Nhà máy sản xuất sữa bột cho trẻ em và sữa cô đặc có đường

Do đặc thù kỹ thuật của ngành công nghệ sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa đòi hỏi trình độ chuyên môn kĩ thuật cao của các kỹ sư, khoa học kỹthuật tiên tiến…nên ngành Công nghiệp sữa ở

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa

Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và chứa nhiều chấtthiết yếu cho cơ thể Những người châu Âu đã có công rất lớn trong việcđưa sữa trở thành một nguồn công nghiệp lớp mạnh Ngành công nghiệpsữa đã phát triển trên thế giới hàng ngàn năm, nhưng ở Việt Nam ngànhcông nghiệp này chỉ mới phát triển vài chục năm trở lại đây khi đời sốngcon người ngày càng phát triển, chất lượng cuộc sống và vấn đề dinhdưỡng thực sự được quan tâm Ngành sữa Việt Nam đang từng bước pháttriển bền vững, theo hướng hiện đại, đồng bộ từ sản xuất nguyên liệu đếnthành phẩm, có khả năng cạnh tranh để chủ động hội nhập với khu vực vàthế giới, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cao của xã hội Năm 2018, cảnước hiện có 294,4ngàn con bò sữa, với tốc độ tăng đàn bình quân là10,9%/năm Sản lượng sữa năm 2018 đạt 936,0 ngàn tấn, tăng bình quân15%/năm cho giai đoạn 2011-2018, nhưng mới chỉ đáp ứng khoảng 40%nhu cầu tiêu dùng trong nước.[3]

Mặc dù các tổ chức ý tế liên tục khuyến cáo rằng sữa mẹ là thức ăn tốtnhất cho trẻ, vì vậy trẻ nên bú sữa mẹ hoàn toàn trong sáu tháng đầutiên.Nhưng ngày nay khi tỷ lệ các bà mẹ đi làm ngày càng tăng cùng vớimột số trường hợp không đủ sữa cho trẻ , tỷ lệ bú sữa mẹ ngày càng giảmdưỡng quốc gia, tỷ lệ bú sữa mẹ hoàn toàn trong 6 tháng đầu ở Việt Namchỉ khoảng 17%, ít hơn một nửa so với cách đây một thập kỉ Vì vậy, ngàycàng nhiều người thay thế sữa bột cho trẻ em Năm 2019 ở Việt Nam cókhoảng 1,6 triệu trẻ em sinh ra, vì vậy nhu cầu sử dụng sữa rất lớn Sữabột dành cho trẻ em trên thị trường sữa việt nam rất phong phú nhưng phầnlớn là được nhập khẩu từ nước ngoài vì vậy việc xây dựng nhà máy chếbiến sữa ở Việt Nam là điều hết sức cần thiết, nhằm đảm bảo nhu cầu ngàycàng tăng cao trong nước, đồng thời giảm bớt sự phụ thuộc vào nước ngoài

về các công nghệ cũng như là vốn đầu tư, mặt khác là giải quyết công ăn

việc làm cho người lao động nước nhà, giảm tình trạng thất nghiệp và tệnạn xã hội góp phần tăng trưởng kinh tế cho đất nước.

Xuất hiện trên thị trường đã hơn 50 năm sữa đặc được coi là sản phẩmtruyền thống và lâu đời nhất của ngành sữa đã phát triển đến mức bão hòanên tốc độ tăng trưởng chậm lại Trong giai đoạn từ 2009-2014 tốc độ tăngtrưởng của sữa đặc chỉ tăng 3% một năm, thấp nhất trong các dòng sảnphẩm sữa Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng sữa đặc trên thị trường vẫn tồn tạinhử sử dụng pha đồ uống như cafe sinh tố dùng để ăn kèm, và đặc biệt ởthành phố phát triển du lịch như Đà nẵng thì nhu cầu sử dụng càng nhiềunên việc sản xuất sữa bột là vô cùng cần thiết

Do đặc thù kỹ thuật của ngành công nghệ sản xuất sữa và các sản phẩm

từ sữa đòi hỏi trình độ chuyên môn kĩ thuật cao của các kỹ sư, khoa học kỹthuật tiên tiến…nên ngành Công nghiệp sữa ở Việt Nam còn nhiều tháchthức Vì vậy, việc xây dựng nhà máy sữa hiện nay là một nhu cầu cần thiếtnhằm đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nướcđồng thời hướng đến xuất khẩu Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa

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

1.2 Đặc điểm thiên nhiên

Nhà máy chế biến sữa được đặt tại vị trí khu công nghiệp Hòa Khánh Liên Chiểu- Đà Nẵng Khu công nghiệp nằm trong khu vực khí hậu nhiệtđới gió mùa, đồng thời đà nẵng cũng không xảy ra động đất sóng thần và

-các điều kiện thời tiết cực đoan là nơi có điều kiện thuận lợi để xây dựngnhà máy và hoạt động sản xuất.

qua nên rất thuận tiện để di chuyển qua lại giữa các tỉnh thành

1.4 Nguồn cung cấp điện

Điện được lấy từ nguồn điện quốc gia với hiệu điện thế 220V Nguồnđiện được lấy từ trạm biến áp 110/35/22KV có công suất 25MVA và cótrang bị máy điện dự phòng khi cần thiết Nhờ đó mà nguồn điện khu côngnghiệp luôn được duy trì ổn định

1.5 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Ở khu vực miền trung việc nuôi bò lấy sữa vẫn chưa được phổ biến nênnguồn cung cấp sữa còn ít, vì vậy cần nhập nguyên liệu từ các vùng có sốlượng bò sữa cao từ các trang trại lớn trên cả nước như: Thanh Hóa, Nghệ

An, Lâm Đồng Khi vận chuyển cần bảo quản ở nhiệt độ thấp và đảm bảothời gian vận chuyển ngắn nhất bảo đảm giữ được sự thuần khiết và hương

vị tự nhiên của dòng sữa tươi

1.6 Nguồn cung cấp nước và vấn đề thoát nước

Nhà máy nước có công suất 24000 m3/ngày đêm đảm bảo cung cấp nướcđầy đủ cho toàn bộ khu công nghiệp Trước khi đưa vào sử dụng cho mụcđích sản xuất, nước cần phải được xử lý đạt chuẩn vệ sinh và đạt các chỉtiêu chất lượng như lượng kim loại nặng trong nước, số lượng tế bào visinh vật trong nước

Vấn đề thoát nước: Hệ thống thoát nước của khu công nghiệp được xâyriêng biệt và hoàn chỉnh Nhà máy cần có khu xử lý nước thải riêng, yêucầu nước thải phải đạt loại B trước khi xả nước ra cống thoát nước chungcho cả khu công nghiệp

1.7 Nguồn nhân lực

Đà Nẵng là nơi tập trung đông dân cư với nguồn lao động trẻ dồi dào, cótrình độ văn hóa tương đối cao Lực lượng lao động có thể tuyển dụng trựctiếp tại địa phương hoặc các khu vực lân cận Đội ngũ quản lý, kỹ thuật, kỹ

sư được đào tạo tại các trường đại học có truyền thống lâu đời như trườngđại học Bách Khoa, trường Duy Tân

1.8 Nguồn hợp tác hóa

Vị trí xây dựng của nhà máy nằm trong khu công nghiệp nên dễ dànghợp tác hóa với các nhà máy khác trong khu vực như nhà máy bao bì, nhàmáy 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

sữa của nông dân vùng lân cận để làm nguồn nguyên liệu chính cho sảnxuất.[1]

1.10 Nguồn cung cấp hơi và nguyên liệu

Nhà máy sử dụng hơi từ phân xưởng lò hơi của nhà máy

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 lớntại địa phương Nguồn gốc của các loại nhiên liệu này được lấy từ các mỏdầu 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 vì vậy nguồncung cấp nguyên liệu luôn luôn ổn định

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU2.1 Giới thiệu một số sản phẩm từ sữa

2.1.1 Sản phẩm sữa cô đặc có đường

Sữa đặc là sữa bò đã được làm bay hơi hết nước thương ở dạng sữa đặc

có đường Sữa đặc xuất hiện ở Việt Nam vào những năm 1975 và đã đónggóp làm cho nền ẩm thực Việt Nam thêm phong phú Sữa đặc được dùng

để pha uống trực tiếp ngoài ra còn để pha cà phê hoặc dùng ăn kèm với rau

củ, trái cây, làm bánh kẹo,

Hình 2 1 Các sản phẩm sữa đặc trên thị trường 2.1.2 Sản phẩm sữa bột dành cho trẻ em

Nhu cầu uống sữa tùy thuộc vào thể chất và độ tuổi của từng trẻ Các trẻ

em dưới 6 tuổi trung bình uống 600ml sữa nước hay 90g sữa bột/ngày,

dưỡng với thành phần giống sữa mẹ giúp trẻ bổ sung chất dinh dưỡng cầnthiết trong trường hợp thiếu hụt nguồn sữa mẹ.

Thị trường sữa bột trẻ em hiện nay có nhiều nhà cung cấp Theo Tổngcục Hải quan, trong giai đoạn 2007 đến nay, có gần 230 doanh nghiệp thamgia nhập khẩu sữa nguyên liệu và sữa thành phẩm Nếu không kể cácdoanh nghiệp, cơ sở tư nhân quy mô nhỏ lẻ thì trong năm 2008 ngành sữa

có 72 doanh nghiệp, cho thấy thị trường sữa có nhiều nhà cung cấp thamgia Trong số này có một số tên tuổi lớn trong ngành sữa, chẳng hạn nhưNestle, Danone Dumex, Friesland Campina, Arla Foods (Milex) và MeijiDiaries là 5 công ty nằm trong danh sách 15 công ty sữa lớn nhất toàn cầuxét về doanh thu

Hình 2 2 Một số sản phẩm sữa bột cho trẻ em trên thị trường

2.1.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ

Tổng quan ngành sữa trong nước

Những năm qua, ngành sữa Việt Nam phát triển khá nhanh Nếu nhưtrước những năm 1990 chỉ có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa thì hiện naythị trường sữa Việt Nam tăng lên 72 doanh nghiệp Bên cạnh đó là sự thâmnhập của các thương hiệu sữa nước ngoài như Abbbott, BabySan, Dumex,Dutch Lady, Meiji, Nestlé, Sự cạnh tranh giữa các doanh nghiệp sản xuất

và chế biến sữa trong nước với các thương hiệu sữa nhập ngoại làm chongành sữa Việt Nam đứng trước những thách thức lớn và cũng là cơ hội đểphát triển và chiếm lĩnh thị trường

Năm 2018, tổng doanh thu đạt ước 109.000 tỷ đồng, mức tăng trưởngđạt 9% so với năm 2017 Giai đoạn 2010 - 2018, tốc độ tăng trưởng bìnhquân của tổng doanh doanh thu ngành sữa đạt 12,7%/năm, có tốc độ tăngtrưởng cao nhất đối với sản phẩm thực phẩm có nguồn chăn nuôi Trongtổng doanh thu của ngành sữa nước ta, riêng Vinamilk, doanh nghiệp lớnnhất ngành sữa đạt 52630 tỷ đồng (số liệu chưa đầy đủ), chiếm 48,2% [26]

Tình hình 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 minhchâu Âu, Pakistan, Hoa Kỳ và Argentina, nhưng bù đắp một phần bởi sựsụt giảm ở Trung Quốc và Ukraine, trong số ít những người khác Sự giatăng này xuất phát từ kết quả của số lượng đàn bò sữa cao hơn cùng vớinhững cải tiến trong quy trình thu gom sữa (Ấn Độ và Pakistan), cải thiệnhiệu quả trong các hệ thống sản xuất sữa tích hợp (Thổ Nhĩ Kỳ), tăng năngsuất trên mỗi con bò (Liên minh châu Âu và Hoa Kỳ Mỹ) và tăng cường sửdụng công suất nhàn rỗi và nhu cầu cao hơn từ khu vực chế biến và nhậpkhẩu (Argentina) Sản lượng sữa sụt giảm phần lớn xuất phát từ quá trìnhtái 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 khốilượng đến từ Bắc Mỹ (+ 8,7%), tiếp theo bởi Nam Mỹ (+ 27,2%), Trung

Mỹ và Ca-ri-bê (+ 15,2%) Mở rộng xuất khẩu ở châu Á bị giới hạn ở mức0,9% và của Châu Đại Dương xuống còn 0,6%, nhưng ngược lại, xuấtkhẩu của Châu Phi giảm 4,8% [20]

2.2 Sữa tươi

2.2.1 Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và lànguồn thức ăn để nuôi sống động vật non Trong ngành công nghiệp sảnxuất và chế biến sữa đã sản xuất ra nhiều sản phẩm dựa trên ba nguồnnguyên liệu chính: sữa bò, sữa cừu, sữa dê Ở nước ta sữa bò là chủ yếu.Sữa là một chất lỏng đục Độ đục của sữa là do các chất béo, protein, một

số khoáng tạo nên Màu sắc của sữa chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng caroten tạo nên Sữa bò thường có màu sắc từ trắng đến vàng nhạt Sữa gầythường trong hơn và ngả màu xanh nhạt Sữa bò có mùi đặc trưng và vịngọt nhẹ [2, tr 11]

-2.2.1.1 Tính chất vật lý của sữa

Sữa là một chất lỏng đục, độ đục của sữa là do một số chất béo, protein

và một số chất khoáng có trong sữa tạo nên Màu sắc của sữa chủ yếu dohàm lượng β- caroten có trong chất béo quyết định Sữa bò có mùi rất đặctrưng và vị ngọt nhẹ [2, tr11]

Tỷ trọng sữa: Tỷ trọng sữa do hàm lượng các chất khô trong sữa quyết

định Các chất béo có tỷ trọng nhỏ hơn 1g/ Hàm lượng chất béo trong sữacàng cao thì tỷ trọng sữa sẽ càng thấp

Khi biết được thành phần khối lượng các chất béo và các chất không béo

có trong sữa, ta có thể tính được tỷ trọng có trong sữa theo công thức:

d= (g/) [1, tr12]

Trong đó:

F: là hàm lượng chất béo trong sữa, (% khối lượng)

SNF: là hàm lượng các chất khô không béo trong sữa, (% khối lượng)W: hàm lượng nước trong sữa, W = 100 - F - SNF, (% khối lượng)

Điểm đông đặc: Thường dao động trong khoảng -0,54 -0,59oC Người

ta thường sử dụng chỉ tiêu này để kiểm tra xem sữa tươi có bị pha nướchay không

2.1.1.3 Thành phần hóa học của sữa

Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose,protein và các chất béo Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác vớihàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hormone,các chất màu và khí Khi nói đến thành phần hóa học của sữa, các nhà sảnxuất thường quan tâm đến giá trị pH và độ chua

Giá trị pH của sữa:

Giá trị pH thường được xác định ở 20°C Theo định nghĩa:

pH= lg[H+]Sữa bò tươi có giá trị pH trung bình là 6,6

Sữa non (colostrum) - tức phần sữa đầu tiên trong một chu kỳ tiết sữacủa động vật - có giá trị pH thường thấp hơn và khoảng bằng 6,0 Khi sữa

bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển hóa đườnglactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa

Độ chua:

Trong công nghiệp thực phẩm, độ chua sản phẩm được xác định bằngphương pháp chuẩn độ Hiện nay trên thế giới, độ chua của sữa thường

được biểu diễn bằng độ Soxhlet Henkel (°SH), độ Thorner (°Th) hoặc độDornic (°D) Sữa bò tươi có độ chua trung bình 7°SH.

Bảng 2 1 Mối liên hệ giữa các đơn vị đo độ chua của sữa [2,tr13]

ăn, thời tiết )

kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, cácphosphatit, polysacarit Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như:

- NH 2 , -COOH, OH=NH 2 , -CO - NH-, …Dạng đặc biệt của nước liên kết

là nước kết tinh với lactoza dưới dạng C12H 22O11.H2 O.[4]

Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng :

+ Dạng α -lactose mono hydrat C12H22O11H2O

+ Dạng β-lactose anhydrous C12H22O11

Khi thay đổi nhiệt độ thì có sự chuyển đổi từ dạng α sang dạng β vàngược lại Trong sữa đường lactose ở dạng hoà tan và là đường khử Độngọt của lactose thấp hơn nhiều so với các disaccaride và monosacridekhác (kém 30 lần sacharose) Lactose có thể bị thuỷ phân thành hai đườngmonosacaride là glucose và galactose do enzyme β-galactosedase.[2, tr14]

C12H22 O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

Glucose Galactose

Ngoài ra trong sữa bò còn chứa các đường khác nhưng với hàm lượngrất thấp

Hệ thống protein của sữa

Protein trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất vì nó chứa hầu hết cácaxit amin, đặc biệt là các axit amin không thay thế Trong dung dịchprotein tồn tại ở hai dạng khác nhau

β-galactosedase

Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobin, lisozim, lactoferin,lactoperoxydaza…

Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ củacác

caseinat và canxiphosphat

Casein:

Casein là nhân tố quan trọng nhất của protid trong sữa, là thành phầnprotein chủ yếu có trong sữa và là các hạt hình cầu có kích thước 40 -200µm Chúng tồn tại dưới dạng micelle Mỗi micelle chứa 65% nước,phần còn lại là các loại casein và khoáng (canxi, magie, photphate, citrate).Mỗi micelle do khoảng 400-500 tiểu micelle, liên kết với nhau nhờ muốiphosphate canxi Ca3(PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước tạo thành

Là protein có tính axit vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc axit glutamic

và axit aspartic [2, tr17]

Casein trong sữa có nguồn gốc từ những giống bò khác nhau có thể cócấu trúc bậc một khác nhau Tuy nhiên, cấu trúc bậc một của cùng một loạicasein ( αs1 ,αs2 , β ,κ) chỉ khác nhau bởi vài gốc acid amin trong phân tửprotein của chúng

- αs1- casein: Do sự phân bố điện tích và các phần ưa béo không đồngđều trên phân tử protein nên một đầu mạch αs1- casein tích điện có tính ưanước, còn đầu mạch kia có tính kị nước

- αs2 - casein: Có tính ưa nước cao nhất trong các loại casein do phân tửcủa nó chứa nhiều nhóm photphoryl và gốc cation

- β- casein: có tính ưa béo cao nhất

- κ- casein: chỉ chứa một gốc phosphoryl, có tính lưỡng cực Đầu aminocủa phân tử protein thì ưa béo còn đầu cacboxyl, nơi liên kết với nhómgluxit lại ưa nước

- γ- casein: γ1 , γ2 và γ3 -casein là những sản phẩm của quá trình thuỷphân β-casein từ máu động vật [2,tr21]

Protein hòa tan: Albumin 0,4% và Glubulin 0,2% bị đông tụ khi đunnóng sữa lên đến 80oC

- β- lactoglobulin: β- lactoglobulin có dạng hình cầu, ít tương tác hoặckết hợpvới các phân tử khác, chiếm 2,5 – 4 g/l

- α- lactalbumin: có 0,8 - 1,5 g/l, trong mỗi phân tử có chứa một nguyên

Chất béo đơn giản (glycerit và sterit): có hàm lượng 35 - 45g/l gồm acidbéo no và không no (acid oleic, acid palmitic, acid stearic)

Chất béo phức tạp: thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử Tên gọichung là phosphoaminolipit, đại diện là lexitin và xephalin

Bảng 2 3 Đặc tính hóa lí của chất béo

Điểm nóng chảy 31-360C

Mật độ quang ở 150C 0,91-0,95

Điểm hóa rắn 25-300C

Chỉ số Iot (theo Hubl) 25-45

Chỉ số xà phòng hóa (theo Koettstorfer) 218-235

Chỉ số axit bay hơi không hòa tan (theo

Polenske) 1,5-3

Chỉ số axit bay hơi hòa tan được (theo

Reichert) 26-30

Chỉ số khúc xạ 1,453-1,462

Về cấu trúc, chất béo trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạtnhỏ hình cầu (cầu mỡ) hoặc hình ovan với đường kính từ 2-10 µm tùythuốc vào giống bò sản sinh ra sữa Mỗi thể cầu mỡ được bao bọc bằngmột màng mỏng có thành phần chủ yếu từ protein và các phosphatit Màngbao của các cầu mỡ rất bền, có tác dụng bảo vệ, giữ cho chúng không bịphá hủy bởi các enzyme có trong sữa Các cầu mỡ có đường kính trungbình từ 3-4 µm Trong 1ml sữa có khoảng 3000-4000 triệu cầu mỡ Cáccầu mỡ là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trong 0,925 g/cm3) và chúng

có xu hướng nổi lên trên bề mặt sữa

Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glycerit, photpholipit vàprotein Sự sắp xếp các thành phần này trong hạt cầu béo đến nay chưanghiên cứu sâu Nhiều nhà khoa học cho rằng các photpholipit giữ vai trò

“cầu nối trung gian” để liên kết giữa các glycerit và protein Phân tửphotpholipit có hai đầu: đầu ưa béo (không phân cực) sẽ tương tác với cácphân tử glycerit ở tâm cầu; đầu ưa nước (phân cực) sẽ kết hợp với màngprotein bao xung quanh hạt cầu béo

Hình 2 3 Sự phân bố của các cầu mỡ trong sữa Các loại muối khoáng:

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10g/l Các muối trongsữa dạng hoà tan hoặc dung dịch keo dễ bị phá vỡ bởi nhiệt độ và pH, cácmuối khoáng trong sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hoá

Do trong sữa có mặt các cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+…và các anion củacác axit phosphoric, limonic, clohydric nên trong sữa có nhiều loại muốikhác nhau Nhưng chủ yếu là các muối clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat.Trong tất cả muối trên, muối canxi có ý nghĩa rất lớn đối với con ngườiđặc biệt là trẻ em Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỷ lệ rất hài hòa Ca/P

= 1/1,3 ở dạng cơ thể dễ hấp thụ

Sự cân bằng giữa hai dạng muối canxi (Ca2+ của các muối hòa tan đượcphân ly và Ca ở dạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổnđịnh của sữa Sự tăng lên của Ca2+ làm tăng khả năng ổn định của sữa khiđun nóng hoặc dưới tác dụng của các men dịch vị Để tránh hiện tượngnày, thông thường người ta cho thêm vào sữa những dạng phức tạp đó làcác muối phức (phosphat hoặc xitrat) với liều lượng thích hợp

Muối canxi có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong chế biến các sản phẩmsữa Khi sữa có hàm lượng Canxi thấp, sữa sẽ không bị đông tụ hoặc đông

tụ chậm Ngược lại nếu sữa có hàm lượng Canxi cao thì sữa sẽ bị đông tụbởi renin nhanh hơn nhưng quện sữa (gel đông tụ) lại không mịn Trongsữa canxi nằm trong các hợp chất canxi caseinat, canxi phosphat, canxilimonat…

Muối kali và natri có vai trò giữ cân bằng muối trong sữa, giữ áp suấtthẩm thấu ở trạng thái bình thường Các muối của axit phosphoric là nhữnghợp chất đệm điển hình có tác dụng giữ cân bằng hệ muối và hệ keo củasữa

Ngoài ra trong sữa còn có các nguyên tố khác như Zn, Al, I, Cu, Mn,Ag… chúng cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người

Nhìn chung hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổnđịnh Nhưng hàm lượng vitamin tan trong chất béo lại bị ảnh hưởng sâusắc bởi thành phần thức ăn và điều kiện thời tiết.

Vitamin A có nhiều nhất trong sữa, nhất là trong sữa non và có nhiềutrong các sản phẩm chế biến từ sữa như bơ Hàm lượng vitamin A trongsữa khoảng 0,2 – 2 mg/l Hàm lượng vitamin A trong sữa nhiều hay ítthường phụ thuộc vào hàm lượng carotene có trong thức ăn của gia súc.Vitamin D, hàm lượng vitamin D có trong sữa khoảng 0,002 mg/l sữa.Vitamin D không bị biến đổi trong quá trình khử trùng sữa

Vitamin B1 trong sữa khoảng 1,4 mg/l sữa Trong quá trình khử trùng vàbảo quản,hàm lượng vitamin B1 giảm dần, có thể dẫn tới 15 – 20% hoặchơn nữa

Vitamin B2 trong sữa khoảng 1,7 mg/l sữa Hàm lượng vitamin B2 cónhiều nhất trong sữa non, những ngày vắt sữa tiếp theo thì hàm lượng B2

giảm dần

Vitamin B12 trong sữa khoảng 0,1 – 0,3 mg/l sữa

Vitamin PP trong sữa khoảng 1,5 mg/l sữa Thức ăn của bò không ảnhhưởng đến hàm lượng vitamin PP trong sữa Vitamin PP được tổng hợpngay trong cơ thể con bò

Vitamin C hàm lượng vitamin C trong sữa thay đổi trong một giới hạnrộng, khoảng 5 – 20 mg/l sữa Trong sữa non có nhiều vitamin C, nhưngcàng về cuối thời kỳ tiết sữa lượng vitamin C trong sữa giảm dần Trongquá trình khử trùng lượng vitamin C trong sữa giảm, đặc biệt là khử trùng

có không khí thì hàm lượng vitamin C giảm nhiều

Enzyme

Enzyme do tuyến vú tiết ra hoặc do vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên

Sự có mặt của các enzyme là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá họccủa sữa trong quá trình bảo quản, dẫn đến làm giảm chất lượng hoặc hưhỏng sữa Nhưng một số enzyme trong sữa có vai trò kháng khuẩn như

lactoperoxydase, lysozyme Hàm lượng vi sinh vật càng nhiều thì thànhphần enzyme càng đa dạng và hoạt tính càng cao, có hơn 60 Enzym trongsữa.

Lactoperoxydase: Enzyme này xúc tác phản ứng chuyển hoá oxy từ

H2O2 đến các chất oxy hoá khác, có pH tối thích là 6,8, hàm lượng trungbình trong sữa là 30mg/l, bị vô hoạt hoá ở 80oC trong vài giây

Catalase: Enzyme này luôn có trong sữa do tuyến vú tiết ra, nó xúc tácphản ứng phân hủy H2O2 thành nước và oxy tự do Sữa nhiễm vi sinh vậtthường có hoạt tính catalase rất cao, có pH tối thích 6,8÷7 Catalase bị vôhoạt ở 75oC trong thời gian một phút, 65÷68oC sau 30 phút

Lipase: Enzyme quan trọng nhất trong sữa được kí hiệu là mLPL,

là một glycoprotein, pH tối thích là 8,9, hàm lượng trong sữa chỉ khoảng1÷2mg/l, nó chỉ xúc tác thuỷ phân liên kết ester trong cơ chất triglycerid ởdạng nhũ tương tại bề mặt tiếp xúc pha giữa chất béo và nước, làm tích luỹcác axit béo tự do trong sữa, quá trình phân giải tiếp theo các axit béo nàylàm cho sữa và sản phẩm từ sữa có vị đắng, mùi ôi khét và mùi kim loại Phosphatase: Chúng xúc tác thuỷ phân liên kết ester giữa axit phosphoric

Lysozym: bền về nhiệt, xúc tác phản ứng thuỷ phân liên kết β giữa acidmuramic và glusamine của mucopolysaccride trong màng tế bào vi khuẩn,

từ đó gây phân huỷ tế bào Lysozym có pH tối thích là 7,9, hàm lượngtrung bình 130µg/l

Protease: Enzyme này xúc tác phản ứng thuỷ phân protein Có hai loạiprotease: protease kiềm và protease acid Chúng thường liên kết với casein

và cũng bị kết tủa ở pH = 4,6, protease axit có pH tối thích 4,0, cònprotease kiềm là 7,5÷8,0 Chúng bị vô hoạt hoàn toàn ở 80oC sau 10 phút

Hormone

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

Các chất khác

Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2 Tổng hàmlượng của chúng chiếm 5÷6% thể tích sữa hay khoảng 70ml/lit trong đó

một lượng lớn khí, sau đó sẽ giảm dần và đạt mức bình thường, trong cácloại khí này thì chỉ có oxy là ảnh hưởng xấu vì nó có thể là nguyên nhânphát triển của các quá trình oxy hoá Khi gia nhiệt thì xuất hiện hiện tượngbài khí khiến cho độ axit của sữa giảm Các chất khí trong sữa thường tồntại ở ba dạng: dạng hoà tan, dạng liên kết, dạng phân tán Sắc tố xanhclorophin, màu trắng do sự khuếch tán ánh sáng bởi mixen protein [5]

2.2.1.2 Hệ vi sinh vật trong sữa

Gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

Vi khuẩn: kích thước của nó không vượt quá vài micromet Các vi

khuẩn có trong sữa: Coccus, Bacterium, Clostrodium, Vitrion, Spirille,

Streptomycin… quan trọng nhất là vi khuẩn lactic với các đặc tính chủ yếu

- Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượngcủa nó chiếm tỉ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác.

- Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm được tạo thành từ quá trìnhchuyển hóa đường gồm acid lactic, acid acetic, ethanol, khí CO2… Hàmlượng acid lactic thu được không cao hơn nhiều so với các sản phẩm cònlại

Các loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:

- Streptococus thermophillus được coi là tác nhân của sự hình thành acid

và quá trình chín của phomat

- Nhóm vi khuẩn lactic là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm

Streptococcus cremoris và Streptococcus lactic là tác nhân của sự đông tụ

tự nhiên, một vài loại của chúng sản sinh ra các kháng sinh

+ Nấm men: là những cơ thể đơn bào, thường có dạng hình cầu, elip,ovan hoặc hình trứng… kích thước lớn nhất từ 2-9 µm, sinh sản theo kiểunảy chồi Một số nấm men có sử dụng đường lactose cho quá trình traođổi chất Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thànhphần hóa học trong quá trình bảo quản sữa

+ Nấm mốc: Chủ yếu là Mucor và Rhizopus Các loại nấm mốc này gâynên những biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phomat dạngnhão Ngoài ra còn có các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide

và Monilia Tất cả các loài nấm mốc này đều hô hấp mạnh và phát triểntrên bề mặt của môi trường nuôi cấy Chúng phát triển thích hợp trên cácmôi trường acid và trong sữa tạo acid lactic [5]

2.3 Yêu cầu của nguyên liệu sữa dùng trong sản xuất

- Sữa được lấy từ những con bò khoẻ mạnh, không chứa vi khuẩn gâybệnh

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

- Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến 4÷60C sau khi vắt [5]

2.3.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của sữa nguyên liệu

a) Chỉ tiêu cảm quan

- Màu sắc: sữa có màu đặc trưng từ trắng đục đến nhạt

- Mùi vị: mùi vị thơm ngon, không có mùi vị lạ

- Trạng thái: đồng nhất, không phân lớp

b) Chỉ tiêu hóa lý

- Tổng hàm lượng chất khô tính bằng % không nhỏ hơn 11,5% khốilượng

- Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 2,8%

- Tổng trọng lượng đo bằng lactometer không nhỏ hơn 1,029

- Hàm lượng axit (tính theo axit lactic) không nhỏ hơn 0,2%

c) Chỉ tiêu vi sinh vật

- Tổng số tạp trùng không được quá 50000 khuẩn lạc trong 1ml sữa

- Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc trong 1ml sữa

- Không được có vi trùng gây bệnh [2]

d) Đường

Đây là đường trắng tinh luyện, được sản xuất từ cây mía, đường thôhoặc các loại nguyên liệu khác Mục đích sử dụng đường ở đây là bổ sungvào sữa, tăng độ ngọt đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng

+ Hàm lượng saccarose thấp nhất 99,8%

+ Lượng đường khử lớn nhất 0,03%

+ Độ ẩm lớn nhất 0,04%

+ Màu trắng sáng, không có màu lạ

+ Vị ngọt, không chua hoặc có vị lạ khác + Mùi: không hôi, mốc, không

có mùi lạ

+ Bảo quản trong kho mát sạch, khô ráo tránh ánh sáng [5]

e) Nước

Trong sản xuất sữa, nước đóng vai trò là một trong những loại nguyênliệu quan trọng, chiếm khoảng 80% tổng khối lượng sản phẩm Nước đãqua hệ thống xử lý của nhà máy để cung cấp cho quá trình phối trộn Nướcdùng để hiệu chỉnh chất khô sữa phải tuân thủ quy định về vệ sinh, độ cứng

và các chỉ tiêu vi sinh phải đạt yêu cầu [5]

CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

CÔNG NGHỆ 3.1 Dây chuyền công nghệ quy trình sản xuất sữa đặc có đường

Hình 3 1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 3.2 Thuyết minh quy trình chung

3.2.1 Nguyên liệu

 Nguyên liệu chính

• Sữa tươi 3,5% chất béo

• Sữa bột gầy 0,55% chất béo

• Nước

 Phụ gia

• Muối phosphat và citrat của Natri và Kali

Sữa tươi là nguyên liệu chính dùng để sản xuất các sản phẩm sữa củanhà máy Chất lượng của sữa tươi có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sảnphẩm Sữa tươi càng tốt thì sản phẩm có chất lượng càng cao Sữa tươiphải đạt các yêu cầu về chỉ tiêu hóa lý, cảm quan và không bị nhiễm

khuẩn Hai chỉ tiêu hoá lý quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượngchất béo và hàm lượng chất khô không béo Lượng chất béo trong sữa sẽđược hiệu chỉnh nhờ quá trình chuẩn hoá để phù hợp theo yêu cầu của sảnphẩm.

Tiến hành: Kiểm tra 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 So sánh các kếtquả kiểm tra với các yêu cầu của nguyên liệu sữa tươi

Sữa sau khi nhập về phải đưa vào chế biến ngay nếu chưa được sản xuấtphải được bảo quản ở nhiệt độ 8-100C và không được để quá 3 giờ [5]

3.2.2 Kiểm tra và lọc

Mục đích: Nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ còn lẫn trong sữa

để đảm bảo độ sạch và các yêu cầu của sữa trước khi đưa vào sản xuất.Tiến hành: Tiến hành kiểm tra bằng cách lấy mẫu và xác định các chỉtiêu cảm quan, chỉ tiêu hóa lý và chỉ tiêu sinh học của sữa tươi So sánh cáckết quả kiểm tra với các yêu cầu của nguyên liệu sữa tươi

Tiến hành lọc bằng thiết bị lọc ly tâm Sữa có độ nhớt cao nên trước khilọc cần đun ở nhiệt độ 30 – 40oC.[2]

Sữa nguyên liệu được nạp vào theo ống dẫn bên trên thiết bị.Thông qua

hệ thống kênh dẫn được tạo thành từ các lỗ trên đĩa ly tâm, dòng sữa giàuVSV (chiếm 3% thể tích sữa nguyên liệu) sẽ chuyển động về phía bênngoài thùng quay và theo cửa bên hông thùng thoát ra ngoài Dòng sữachứa ít VSV sẽ chuyển động về phía trục quay (do có khối lượng riêngnhỏ) rồi thoát ra khỏi thiết bị theo cửa trên đỉnh thùng

3.2.3 Cân định lượng

Mục đích: Cân đúng thể tích sữa cần đưa vào sản xuất nhằm đảm bảođúng năng suất làm việc của thiết bị

Tiến hành: Sử dụng thiết bị định lượng loại LDT/AFM 300 của hãng

LIDUTA để cân đúng lượng sữa cần sử dụng cho quá trình sản xuất Sau

khi cân, nguyên liệu được đưa vào thùng chứa để chuẩn bị cho công đoạntiếp theo.

3.3 Thuyết minh quy trình sản xuất sữa đặc

3.3.1 Chuẩn hóa và hiệu chỉnh hàm lượng chất khô

Mục đích và phương pháp thực hiện quá trình chuẩn hóa và hiệu chỉnhhàm lượng chất khô trong sản xuất sữa đặc có đường là hiệu chỉnh hàm

lượng chất béo và chất khô không béo trong sữa nguyên liệu Sản phẩmsữa đặc có hàm lượng chất béo 10% ta trộn theo tỉ lệ 1Kg sữa tươi với0,109 Kg sữa gầy.

3.3.3 Đồng hóa

Sữa cô đặc được bổ sung đường saccharose có nồng độ chất khô khá cao

và độ nhớt lớn Do đó trong quá trình bảo quản sản phẩm, thành phần chấtbéo ít khi bị tách pha Tuy nhiên, để làm tăng độ đồng nhất về cấu trúc chosản phẩm sữa đặc có đường saccharose, một số nhà máy vẫn thực hiện quátrình đồng hóa sau giai đoạn xử lý nhiệt Nhiệt độ của sữa trong quá trìnhđồng hóa là 70°C, áp suất đồng hóa dao động trong khoảng 20 - 60 bar

3.3.4 Cô đặc

Mục đích quá trình cô đặc là tách bớt nước ra khỏi sữa dưới tác dụng củanhiệt độ cao Loại bỏ khí hòa tan trong dịch sữa nhờ sự bốc hơi trong điềukiện chân không Người ta sử dụng thiết bị cô đặc trong điều kiện chânkhông để tránh sử dụng nhiệt độ quá cao, dễ làm tổn thất các chất dinhdưỡng kém bền nhiệt còn trong sữa Để xác định thời điểm kết thúc quá

trình cô đặc, các nhà sản xuất sẽ lấy mẫu sữa để kiểm tra hàm lượng chấtbéo, hàm lượng chất khô không béo và độ nhớt của sản phẩm.

Thiết bị phổ biến là nồi cô đặc dạng màng rời hoạt động trong điều kiện

saccharose được bể sung vào quá trình cô đặc dưới dạng sirô với nồng độchất khô 70% Thời điểm kết thúc quá trình cô đặc sữa cũng được xác địnhthông qua việc đo tỷ trọng và độ nhớt của sữa

mở cánh khuấy đến khi mực nước sữa đạt 1/2 bồn thì tắt cánh khuấy đểtránh sự tạo bọt Sau khi cấp đầy sữa vào bồn kết tinh thì tiếp tục làm lạnhxuống 15 - 18ºC càng nhanh càng tốt và bật cánh khuấy liên tục trong 1 giờcho đều và triệt để

Quá trình kết tinh là quá trình quan trọng nhất trong quy trình sản xuấtsữa đặc có đường Thiết bị kết tinh thường có dạng hình trụ với bộ phânđiều nhiệt và cánh khuấy Do sản phẩm có độ nhớt cao, ta cần lưu ý chọncông suất thích hợp cho motor để cánh khuấy hoạt động tốt.[1]

hạn chế sự tái nhiễm vi sinh vật vào sữa Ngoài ra, quy trình rót, đóng nắp

và thiết bị sử dụng phải hoạt động trong điều kiện vô trùng

Cần lưu ý là với tổng hàm lượng chất khô 72%, chỉ có nhóm vi sinh vậtchịu áp lực thẩm thấu cao (halophile) như một số nấm men và nấm sợi là

có thể phát triển được trong môi trường sữa đặc có đường Do đó, đểkhống chế hiện tượng này, ta cần thực hiện quá trình rót sản phẩm trongđiều kiện kín, tránh sự tiếp xúc giữa sữa với không khí, đồng thời hạn chếkhông cho không khí lọt vào trong bao bì chứa sản phẩm

3.3.7 Sản phẩm sữa cô đặc

Người ta đánh giá chất lượng sữa cô đặc thông qua những chỉ tiêu cơbản sau:

- Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc, mùi, vị, trạng thái đồng nhất

- Chỉ tiêu hóa lý: Độ ẩm, độ nhớt hàm lượng chất béo và chất khô khôngbéo Trên bao bì sản phẩm thường, được ghi thêm các giá trị về tổng hàmlượng glucid, protein, và một số vitamin

- Chỉ tiêu vi sinh: Tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm men, nấm sợi và một

từ sữa

7,818,1

922

Sữa đặc ngọt

- Chất béo(%) -Chất khô không béo(%) có nguồn gốc

10,34527

922

11,4 43,5 25,5Sản phẩm sữa cô đặc phải được bảo quản nơi thoáng mát Thời gian bảoquản sữa cô đặc có thể kéo dài đến một năm Trong quá trình bảo quản,những nguyên nhân sau đây có thể làm cho sản phẩm bị hư hỏng

Sinh học: Đối với sản phẩm sữa đặc ngọt, nhóm vi sinh vật chịu được áplực thẩm thấu cao (ví dụ như giống nấm men Torulopsis) có thể phát triển,sinh khí, tạo mùi lạ và làm đông tụ protein trong quá trình bảo quản sảnphẩm Ngoài ra, các cầu khuẩn và một số loài nấm sợi như Aspergillusrepens, Aspergillus glaucus có thể phát triển và ảnh hưởng xấu đến các chỉtiêu cảm quan của sữa cô đặc nếu như có mặt oxy bên trong hộp bao bìchứa sản phẩm Để hạn chế những hư hỏng nói trên, các nhà sản xuất cầnquan tâm đến chỉ tiêu vi sinh của nguyên liệu đầu vào, tuân thủ nghiêmngặt chế độ xử lý nhiệt và các điều kiện vệ sinh trong quy trình sản xuất,đồng thời hạn chế đến mức tối thiểu sự có mặt của oxy còn sót lại bêntrong các hộp bao bì chứa sản phẩm

Hóa học: Sự oxy hóa chất béo sẽ xảy ra nếu oxy còn lẫn trong các hộpđựng sản phẩm Sự có mặt của ion sắt và đồng trong sữa cô đặc, dù vớihàm lượng rất thấp, sẽ xúc tác cho các phản ứng oxy hóa chất béo Các nhàsản xuất cần kiểm tra chỉ tiêu hóa lý của sữa nguyên liệu và quá trình rótsản phẩm để ngăn ngừa những nguyên nhân hóa học gây hư hỏng sảnphẩm

Trong quá trình bảo quản sữa cô đặc, phản ứng Maillard vẫn tiếp diễn vàlàm cho sản phẩm bị sậm màu Biến đổi này là “không thể tránh khỏi”, đặcbiệt là khi nhiệt độ môi trường bảo quản tăng cao Hiện tượng này thường

gặp ở các nước nhiệt đới khi người tiêu dùng bảo quản sữa cô đặc ở nhiệt

độ phòng

Hóa lý: Các phân tử protein trong sữa cô đặc có thể thạy đổi cấu hìnhkhông gian, tương tác với nhau và làm tăng độ nhớt của sản phẩm Hiệntượng này được gọi là “sự đặc hóa theo thời gian” (agethickening) Đếnmột thời điểm nào đó có quá nhiều phân tử protein trong sữa cô đặc thayđổi cấu hình không gian và tương tác vời nhau, sự gel hóa (gelation) sẽ xảy

ra Khi đó, sữa cô đặc sẽ có cấu trúc dạng gel Có nhiều giải pháp kỹ thuật

để ngăn ngừa những biến đổi hóa lý nói trên trong quá trình bảo quản sảnphẩm Phổ biến nhất là giải pháp bổ sung muối vào sữa nguyên liệu để ổnđịnh cấu trúc protein Thông thường, các nhà sản xuất sử dụng sodiumtetrapolyphosphate với hàm lượng 0,03%

Sau mỗi mẻ sản xuất tại nhà máy, người ta lấy một số mẫu sản phẩm đểkiểm tra đánh giá các chỉ tiêu chất lượng Một số mẫu thành phẩm sẽ đượcđem đi bảo quản ở ba chế độ nhiệt: nhiệt độ phòng, 30°C và 38°C Sau từ

1014 ngày, người ta tiến hành đánh giá lại các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý

và vi sinh để có các kết luận chính xác về chất lượng của lô hàng sản xuất.Một số nhà máy còn thực hiện lưu mẫu trong thời gian một năm để có thểnhận xét khái quát về chất lượng sản phẩm cũng như phòng hờ đối chiếulại với những khiếu nại (nếu có) từ phía người tiêu dùng

3.4 Thuyết minh quy trình sản xuất sữa bột cho trẻ em

3.4.1 Chuẩn hóa

Quá tình chuẩn hóa nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong nguyênliệu bổ sung một số vitamin vào quá trình trộn, được thực hiện trên dâychuyền tự động bao gồm máy ly tâm, bộ phận phối trộn, các dụng cụ do(lưu lượng kế, tỷ trọng kế ), bơm và thùng chứa Cách tiến hành cũngtương tự như trong trường hợp sản xuất sữa cô đặc

3.4.2 Xử lí nhiệt

Mục đích: nhằm làm giảm số vi sinh vật trong sữa xuống mức thấp nhất,đồng thời vô hoạt các enzyme, đặc biệt là nhóm enzyme bền nhiệt lipase.Tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đồng hóa Nhiệt độ sữa khoản 65-

70oC giảm độ nhớt dễ đồng hóa.Sử dụng thiết bị truyền nhiệt bản mỏngTetra Plex C10 của TetraPak

3.4.3 Đồng hóa

Mục đích: phá vỡ các hạt trong chất lỏng xuống kích thước nhỏ(nm),tạo hệ nhủ tương ổn định khi hỗn hợp được cô đặc và sấy

Đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp lực cao:

Trong phương pháp này các hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ và giảmkích thước khi ta bơm hệ nhũ tương đi qua một khe hẹp với tốc độ cao.Kích thước của khe hẹp có thể dao động trong khoảng 15÷300m và tốc độdòng của hệ nhũ tương được đẩy đến khe hẹp có thể lên đến tới 50÷200m/s Sử dụng thiết bị đồng hoá hai cấp và áp lực đồng hoá cho mỗi cấp là

200 bar và 50 bar

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hoá

- Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũtương Nếu tỷ lệ này nhỏ thì quá trình đồng hoá sẽ được thực hiện dể dàng

và hệ nhũ tương có độ bền cao Ngược lại thì thường khó thực hiện bằngcác phương pháp thông thường

- Nhiệt độ: Dựa vào thành phần hoá học của hệ nhũ tương mà ta chọnnhiệt độ thích hợp cho quá trình đồng hoá Trong công nghiệp chế biến sữanhiệt độ đồng hoá thường dao động từ 55 ÷ 80 oC

- Áp suất: Áp suất đồng hoá càng lớn thì thực hiện đồng hoá càng dễ.Trong công nghiệp chế biến sữa áp suất đồng hoá thường dao động từ 100

÷ 250 bar

- Chất nhũ hoá: phải lựa chọn chất nhũ hoá thích hợp cho từng loại sảnphẩm Những chất nhũ hoá thường dùng trong công nghiệp chế biến sữa làlecithin, glycerin ester

3.4.4 Thanh trùng

Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật, giảm độ nhớt sữa Thanh trùng còn nhằmmục đích tạo nhiệt độ cần thiết để khi đưa vào nồi cô đặc sữa có thể bốchơi ngay, tránh sự chênh lệch nhiệt độ cao trong nồi chân không Sau thanhtrùng cần làm nguội tới nhiệt độ cô đặc 60 - 70 oC Khi đã làm nguội đếnnhiệt độ này ngưòi ta có thể đưa vào thùng trung gian rồi từ đó cho vào nồiđặc hoặc có thể cho trực tiếp vào nồi cô đặc

Quá trình thanh trùng thực phẩm thường bao gồm ba giai đoạn:

- Gia nhiệt tăng nhiệt độ thực phẩm lên đến nhiệt độ thanh trùng

độ thấp nên tránh được các thay đổi sâu sắc về cấu trúc của sữa ở 100 oC,đặc biệt là tránh được sự biến đổi của đường lactoza do đó sản phẩm cóchất lượng và màu sắc tốt

Nhà máy sử dụng phương pháp cô đặc chân không Nhiệt độ sữa trongquá trình cô đặc không vượt quá 76°C Trong sản xuất hiện nay, phổ biếnnhất là thiết bị cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi Số cấp sử đụng có thể từ

27 Hàm lượng chất khô trong sữa sau quá trình cô đặc khoảng 4555% Giá

Nhà máy sử dụng hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải dạngFiltermat Khi đó, quá trình sấy sữa sẽ gồm ba giai đoạn:[2, tr 239]

Giai đoạn 1: 75% lượng không khí nóng với nhiệt độ 270280°C sẽ đượcđưa vào buồng sấy chính tại các vị trí xung quanh vòi phun sữa nguyênliệu, 25% lượng không khí nóng còn lại với nhiệt độ 100150°C sẽ đi qualưới phân bố và tỏa đều xuống bên dưới từ trần buồng sấy

Giai đoạn 2: Băng tải vận chuyển sữa bột từ buồng sấy chính qua buồngsấy phụ Tốc độ chuyển động của băng tải là lm/ph Khi đó, dòng tác nhânsấy trên đường thoát ra khỏi thiết bị ở cửa đáy sẽ di xuyên qua lớp sữa bộttrên băng tải và tách thêm một lượng ẩm nữa trong các hạt sữa Độ ẩm sữabột giảm xuống còn 310%

Giai đoạn 3: Tại buồng sấy phụ, người ta đưa không khí nóng vào vớinhiệt độ 110140oC Dòng tác nhân sấy này sẽ đi xuyên qua lớp sữa bột trênbăng tải rồi thoát ra ngoài dưới đáy buồng Nhiệt độ khí thoát là 7476°C

Độ ẩm của sữa bột dao động trong khoảng 2,54%

Sau cùng, băng tải sẽ đưa sữa bột vào buồng làm nguội Người ta sửdụng tác nhân làm nguội là không khí đã qụa tách ẩm và có nhiệt độ1520°C Dòng tác nhân làm nguội cũng sẽ được thổi xuyên qua lớp sữa bộttrên băng tải rồi theo cửa thoát bên dưới để ra ngọài Theo Luquet (1985),

có trung bình 5% lượng sữa bột thoát ra theo các dòng khí thải Chúng sẽđược thu hồi nhờ hệ thống cyclon Ngoài ra ta cũng bố trí bộ phận thu hồinhiệt từ khí thải để tiết kiệm năng lượng cho quá trình sấy

3.4.5 Trộn sữa bột với các chất dinh dưỡng và vitamin

Sữa bột sau sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống khuấy trộn với các chấtdinh dưỡng và vitamin theo công thức và theo tiêu chuẩn dinh dưỡng chotrẻ Nhà máy sử dụng thiết bị khuấy trộn chân không máy trộn bột TetraPak ® B3500

Trytophan mg 180Chất béo

28420040014070

13065029041027040806,51104,50,3515

160034411,554

109

3.4.6 Đóng hộp sản phẩm

Đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ và10% hydro vào hộp sữa bột trước khi ghép nắp nhằm kéọ dài thời gian bảoquản sản phẩm

CHƯƠNG 4 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Kế hoạch sản xuất nhà máy

4.1.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu

Bảng 4 1 Biểu đồ nhập nguyên liệu

Sữa nguyên

liệu

4.1.2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy

Nhà máy làm việc theo hai dây chuyền sản xuất chính:

/ca

• Dây chuyền sản xuất sữa bột với năng suất 4,5 tấn sản phẩm/ngày.Nhà máy sản xuất 12 tháng trong năm, quá trình kiểm tra và bảo trì máymóc, thiết bị được tiến hành trong một vài ngày trong tháng Do tính chấtsản xuất nên nhà máy làm việc theo ca, kể cả ngày chủ nhật như sau:

Các tháng 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 làm việc 3 ca/ngày để đáp ứng nhu cầutiêu dùng

Bảng 4 2 Biểu đồ sản xuất của nhà máy trong 1 năm

Bảng 4 3 Biều đồ bố trí sản xuất cho từng mặt hàng trong năm 2020

Tháng Số

ngày sản xuất

Sữa bột Sữa đặc Ca/ngày Ca/tháng Ca/ngày Ca/tháng

4.2 Tính cân bằng vật chất

4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa đặc có

đường

Bảng 4 4 Giả thuyết tiêu hao qua các công đoạn

ST Tên công đoạn Tiêu hao (%) Lượng ẩm hao hụt W

Số liệu ban đầu:

+ Năng suất: 15 triệu lít sản phẩm/năm

+ Sữa tươi nguyên liệu: Tổng chất khô 13%, trong đó 3,5% chất béo+ Sản phẩm sữa đặc có đường tổng chất khô là 72% trong đó 40%đường Sac, hàm lượng chất béo 10%

+ Tỷ trong sản phẩm 1,36kg/l

+ Tổng số ca làm việc trong 1 năm là 913 ca

+ Tổng số ngày sản xuất là 343 ngày

Năng suất của dây chuyền sản xuất sữa đặc trong 1 ca là: