thêm vitamin A, D để tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.Phương pháp bảo quản sữa bằng cách cô đặc tách bớt lượng nước trong sữa được phát triển và sản xuất vào đầu những năm 1880 bởi John Baptist Meyenberg

Ngày nay, sản phẩm sữa cô đặc được sử dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới

do chúng có nhiều ưu điểm khi đem so sánh với sữa tươi :

+ Thời gian bảo quản kéo dài, có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng

+ Tiết kiệm chi phí vận chuyển và kho chứa

+ Khả năng phục vụ thị trường ở xa

+ Làm nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm khác

2.2.1.2 Lợi ích của sữa đặc không đường

Không cần phải bảo quản trong tủ lạnh

Chứa hàm lượng chất dinh dưỡng cao, cung cấp năng lượng cho cơ thể, giúp xương

và răng chắc khỏe

Thích hợp cho người có nhu cầu ăn kiêng, giảm béo để giữ gìn vóc dáng hoặc là

Hình 2.3 Một số sản phẩm sữa cô đặc không đường [12]

dùng cho những người mắc bệnh tiểu đường, mỡ trong máu…

Sữa đặc không đường thường được pha thêm với nước ấm để tạo thành sữa tươi thông thường, hoặc được sử dụng thay thế cho sữa tươi hoặc kem như trong cà phê và trà hoặc ăn kèm với ngũ cốc

Sữa này cũng thường được sử dụng trong các buổi cắm trại và trong quân đội vì

nó có thời gian bảo quản lâu, tiện dụng, nhỏ gọn và nhẹ khi vận chuyển

2.2.1.3 Chỉ tiêu chất lượng của sữa đặc không đường

Chỉ tiêu chất lượng của sữa đặc không đường theo TCVN 10558:2015 tương đương với CODEX STAN 281-1971

Nguyên liệu

Sữa tươi và sữa bột, cream và cream bột, các sản phẩm chất béo sữa (milkfat) Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc: Màu tự nhiên đồng nhất, màu vàng nhạt

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

Trạng thái: Chất lỏng đồng nhất, mịn, không vón cục

Chỉ tiêu vi sinh : Các chỉ tiêu vi sinh được qui định trong bảng 2.13

Bảng 2.13 Chỉ tiêu vi sinh của sữa đặc không đường

Staphylococcus aureus /g Không có

Chỉ tiêu hóa lý : Các chỉ tiêu hóa lý được qui định trong bảng 2.14

Bảng 2.14 Chỉ tiêu hóa lý của sữa đặc không đường

Hàm lượng chất béo (% khối lượng) , tối thiểu 7,5

Hàm lượng protein trong chất khô không béo (% khối

lượng), tối thiểu

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 18

Bảng 2.15 Phụ gia thực phẩm cho phép trong sữa đặc không đường

Chất làm rắn chắc: Kali clorua, Canxi

clorua

2000 mg/kg đơn lẻ hoặc 3000 mg/kg kết hợp, tính theo chất khô

Chất ổn định: Natri xitrat, Kali xitrat,

Canxi xitrat

2000 mg/kg đơn lẻ hoặc 3000 mg/kg kết hợp, tính theo chất khô

2.2.1.4 Bảo quản sữa đặc không đường

Nhiệt độ và thời gian bảo quản là hai yếu tố quyết định chất lượng của sữa đặc không đường

Thời gian bảo quản của sữa đặc khi chưa mở nắp từ 9 tháng đến 1 năm Nhiệt độ bảo quản sữa đặc không đường tốt nhất là từ 5 - 20oC

Sữa đặc không đường sau khi mở nắp cần được bảo quản trong tủ lạnh ngăn mát

và có thời gian bảo quản từ 2 - 4 ngày

Nếu nhiệt độ bảo quản quá cao trên màu sắc sữa thay đổi trở nên hơi sậm và độ

pH và độ nhớt của sữa giảm xuống Nếu nhiệt độ bảo quản quá thấp dưới 0oC protein của sữa có thể kết tủa [15]

2.2.2 Sữa chua uống hương dâu

2.2.2.1 Giới thiệu

Sữa chua là sữa bò tươi hay sữa hoàn nguyên khi lên men với các chủng vi khuẩn

có lợi cho đường ruột như Streptococcus thermophiles, Lactobacillus bulgaricus… giúp

chuyển hóa đường sữa thành acid lactic tạo ra độ chua của một loại thực phẩm hấp dẫn Sản phẩm sữa chua uống hương dâu được thể hiện ở hình 2.5

Đây là một sản phẩm thông dụng và phổ biến, cung cấp không những hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết mà còn mang đến những lợi ích về y học cho nhân loại

Hình 2.4 Sản phẩm sữa chua uống hương dâu [16]

Sữa chua uống hay còn gọi là yoghurt uống (drinking type) hay yogurt 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 Sữa chua uống hương dâu là sữa chua uống có bổ sung hương dâu trong quá trình phối trộn [1]

2.2.2.2 Lợi ích của sữa chua

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

- Có chất kháng sinh, có thể tiêu diệt 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 [17]

2.2.2.3 Một số chỉ tiêu đánh giá sản phẩm

Theo TCVN 7030:2002, sản phẩm sữa chua uống đảm bảo các chỉ tiêu về cảm quan (Bảng 2.16), về hóa lí (Bảng 2.17), về hàm lượng kim loại nặng (Bảng 2.18) và về

vi sinh (Bảng 2.19) như các bảng bên dưới [18]:

Bảng 2.16 Chỉ tiêu cảm quan của sữa chua uống hương dâu Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Trạng thái Chất lỏng đồng nhất, không phân lớp

chất hữu cơ như acid lactic, diacetyl, acid acetic

Vị Có vị chua nhẹ của acid lactic, vị ngọt nhẹ của đường và có vị đặc

trưng của hương dâu

Bảng 2.17 Chỉ tiêu hóa lí của sữa chua

Hàm lượng chất khô không chứa chất béo, % ≥ 8.2

Bảng 2.18 Chỉ tiêu hàm lượng kim loại nặng trong sữa chua

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 20

Bảng 2.19 Chỉ tiêu vi sinh của sữa chua

2.2.2.4 Bảo quản sữa chua uống hương dâu

Sữa chua uống hương dâu nên được bảo quản ở ngăn mát của tủ lạnh, khi sử dụng thì nên lắc đều trước Không nên bảo quản sữa chua uống trong môi trường ẩm ướt, tránh ánh nắng gay gắt chiếu trực tiếp vào sản phẩm Không nên bảo quản trong ngăn đông của tủ lạnh

Nếu bảo quản không đúng cách hoặc bao bì sản phẩm bị rách có thể xảy ra những hiện tượng như sau: Sữa chua bị đổi màu, sữa chua có vị lạ hoặc chua, sữa chua bị vón cục hoặc lợn cợn, hay là bị phồng hộp Nếu phát hiện sản phẩm có dấu hiệu bất thường như vậy thì phải ngưng sử dụng ngay

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm sữa ở trong nước và trên thế giới

2.3.1 Tình hình tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa ở Việt Nam

Thị trường sữa Việt Nam đang phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây

và vẫn còn tiềm năng tăng trưởng

Năm 2018, tổng doanh thu đạt ước 109000 tỷ đồng, mức tăng trưởng đạt 9% so với năm 2017 Giai đoạn 2010 - 2018, tốc độ tăng trưởng bình quân của tổng doanh doanh thu ngành sữa đạt 12,7%/năm, có tốc độ tăng trưởng cao nhất đối với sản phẩm thực phẩm có nguồn chăn nuôi Trong tổng doanh thu của ngành sữa nước ta, riêng Vinamilk, doanh nghiệp lớn nhất ngành sữa đạt 52630 tỷ đồng (số liệu chưa đầy đủ), chiếm 48,2% [19]

Các doanh nghiệp trong ngành đang không ngừng đầu tư, xây dựng, cải tiến, đổi mới kỹ thuật, công nghệ áp dụng trong các nhà máy trong những năm qua Một số doanh nghiệp chăn nuôi và chế biến sữa lớn đã, đang và sẽ đầu tư lớn cho thiết bị, ứng dụng công nghệ có trình độ tự động hóa cao ngang tầm khu vực và thế giới nhằm cải tiến năng suất, chất lượng, an toàn thực phẩm, đa dạng hóa sản phẩm, năng cao hiệu quả, sức cạnh tranh và tiếp cận ngày càng sâu rộng vào chuỗi giá trị sữa, sản phẩm sữa ở thị trường trong và ngoài nước [19]

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc/g sản phẩm 10

Các doanh nghiệp tiếp tục đa dạng hóa sản phẩm, đưa ra thị trường nhiều loại sản phẩm mới như sản phẩm hữu cơ, sản phẩm dinh dưỡng đặc biệt, Năm 2018, sản lượng sữa tươi đạt 1519,9 nghìn lít, sữa bột có sản lượng 138 nghìn tấn, tăng nhẹ 2,1% so với năm 2017 (nguồn Tổng cục Thống kê) [19]

2.3.2 Tình hình tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa trên thế giới

Sản lượng sữa toàn cầu năm 2018 ước tính đạt 843 triệu tấn, tăng 2,2% so với năm

2017, do sự mở rộng sản xuất ở Ấn Độ, Thổ Nhĩ Kỳ, Liên minh châu Âu, Pakistan, Hoa

Kỳ và Argentina, nhưng bù đắp một phần bởi sự sụt giảm ở Trung Quốc và Ukraine, trong số ít những người khác Sự gia tăng này xuất phát từ kết quả của số lượng đàn bò sữa cao hơn cùng với những cải tiến trong quy trình thu gom sữa (Ấn Độ và Pakistan), cải thiện hiệu quả trong các hệ thống sản xuất sữa tích hợp (Thổ Nhĩ Kỳ), tăng năng suất trên mỗi con bò (Liên minh châu Âu và Hoa Kỳ Mỹ) và tăng cường sử dụng công suất nhàn rỗi và nhu cầu cao hơn từ khu vực chế biến và nhập khẩu (Argentina) Sản lượng sữa sụt giảm phần lớn xuất phát từ quá trình tái cơ cấu công nghiệp và thu hẹp quy mô của các trang trại quy mô nhỏ (Trung Quốc) và giảm tỷ suất lợi nhuận của nhà sản xuất

và giá cổng trại (Ukraine) [20]

Năm 2018, các sản phẩm chế biến từ sữa gồm: bơ, phô mai, sữa bột, mở rộng lên 75 triệu tấn tăng 2,1 triệu tấn, tương đương 2,9% so với năm 2017 Đóng góp lớn nhất cho mở rộng xuất khẩu trong năm 2018 theo khối lượng đến từ Bắc Mỹ (+ 8,7%), tiếp theo bởi Nam Mỹ (+ 27,2%), Trung Mỹ và Caribê (+ 15,2%) Mở rộng xuất khẩu ở châu Á bị giới hạn ở mức 0,9% và của Châu Đại Dương xuống còn 0,6%, nhưng ngược lại, xuất khẩu của Châu Phi giảm 4,8% [20]

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 22

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1 Chọn phương án thiết kế

3.1.1 Đối với sản phẩm sữa chua uống hương dâu

Có ba phương pháp sản xuất sữa chua uống:

- Phương pháp 1: Lên men -> phối trộn -> đồng hóa -> làm lạnh -> sản phẩm

Ưu điểm: Giữ được hương vị tự nhiên của sữa chua

Nhược điểm: Vì sữa chua không qua quá trình xử lý nhiệt sau quá trình lên men, nên hệ vi khuẩn lactic trong sữa chua có thể gây ra những biến đổi làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản Hạn sử dụng của sản phẩm chỉ từ 1 – 2 tuần Bảo quản ở nhiệt độ thấp (2-4°C)

- Phương pháp 2: Lên men -> phối trộn -> đồng hóa -> thanh trùng -> sản phẩm

Ưu điểm: Việc thanh trùng giúp kiểm soát quá trình lên men ngừng lại đúng thời điểm khi sữa chua đã đạt được chất lượng và kết cấu tối ưu hơn phương pháp 1 Đồng thời giữ lại được nguyên vẹn kết cấu sánh mịn và hương vị nguyên bản khiến sản phẩm sữa chua nhà máy có thể có vị ngon đặc trưng hơn so với phương pháp tiệt trùng Nhược điểm: Hạn sử dụng kéo dài từ 1 – 2 tháng Và do quá trình thanh trùng không thể tiêu diệt được toàn bộ hệ vi khuẩn lactic trong sữa chua nên sản phẩm phải được bảo quản ở nhiệt độ thấp (2-4°C)

- Phương pháp 3: Lên men -> phối trộn -> đồng hóa -> tiệt trùng UHT -> sản phẩm

Ưu điểm: Phương pháp tiệt trùng giúp tiêu diệt được toàn bộ vi sinh vật Hạn sử dụng từ 6 tháng đến 1 năm Bảo quản sản phẩm nhiệt độ thường

Nhược điểm: Bởi vì tiệt trùng ở nhiệt độ cao nên làm mất đi hương vị tự nhiên của sữa chua uống

Dựa trên đặc tính của sản phẩm, các ưu nhược điểm của từng phương pháp, quyết định chọn phương pháp 2 để sản phẩm vừa có hương vị tự nhiên của sữa chua uống, vừa

có hạn sử dụng thích hợp để tiêu thụ sản phẩm

3.1.2 Đối với sản phẩm sữa cô đặc không đường

Có hai phương pháp tiệt trùng sữa:

- Tiệt trùng trong bao bì (in container sterlisation): Sau khi được rót vào chai, sữa được tiệt trùng ở 110°C trong 30 phút hoặc ở 120°C trong 20 phút

- Tiệt trùng ngoài bao bì (ultra-high temperature) ký hiệu là UHT: Sữa được xử lý nhiệt ở nhiệt độ từ 138 - 140°C trong vòng vài giây, sau đó dịch sữa được làm nguội nguội ngay và rót vào bao bì vô trùng trong phòng vô trùng

Cả hai phương pháp đều cho hiệu quả tiệt trùng như nhau nhưng về mặt cảm quan

có sự khác biệt rõ rệt:

- Sữa khi được tiệt trùng trong bao bì ở nhiệt độ cao trong thời gian dài: Tiêu diệt tất cả các vi sinh có trong sữa và vô hoạt không thuận nghịch tất cả các enzyme trong sữa, nhưng không phải tất cả các lipase và proteinase của vi khuẩn đều bị bất hoạt hoàn toàn Tuy nhiên quá trình tiệt trùng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài gây ra phản ứng maillard tạo màu vàng nâu cho sữa, hình thành hương vị sữa tiệt trùng và mất một số lysine có sẵn trong sữa, nó làm giảm hàm lượng của một số vitamin, gây ra những thay đổi đáng kể hàm lượng protein trong sữa bao gồm casein và giảm độ pH của sữa khoảng 0,2 đơn vị [1]

- Sữa được tiệt trùng ngoài bao bì ở nhiệt độ cao 138 - 140°C trong vài giây: do thời gian tiệt trùng rất ngắn nên các phản ứng hóa học trong sữa rất ít xảy ra, hầu hết các protein huyết thanh không thay đổi Giá trị dinh dưỡng và cảm quan của sữa hầu như ít

bị ảnh hưởng, hạn chế được mức tối thiếu những biến đổi ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Cụ thể hàm lượng vitamin B, chỉ tổn thất 3%, hàm lượng lysine bị giảm 0,4

- 0,8% so với giá trị ban đầu Các chỉ tiêu cảm quan của sữa tiệt trùng UHT tương tự như sữa thanh trùng Sản Phẩm sữa không bị sậm màu và không có sự thay đổi đáng kể

về mùi vị so với sữa tươi [1]

Lựa chọn dây chuyển sản xuất sữa cô đặc không đường bằng phương pháp tiệt trùng sữa ở ngoài bao bì UHT kết hợp với bao bì giấy ghép nhiều lớp Tetrapak Công nghệ tiệt trùng UHT giúp sản phẩm có thể tươi ngon trong 6 tháng mà không cần trữ lạnh Sản phẩm tiệt trùng trong các hộp giấy tiệt trùng vẫn giữ được thành phần dinh dưỡng cũng như mùi vị, màu sắc và cấu trúc tự nhiên của thực phẩm

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 24

3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Thanh trùng 90-950C/3-5’

Cấy giống

Làm nguội 20-400C

Lên men 42-450C/5h/pH=4,5

Đồng hóa 200-250 bar/60 -650C

Sữa tươi nguyên liệu

Tiếp nhận và xử lý nguyên liệu

Kiểm tra, lọc, định lượng

Gia nhiệt sơ bộ

Xử lý nhiệt 100-1200C/1-3’

Chờ rót 20-250C

Sữa chua uống hương dâu

Sữa cô đặc không đường

Đồng hóa lần 2 200-250 bar/65 -700C

Bổ sung phụ gia

200C Phối trộn

Tiệt trùng UHT 135-1400C/3-5s

Thanh trùng 90-950C/3-5’

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ của hai sản phẩm sữa chua uống hương

dâu và sữa cô đặc không đường

Bảo quản lạnh

2 - 40C

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hoài Hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 26

Từ phương án thiết kế sản xuất, chọn quy trình công nghệ như trên [1], [13]

3.3 Thuyết minh quy trình

3.3.1 Thuyết minh các công đoạn chung cho hai dây chuyền

3.3.1.1 Xử lý nguyên liệu

Kiểm tra sữa đầu vào

Mục đích: Kiểm tra đánh giá chất lượng sữa, đảm bảo chất lượng đầu vào cho nguyên liệu

Cách tiến hành: Sữa nguyên liệu được thu mua tại các nhà máy và trạm thu gần trang trại chăn nuôi, sau khi về nhà máy được tiến hành kiểm tra nghiêm ngặt, bằng cách lấy mẫu và xác định các chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu hóa lý và chỉ tiêu vi sinh vật của sữa

tươi [1]

+ Kiểm tra màu sắc, trạng thái, mùi vị của sữa

+ Độ sạch của dụng cụ và thiết bị chứa sữa: Quan sát mặt bên trong bình đựng sữa hoặc thành trong của xe bồn Nếu lượng sữa bám trên thành bình hoặc thành trong của xe bồn càng nhiều chứng tỏ việc vệ sinh bình đựng sữa và xe bồn chưa tốt

+ Kiểm tra tình trạng vệ sinh của sữa bằng phương pháp sử dụng resazurin hoặc xanh methylen

+ Xác định số tế bào soma bằng phương pháp đếm trực tiếp trên buồng đếm tế bào Nếu số tế bào soma lớn hơn 500000 trong 1 ml sữa thì cho thấy con bò đang bị bệnh về vú, chất lượng sữa không tốt Xác định hàm lượng cặn Xác định điểm đông đặc của sữa Hàm lượng protein và chất béo trong sữa Xác định tổng số vi khuẩn trong sữa Kết quả sau khi kiểm tra so sánh với các yêu cầu của nguyên liệu sữa tươi (bảng 2.4)

Quá trình tiếp nhận sữa

Tại nhà máy chế biến, sữa từ xe bồn sẽ được bơm vào thiết bị bài khí, sau đó qua

hệ thống lọc, qua lưu lượng kế đo thể tích gắn trên đường ống, do sữa trong quá trình vận chuyển nhiệt độ của sữa tăng lên nên trước khi vào bồn bảo quản sữa được làm lạnh

về 2 ÷ 4oC

Bài khí

Mục đích: Loại bỏ các khí phân tán và hòa tan ra khỏi sữa, loại bỏ các hợp chất

bay hơi có mùi khó chịu trong sữa, định lượng sữa theo thể tích chính xác hơn, van đầu

ra của xe bồn chứa nguyên liệu được kết nối với thiết bị bài khí Sữa tươi vừa vắt chứa một hàm lượng CO2 khá cao (3,5 ÷ 4,9%), một ít khí N2 (1%) và O2 (0,1%) Trong quá trình vận chuyển sữa từ nông trại về nhà máy bảo quản, mặc dù luôn hạn chế tiếp xúc sữa với không khí cũng như luôn hạn chế sự khuấy trộn, hàm lượng các chất khí trong sữa vẫn tăng nhẹ