Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

i ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI GỒM HAI DÂY CHUYỀN: - SỮA TIỆT TRÙNG CÓ ĐƯỜNG Sinh viên thực hiện: BÙI THỊ

i

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA

TƯƠI GỒM HAI DÂY CHUYỀN:

- SỮA TIỆT TRÙNG CÓ ĐƯỜNG

Sinh viên thực hiện: BÙI THỊ THÚY

Đà Nẵng – Năm 2019

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Hóa, Ngành Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu trong môi trường học tập khoa học, giúp cho tôi có kiến thức vững vàng trước khi bước vào đời Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cô giáo Mạc Thị Hà Thanh là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Trong quá trình làm đồ án của mình, ngoài sự nổ lực của bản thân, tôi cũng đã nhận được nhiều sự giúp đỡ từ bạn bè và các anh chị khóa trên, đã chia sẻ tài liệu, kiến thức cũng như kinh nghiệm, bên cạnh đó cũng không thể thiếu sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm, đã giúp tôi có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của mình Tôi xin hết lòng cám ơn và ghi nhận những sự giúp đỡ chân thành

Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế, cũng như thiếu những trải nghiệm thực tế nên đồ án tốt nghiệp của tôi không tránh khỏi những thiếu sót mong quý thầy cô và bạn bè góp ý

Tôi xin chân thành cám ơn

Đà Nẵng, ngày 09 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Bùi Thị Thúy

iii

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 09 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Bùi Thị Thúy

iv

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

CAM ĐOAN iii

MỤC LỤC iv

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KINH TẾ 2

1.1 Vị trí đặt nhà máy 2

1.2 Đặc điểm thiên nhiên 2

1.3 Nguồn cung cấp nguyên liệu 3

1.4 Nguồn cấp điện 3

1.5 Cung cấp nước 3

1.6 Cung cấp hơi nước 3

1.7 Cung cấp nhiên liệu 3

1.8 Thoát nước 3

1.9 Giao thông vận tải 3

1.10 Sự hợp tác hóa 4

1.11 Nguồn cung cấp nguồn nhân lực 4

1.12 Thị trường tiêu thụ 4

1.13 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 Sữa tươi 5

2.1.2 Nguyên liệu phụ 12

2.2 Tổng quan về sản phẩm 17

2.2.1 Sữa tiệt trùng có đường 17

2.2.2 Phô mai ủ chín Camembert 18

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ 20

2.3.1 Sữa tiệt trùng có đường 20

2.3.2 Phô mai 21

CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 23

v

3.1 Phương án thiết kế 23

3.1.1 Sữa tươi tiệt trùng có đường 23

3.1.2 Phô mai ủ chín Camembert 24

3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ 24

3.3 Thuyết minh quy trình công nghệ 26

3.3.1 Thuyết minh công đoạn chung 26

3.3.2 Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng 28

3.3.3 Quy trình sản xuất phô mai ủ chín 30

CHƯƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 36

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 36

4.1.1 Năng suất nhà máy 36

4.1.2 Phân tích kế hoạch sản xuất 36

4.2 Tính cân bằng vật chất 37

4.2.1 Sữa tươi tiệt trùng có đường 37

4.2.2 Phô mai ủ chín Cammembert 41

4.2.3 Tính chung cho cả 2 dây chuyền 47

4.2.4 Tính tỉ trọng 47

4.2.5 Tính số hộp, số thùng cần cho hoàn thiện sản phẩm 48

4.3 Bảng tổng kết 49

CHƯƠNG 5: CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ 52

5.1 Các thiết bị sử dụng trong phân xưởng sản xuất 52

5.2 Tính toán thiết bị 53

5.2.1 Tính toán kích thước thùng chứa cho 2 dây chuyền 53

5.2.2 Thiết bị lọc 58

5.2.3 Thiết bị định lượng 58

5.2.4 Thiết bị xử lý nhiệt 59

5.3 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đường 59

5.3.1 Phễu định lượng 59

5.3.2 Thiết bị chuẩn hoá 60

5.3.3 Thiết bị bài khí 60

5.3.4 Thiết bị đồng hoá 61

vi

5.3.5 Thiết bị tiệt trùng UHT 61

5.3.6 Thiết bị chiết rót và đóng hộp 62

5.3.7 Thiết bị đóng thùng 63

5.3.8 Băng tải 63

5.3.9 Thiết bị nghiền đường 64

5.4 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô mai ủ chín 64

5.4.1 Thiết bị chuẩn hoá 64

5.4.2 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng 65

5.4.3 Thiết bị hoạt hoá vi khuẩn 65

5.4.4 Thiết bị lên men sơ bộ 66

5.4.5 Thiết bị thanh trùng 67

5.4.6 Thiết bị hoạt hoá men giống 67

5.5.7 Thiết bị lên men 67

5.4.8 Thiết bị đông tụ - tách sơ bộ huyết thanh sữa 68

5.4.9 Thiết bị đổ khuôn 68

5.4.10 Thiết bị ướp muối 69

5.4.11 Thiết bị phun bào tử 69

5.4.12 Phòng tàng trữ lạnh 70

5.4.13 Phòng ủ chín 71

5.4.14 Thiết bị bao gói 72

5.4.15 Bơm 72

5.4.16 Gàu tải 73

5.4.17 Vít tải 73

5.4.18 Bàn đóng thùng 73

5.5 Bảng tổng kết thiết bị 74

CHƯƠNG 6: TÍNH NHIỆT - HƠI - NƯỚC 76

6.1 Tính nhiệt 76

6.1.1 Cân bằng nhiệt của thiết bị tiệt trùng UHT, làm nguội 76

6.1.2 Cân bằng nhiệt của thiết bị thanh trùng, làm nguội 78

6.1.3 Cân bằng nhiệt cho thiết bị chứa cream 79

6.1.4 Cân bằng nhiệt cho thiết bị lên men 82

vii

6.2 Tính hơi và nhiên liệu 84

6.2.1 Tính tổng lượng hơi sử dụng 84

6.2.2 Tính nhiên liệu 85

6.3 Tính nước 86

6.3.1 Cấp nước 86

6.3.2 Thoát nước 87

CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC - XÂY DỰNG NHÀ MÁY 89

7.1 Sơ đồ tổ chức hành chính 89

7.2 Chế độ làm việc 89

7.3 Tính nhân lực 90

7.3.1 Nhân lực ở các vị trí quản lý và phục vụ hỗ trợ 90

7.3.2 Nhân lực tại phân xưởng sản xuất 90

7.4 Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy 91

7.5 Các công trình trong nhà máy 92

7.5.1 Phân xưởng sản xuất chính 92

7.5.2 Kho nguyên vật liệu 93

7.5.3 Kho thành phẩm 97

7.5.4 Kho bao bì 99

7.5.5 Gara ô tô 100

7.5.6 Nhà để xe 101

7.5.7 Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa 101

7.5.8 Nhà ăn 101

7.5.9 Khu hành chính 101

7.5.10 Phòng bảo vệ 102

7.5.11 Các công trình phục vụ sinh hoạt, vệ sinh 102

7.5.12 Khu xử lí nước thải 103

7.5.13 Trạm biến áp 103

7.5.14 Nhà đặt máy phát điện dự phòng 104

7.5.15 Khu cung cấp nước và xử lý nước 104

7.5.16 Đài nước 104

7.5.17 Phân xưởng nồi hơi 105

viii

7.5.18 Kho chứa nhiên liệu 105

7.5.19 Kho chứa hóa chất 106

7.5.20 Phân xưởng cơ khí 106

7.5.21 Phân xưởng lạnh 106

7.5.22 Bãi nhập hàng 106

7.5.23 Bãi xuất hàng 106

7.5.24 Đường giao thông trong nhà máy 106

7.5.25 Khu đất mở rộng 107

7.5.26 Bảng tổng kết 107

7.6 Tính khu đất xây dựng nhà máy 108

7.6.1 Diện tích khu đất 108

7.6.2 Tính hệ số sử dụng Ksd 108

CHƯƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 110

8.1 Mục đích kiểm tra sản xuất và sản phẩm 110

8.2 Kiểm tra nguyên liệu đầu vào 110

8.3 Kiểm tra các công đoạn trong quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm 111

CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP 115

9.1 An toàn lao động 115

9.1.1 Nguyên nhân gây ra tai nạn lao động 115

9.1.2 Các biện pháp hạn chế tai nạn lao động 115

9.1.3 Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động 115

9.2Vệ sinh công nghiệp 117

9.2.1 Vệ sinh cá nhân công nhân 117

9.2.2 Vệ sinh máy móc, thiết bị 117

9.2.3 Vệ sinh xí nghiệp 118

9.2.4 Xử lý nước thải 118

TÀI LIỆU THAM KHẢO 120

ix

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng nhiệt độ trung bình hàng tháng 2

Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa ….……… …5

Bảng 2.2 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) 6

Bảng 2.3 Các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan của sữa tươi 9

Bảng 2.4 Chỉ tiêu vi sinh về giới hạn nhiễm khuẩn trong sữa tươi 9

Bảng 2.5 Chỉ tiêu chất lượng đường theo TCVN 6958:2001 12

Bảng 2.6 Chỉ tiêu hóa lỹ của sữa bột gầy (TCVN 5538:2002) 13

Bảng 2.7 Chỉ tiêu nước theo TCVN 5502:2003 14

Bảng 2 8 Tiêu chuẩn chất ổn định, phụ gia (TCVN 6471-98) 16

Bảng 2.9 Chỉ tiêu cảm quan và hóa lý 17

Bảng 2.10 Chỉ tiêu vi sinh 18

Bảng 2.11 Phân loại phô mai theo quá trình ủ chín 18

Bảng 2.12 Chỉ tiêu về chất lượng của phô mai 19

Bảng 3.1 Một số điểm khác nhau của quá trình tiệt trùng trong và ngoài bao bì 23

Bảng 4.1 Biểu đồ nhập liệu của nhà máy ……….36

Bảng 4.2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy 37

Bảng 4.3 Tỉ lệ hao hụt dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường 38

Bảng 4.4 Hao hụt của nguyên liệu qua các công đoạn 41

Bảng 4.5 Bảng tổng kết nguyên liệu vào và ra mỗi công đoạn 50

Bảng 4.6 Bảng tổng kết nguyên liệu phụ 51

Bảng 4.7 Tổng kết bao bì cho 2 chứa sản phẩm 51

Bảng 5.1 Bảng dự kiến các thiết bị sử dụng trong phân xưởng sản xuất………… 52

Bảng 5 2 Các thùng chứa 57

Bảng 5.3 Thông số kỹ thuật của thiết bị lọc 58

x

Bảng 5.4 Thông số kỹ thuật ưu lượng kế MAG – LOW 650 59

Bảng 5.5 Thông số kỹ thuật của thiết bị xử lý nhiệt 59

Bảng 5.6 Thông số kỹ thuật của phễu định lượng 60

Bảng 5 7 Thông số kỹ thuật của thiết bị chuẩn hóa 60

Bảng 5.8 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí 61

Bảng 5.9 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa 61

Bảng 5 10 Thông số kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng 62

Bảng 5.11 Thông số kỹ thuật của thiết bị chiết rót, đóng nắp 62

Bảng 5.12 Thông số kỹ thuật của thiết bị đóng thùng 63

Bảng 5.13 Thông số kỹ thuật của băng tải 64

Bảng 5.14 Thông số kỹ thuật của thiết bị nghiền 64

Bảng 5 15 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa 65

Bảng 5.16 Thông số kỹ thuật của thiết bị trao đổi nhiệt 65

Bảng 5.17 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men sơ bộ 66

Bảng 5 18 Thông số kỹ thuật thiết bị thanh trùng 67

Bảng 5.19 Thông số kỹ thuật của thiết bị đông tụ 68

Bảng 5.20 Thông số kỹ thuật của thiết bị đổ khuôn 69

Bảng 5.21 Thông số kỹ thuật của thiết bị ướp muối 69

Bảng 5.22 Thông số kỹ thuật của thiết bị phun bào tử 70

Bảng 5.23 Thông số kỹ thuật của thiết bị bao gói phô mai 72

Bảng 5.24 Thông số kỹ thuật của bơm 72

Bảng 5 25 TSKT của bơm áp lực 72

Bảng 5.26 Bảng tổng kết thiết bị dùng trong phân xưởng sản xuất 74

Bảng 6.1 Lượng hơi cần sử dụng cho các thiết bị……… 84

Bảng 7.1 Các ngày nghỉ trong năm……… 89

Bảng 7.2 Nhân lực ở các vị trí quản lý và phục vụ hỗ trợ 90

Bảng 7.3 Bảng tổng kết phân phối nhân lực tại vị trí trong nhà xưởng 90

xi

Bảng 7.4 Thông số kĩ thuật silo tank trữ sữa 94

Bảng 7.5 Thông số kỹ thuật của thiết bị làm lạnh 94

Bảng 7.6 Nguyên liệu phụ cần dùng 95

Bảng 7.7 Thông số kĩ thuật của nồi hơi 105

Bảng 7.8 Bảng tổng kết các công trình xây dựng trong nhà máy 107

Bảng 8.1 Bảng tổng kết kiểm tra trong các giai đoạn của quy trình sản xuất …… 112

Bảng 8.2 Bảng tổng kết chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm 114

DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Sữa tươi 5

Hình 2.2 Cấu trúc micelle của casein 7

Hình 2.3 Lactococcus cremoris 15

Hình 2.4 Vi khuẩn Leuconostoc 15

Hình 2 5 Penicilium camemberti 15

Hình 2.6 Sữa tiệt trùng 17

Hình 2.7 Phô mai Camembert 19

Hình 2 8 Biểu đồ tình hình sản xuất phô mai trên thế giới 21

Hình 3 1 Sơ đồ quy trình công nghệ phô mai camembert và sữa tiệt trùng có đường từ sữa tươi ……… 26

Hình 5 1 Thùng cân bằng……… 53

Hình 5 2 Silo chứa đường 55

Hình 5.3 Thiết bị lọc thủy 58

Hình 5.4 Lưu lượng kế MAG – LOW 59

Hình 5.5 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng 59

Hình 5.6 Phếu định lương 60

Hình 5 7 Thiết bị chuẩn hóa 60

Hình 5.8 Thiết bị bài khí chân không 61

xii

Hình 5.9 Thiết bị đồng hóa 61

Hình 5.10 Thiết bị tiệt trùng UHT 62

Hình 5.11 Máy chiết rót, đóng nắp 62

Hình 5.12 Thiết bị đóng thùng 63

Hình 5.13 Băng tải 64

Hình 5.14 Thiết bị nghiền đường 64

Hình 5 15 Thiết bị chuẩn hóa 65

Hình 5.16 Thiết bị trao đổi nhiệt 65

Hình 5.17 Thiết bị hoạt hóa 66

Hình 5 18 Thiết bị lên men sơ bộ 66

Hình 5 19 Thiết bị thanh trùng, làm nguội 67

Hình 5.20 Thiết bị đông tụ 68

Hình 5.21 Thiết bị đổ khuôn 69

Hình 5.22 Thiết bị ướp muối 69

Hình 5.23 Thiết bị phun bào tử 70

Hình 5.24 Giá để phô mai 70

Hình 5.25 Thiết bị bao gói phô mai 72

Hình 5 26 Bơm ly tâm 72

Hình 5 27 Bơn áp lực 72

Hình 5.28 Vít tải 73

Hình 5.29 Gàu tải 73

Hình 6.1 Nồi hơi LH 02 ……… 85

FO: Dầu Fuel Oils (còn gọi là dầu Mazut)

DO: Dầu Diesel Oil (còn gọi là dầu Gazole)

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 1

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại phát triển như hiện nay, nền kinh tế nước ta với xu thế hội nhập quốc tế Đời sống của người dân được cải thiện, hiểu biết hơn vẫn đề dinh dưỡng và sức khỏe, do đó nhu cầu không còn là ăn no, ngon mà còn đủ chất Sữa và các sản phẩm từ sữa là một trong những loại thực phẩm được quan tâm hàng đầu với mọi lứa tuổi, bởi giá trị dinh dưỡng cao chứa đầy đủ các nhóm chất cần thiết cho cơ thể như protein, lipit, đường, vitamin và các khoáng chất Tuy nhiên sữa tươi rất dễ hư hỏng và thời gian bảo quản rất ngắn, vì vậy việc áp dụng phương pháp bảo quản và chế biến thành những sản phẩm từ sữa để nâng cao chất lượng và tăng thời gian bảo quản đóng vai trò vô cùng quan trọng

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều phương pháp bảo quản tiên tiến lại thúc đẩy ngành sữa ở Việt Nam phát triển mạnh mẽ, sản phẩm chế biến từ sữa rất phong phú và đa dạng như: sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa đặc, sữa chua, kem…và một sản phẩm từ sữa đang dần được biết đến, ưu chuộng được xem là mặt hàng tiềm năng là phô mai lại hầu như là sản phẩm nhập khẩu, các nhà máy chế biến sữa sản xuất dường như rất ít ỏi…

Ngoài ra, số lượng kỹ sư thực phẩm ra trường càng nhiều, các nhà máy chế biến sữa còn hạn chế Cùng với đó là các trang trại bò sữa trong những năm gần đây được xây dựng và phát triển mạnh mẽ đạt chất lượng quốc tế, đây là điều kiện đáp ứng nhu cầu về nguồn nguyên liệu sữa sạch cho nhà máy chế biến sữa, đồng thời tăng thu nhập tương đối cao cho người nông dân

Vì vậy việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là cần thiết để vừa phục vụ nhu cầu tiêu dùng, vừa giải quyết công ăn việc làm, vừa tạo ra những sản phẩm có giá trị mang thương hiệu Việt vươn ra Quốc tế Từ nhu cầu thực tế đó, tôi đã lựa chọn đề tài tốt

nghiệp là: Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền:

- Sữa tiệt trùng có đường

- Phô mai ủ chín

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 2

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ - KINH TẾ

1.1 Vị trí đặt nhà máy

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

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

- Giao thông vận tải thuận lợi

- Cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng

- Cấp thoát nước thuận lợi

- Nguồn nhân lực dồi dào

Dựa vào điều kiện địa lý thuận lợi về khả năng cung cấp nguyên liệu, thuận tiện

về giao thông, thị trường tiêu thụ sản phẩm, nguồn nhân lực, lựa chọn địa điểm nhà máy đặt tại khu công nghiệp Biên Hòa 2, phường An Bình, thành phố Biên Hòa, Đồng Nai Nằm trong khu vực tứ giác kinh tế trọng điểm phía Nam (Tp.Hồ Chí Minh, Bình Dương, Bà Rịa-Vũng Tàu, Đồng Nai) [1]

1.2 Đặc điểm thiên nhiên

Điều kiện tự nhiên:

- Khí hậu: Khí hậu Đồng Nai là khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo

- Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm là 32℃

- Tháng nóng nhất trong năm là tháng Ba, thông thường tháng Giêng là các tháng lạnh nhất trong Biên Hòa, với nhiệt độ trung bình 31℃

từ 86 – 87%

Gió và hướng gió: hướng gió thịnh hành trong năm ở Biên Hòa là hướng Tây - Nam, tần suất (12,6 – 13%) Tốc độ gió trung bình ngày thông thường 1,5 – 3m/s(5 –

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 3

10km/h) Hàng ngày gió thể hiện khá rõ tính chất của gió đất – biển, mạnh hơn vào khoảng từ 10 – 19 giờ và ban đêm phần lớn lặng gió [2]

1.3 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Để nhà máy sản xuất ổn định, thì nguyên liệu phải ổn định, với nguyên liệu chính là sữa tươi cung cấp bởi các trang trại bò sữa ở Đồng Nai, thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh lận cận phía Nam Được chở bằng các xe chở sữa chuyên dụng

1.4 Nguồn cấp điện

Điện được lấy từ nguồn dây cao thế 35 kv của khu công nghiệp, qua trạm biến

áp của nhà máy chuyển về 220/380 V Để đảm bảo ổn định cần có máy phát dự phòng

1.5 Cung cấp nước

Nước trong nhà máy thực phẩm rất quan trọng Nước được cấp bởi thủy cục.Tùy vào mục đích sử dụng mà có biện pháp xử lí riêng Các chỉ số về VSV phải được tuân theo yêu cầu sản xuất

Ngoài ra, để đảm bảo cho quá trình sản xuất không bị dán đoạn khi nguồn nước thủy cục gặp sự cố, nhà máy có hệ thống giếng khoang và xử lý nước riêng

1.6 Cung cấp hơi nước

Hơi nước được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau, thông thường áp suất hơi là 3at, một số trường hợp lên đến 6at Lò sử dụng dầu FO làm nhiên liệu đốt

1.7 Cung cấp nhiên liệu

Dùng dầu FO được cung cấp từ công ty xăng dầu petrolimex Dùng dầu FO giảm bụi, ô nhiễm môi trường hơn dùng than

1.8 Thoát nước

Việc thoát nước là rất cần thiết, nước thải nhà máy chứa nhiều chất hữu cơ, cần

xử lí trước khi thải ra môi trường bên ngoài Dùng phương pháp vi sinh để xử lý, xung quanh nhà máy có hệ thống cống rãnh

1.9 Giao thông vận tải

Trong khu công nghiệp có mạng lưới giao thông thuận tiện cho việc đi lại, vận chuyển nguyên liệu và sản phẩm Từ khu công nghiệp để phân phối sản phẩm cũng như nguyên liệu dễ dàng do vị trí nhà máy đặt trong khu công nghiệp Biên Hòa II nằm bên cạnh quốc lộ 1A đây là tuyến đường quan trọng đi qua 4 thành phố lớn: Hà Nội,

Đà Nẵng, TP HCM, Cần Thơ, nối dài từ Lạng Sơn đến Cà Mau Thuận lợi cho việc

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 4

tiếp nhận nguồn nguyên liệu sữa từ khu vực phía Nam, đồng thời phân phối hàng hóa đến các tỉnh thành trong cả nước

sự hợp tác lâu bền với các trang trại bò sữa trong khu vực để đảm bảo nguồn nguyên liệu và dễ dàng trong việc kiểm soát chất lượng

1.11 Nguồn cung cấp nguồn nhân lực

Đây là khu vực có nhiều khu công nghiệp, môi trường làm việc năng động, thu hút nhiều nguồn nhân lực ở mọi trình độ khác nhau Bên cạnh đó, nhà máy sẽ tuyển dụng đội ngũ cán bộ, kỹ sư,… trên mọi miền đất nước để quản lý, giám sát hoạt động

và vận hành của nhà máy

1.12 Thị trường tiêu thụ

Sữa là sản phẩm thực phẩm được ưa chuộng cho mọi lứa tuổi, cùng với khu vực phía Nam được xem là thị trường tiêu thụ tiềm năng, tập trung đông đúc dân cư có mức sống khá ổn định Ngoài ra, còn hình thành mạng lưới phân phối sản phẩm trên toàn quốc, xây dựng thương hiệu để vươn xa tầm quốc tế

1.13 Kết luận

Với những điều kiện thuận lợi về vị trí, đặc điểm tự nhiên, vùng nguyên liệu, hợp tác hóa, nguồn cung cấp nhiên liệu – nước, thoát nước, giao thông vận tải, nguồn nhân công, thị trường tiêu thị như trên thì việc xây dựng nhà máy chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa ở Tp Biên Hòa, Đồng Nai là phù hợp và có tính thuyết phục cao Nhà máy được xây dựng không chỉ giải quyết vấn đề công ăn việc làm, phục vụ nhu cầu người dân, còn thúc đẩy phát triển chăn nuôi nông nghiệp mô hình cao Từ đó góp phần phát triển nền kinh tế của Đồng Nai nói riêng và của cả nước nói chung

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1 Tổng quan về nguyên liệu

2.1.1 Sữa tươi

2.1.1.1 Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi

Sữa bò tươi là nguyên liệu chính để sản xuất hai sản phẩm: sữa tươi tiệt trùng

có đường và phô mai ủ chín Camembert

Sữa bò tươi thường có màu trắng đến màu vàng nhạt, có hương vị rất đặc trưng

và ngọt nhẹ

2.1.1.2 Tính chất hóa lý

Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt Sữa có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ Sữa có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có hương vị nhẹ và có mùi ít rõ nét

Một số chỉ tiêu vật lý được thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa [3]

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 6

2.1.1.3 Thành phần và tính chất hóa học của sữa tươi

Trong sữa vẫn 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 Bảng 2.2 biểu diễn các thành phần chính có trong sữa bò

Bảng 2.2 Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) [3]

Thành phần Khoảng biến thiên Giá trị trung bình

❖ Đường lactose

Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn tại chủ yếu 2 dạng  (ngậm một nước) và β luôn ở trạng thái cân bằng theo tỉ lệ nhất định trong điều kiện nhiệt độ nhất định Sữa động vật là nguồn cung cấp lactose

tự nhiên duy nhất Lactose khi bị thủy phân tạo ra các phân tử glucose và một phân tử galactose [3]

C12 H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

❖ 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

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 7

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 hàm lượng Ca2+ có trong sữa [3]

❖ Chất béo

Chất béo của sữa được coi là thành phần quan trọng Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hòa tan trong chất béo Đối với các sản phẩm sữa lên men thì chất béo ảnh hưởng đến trạng thái và mùi vị của sản phẩm Chất béo của sữa có hai loại:

Chất béo đơn giản (glycerit và sterit): có hàm lượng 35 - 45g/l gồm acid béo 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 gọi chung

là phosphoaminolipit, đại diện là lexitin và xephalin

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

Hình 2.2 Cấu trúc micelle của casein

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 8

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 enzym 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 là

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 khuẩn, tham gia vào việc ổn định sữa tươi trong quá trình bảo quản trước khi chế biến

2.1.1.4 Một số chỉ tiêu hóa lý, cảm quan và vi sinh của sữa

Sữa tươi có một chỉ tiêu về hóa lý và cảm quan ở bảng 2.3

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 9

Bảng 2.3 Các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan của sữa tươi [3]

- n: Số đơn vị mẫu lấy từ lô hàng kiểm tra

- c: Số đơn vị mẫu tối đa có kết quả nằm giũa m và M

- m: mức giới hạn mà các kết quả không vượt qua mức này là đạt

- M: mức giới hạn tối đa mà không mẫu nào được phép vượt qua

- Chỉ tiêu loại A: bắt buộc phải thử nghiệm để đánh giá hợp quy

Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa cho phép Phân loại chỉ tiêu

được tại 30oC tối đa 5 2 500 2000 A

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 10

2.1.1.5 Hệ vi sinh vật trong sữa

Hệ 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 1ml sữa các vi khuẩn thường gặp là:

2.1.1.6 Vận chuyển và bảo quản sữa

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 Các quá trình biến đổi của sữa tươi trong bảo quản và chế biến

❖ Biến đổi trong bảo quản

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

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

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 11

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

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

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

Trong công nghệ sữa sự phá hủy màng rất dễ xảy ra dưới tác dụng cơ học như: bơm, khuấy, đánh sữa… Để tránh xảy ra quá trình này sữa nên được thanh trùng ở nhiệt độ cao để phân hủy enzyme lipase [3]

❖ Biến đổi trong chế biến

• Biến đổi trong quá trình tiệt trùng

- Biến đổi hoá học

Một số vitamin bị phân huỷ, đặc biệt là vitamin B1 (từ 20 – 50%), B2 và C (có thể lên đến 100%)

Các hợp chất khử như đường lactose tác dụng với những chất chứa nhóm NH2theo phản ứng Maillard ở nhiệt độ cao hình thành nên các hợp chất khử và chất màu

Một số protein trong sữa có thể bị biến tính một phần, tuy nhiên biến đổi này không ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng của sữa tiệt trùng [3]

- Biến đổi cảm quan: Sau quá trình tiệt trùng, màu sắc sữa trở nên sậm hơn, sản

phẩm thoảng mùi caramel và mùi nấu [3]

- Biến đổi sinh hóa trong quá trình lên men sữa

Dưới tác dụng của hệ vi sinh vật, lactose bị biến đổi thành nhiều thành phần khác nhau, quan trọng nhất là tạo thành acid lactic trong quá trình lên men sữa

C12H22O11.H2O → 4CH3CHOH-COOH Acid lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành acid propionic hay acid butyric

3CH3-CHOH-COOH → 2CH3-CH2-COOH + CH3-COOH + CO2 + H2O (Acid lactic) (Acid propionic)

2CH3-CHOH-COOH → CH3-(CH2)2-COOH + 2CO2 + 2H2

Trong đó quá trình lên men butyric, propionic là quá trình biến đổi không có lợi cho sữa, ngoài 2 loại trên, một lượng nhỏ các acid acetic, acid caprolic, ethanol, và các chất khí được tạo thành là nguyên nhân gây nên mùi vị khó chịu làm giảm chất lượng của sữa [9]

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 12

❖ Biến đổi trong quá trình lên men phô mai

• Biến đổi sinh hóa

Trong sản xuất phô mai, quá trình sinh học xảy ra trong hai giai đoạn:

- Giai đoạn 2: là quá trình chín sinh học

+ Biến đổi sinh học

Các vi sinh vật có trong khối động tụ bao gồm nhóm vi khuẩn, nấm men, nấm sợi tiếp tục thực hiện quá trình trao đổi chất Tuy nhiên, tốc độ các biến đổi sinh học này diễn ra khá chậm do nhiệt độ ủ thấp (12 – 13oC) [3]

+ Biến đổi hoá sinh và hoá học

Lactose sẽ được vi khuẩn lactic tiếp tục chuyển hoá thành acid lactic và nhiều sản phẩm phụ khác

Protein bị thuỷ phân do enzyme protease Trong sản xuất, yêu cầu mức độ thuỷ phân protein trong quá trình ủ chín là sơ bộ để làm tăng khả năng tiêu hoá của phô mai cho người sử dụng nhưng vẫn giữ được hình dạng và cấu trúc của sản phẩm [3]

Sự phân huỷ một số acid amin tự do trong khối đông và tạo thành các sản phẩm như NH3, CO2, H2S,…tạo mùi khó chịu cho sản phẩm

2.1.2 Nguyên liệu phụ

2.1.2.1 Đường

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

Một số chỉ tiêu chất lượng của đường tinh luyện như sau

Bảng 2.5 Chỉ tiêu chất lượng đường theo TCVN 6958:2001 [5]

Cảm quan Tinh thể đồng đều, không vón cục, màu

trắng, vị ngọt đặc trưng, không có mùi, vị lạ

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 13

2.1.2.2 Sữa bột gầy (SMP – Skimmilk powder)

Sữa bột gầy có thể mua từ các nhà máy sữa trong nước hoặc nhập từ nước ngoài Trước khi đưa vào sản xuất phải được bộ phận kiểm tra chất lượng QC (Quality control) của nhà máy kiểm tra và đánh giá đúng tiêu chuẩn yêu cầu của nhà máy

Một số tiêu chuẩn cơ bản của nguyên liệu sữa bột gầy :

Bảng 2.6 Chỉ tiêu hóa lý của sữa bột gầy (TCVN 5538:2002) [6]

Trực khuẩn gây bệnh đường ruột không có trong 0,1g

Men và nấm mốc tính trên 1g sản phẩm 10 – 50 khuẩn lạc

❖ Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc: màu trắng sữa đến màu kem nhạt, không xỉn màu, không có màu lạ Mùi: mùi đặc trưng của sữa bột không béo, không có mùi lạ

Vị: vị lạt đặc trưng của sữa không béo, không bị đắng hay có vị lạ

Trạng thái: bột đồng nhất, không có tạp chất lạ lẫn vào

2.1.2.3 Chất béo

Để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong công nghiệp ta có thể sử dụng cream, chất béo này phải đạt các yêu cầu nghiêm ngặt về vi sinh, thường sử dụng với hàm lượng chất béo là 40% [3]

2.1.2.4 Nước

Nước sản xuất dùng để nấu siro đường phải đạt chỉ tiêu chất lượng của nước Chỉ tiêu chất lượng nước theo TCVN 5502:2003 được thể hiện dưới bảng 2.7

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 14

Bảng 2.7 Chỉ tiêu nước theo TCVN 5502:2003 [7]

Hoạt tính riêng từ 223 đơn vị IMCU/mg – 290 đơn vị IMCU/mg

2.1.2.6 Vi khuẩn lactic và nấm sợi geotrichum candidum

❖ Vi khuẩn lactic

Đặc điểm: vi khuẩn lactic là vi khuẩn gram (+), không tạo bào tử, có hình cầu hoặc hình gậy, đứng riêng lẻ hoặc tạo chuỗi Để tồn tại trong môi trường sữa, nó tổng hợp năng lượng từ cơ chất lactose và sản sinh ra acid lactic

Việc sản sinh acid lactic trong quá trình lên men góp phần làm giảm pH sữa

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 15

(lên men sơ bộ), gây đông tụ casein trong sữa và tạo độ chua trong khối đông (lên men chính) Ngoài ra, vi khuẩn lactic còn tạo ra các sản phẩm phụ trong quá trình lên men như CO2, acetaldehyde, diacetyl… Một số chủng vi khuẩn lactic tham gia vào quá trình chuyển hoá acid citric, phân giải protein tạo nên giá trị cảm quan và chỉ tiêu hoá

lý đặc trưng cho phô mai thành phẩm [3]

Vi khuẩn lactic ưa ấm leuconostoc lactic với các đặc điểm sau:

- Có nhiệt độ tối thích Topt= 25- 35oC

- Tế bào có dạng hình cầu, đôi khi kéo dài, khi ở dạng kết cặp hoặc kết chuỗi, kích thước (0,5-0,7) x (0,7-1,2) µm Khi kết thành chuỗi dài, tế bào có dạng que ngắn

và những tế bào ở cuối có dạng hơi tròn [8]

❖ Vi khuẩn lactic lactococcus cremoris

Tế bào hình cầu hoặc hình trứng kích thước (0,5-1,2) đến (0,5-1,5)µm, thường xuất hiện dạng cặp hoặc chuỗi ngắn trong môi trường lỏng, không tạo nội bào tử

Lactococcus hóa dưỡng hữu cơ, lên men nhiều loại Carbonhydrat khác nhau với sản

phẩm tao được chủ yếu là L(+)-acid lactic nhưng không sinh gas Là vi khuẩn lên men đồng hình Môi trường dinh dưỡng phức tạp, catalase phát triển được ở 10-45oC [9]

❖ Nấm sợi geotrichum candidum (penicillium camemberti)

Là một loại nấm sợi, vách ngăn có nhiều lỗ Trong điều kiện khô hạn việc hình thành vách ngăn có thể giúp sợi nấm đề kháng tốt hơn đối với môi trường

Hình 2.4 Vi khuẩn Leuconostoc

Hình 2.5 Penicilium camemberti [8]

Hình 2.3 Lactococcus cremoris [8]

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 16

Loại nấm này có khả năng phát triển trong điều kiện rất thấp, oxi hóa Acid lactic thành CO2 và nước Loại nấm sợi này chứa một lượng đáng kể các vitamin

Là một gluco-pro có hoạt tính protease thấp và hoạt tính lipase cao, sản xuất lipase có khối lượng 38 kDa Nhiệt độ tối ưu phát triển topt = 20-30oC

Chúng sản sinh proteolytic và lipolytic giúp cho quá trình chín tới và tạo hương

vị đặc trưng

2.1.2.7 Chất ổn định

Chất ổn định được sử dụng trong quá trình sản xuất nhằm tạo ra sự ổn định về mặt cấu trúc cho sản phẩm, tránh hiện tượng tách nước, tạo độ sánh, tạo độ đồng đều, chống lại các tác động xấu của nhiệt độ… Các chất này cần đảm bảo các yêu cầu như không mang tính chất dinh dưỡng, không độc hại với sức khỏe con người, phải tuân theo những quy định của tổ chức lương thực thực phẩm (FAO), tiêu chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn chất ổn định, phụ gia thể hiện ở bảng 2.7 dưới đây

Bảng 2.8 Tiêu chuẩn chất ổn định, phụ gia (TCVN 6471-98)[11]

Lớn nhất 5000 CFU/g Lớn nhất 500 CFU/g Lớn nhất 500 CFU/g 0/0.01g

0/0.01g 0/0.1g 0/25g Lớn nhất 3 mg/kg Lớn nhất 5 mg/kg Lớn nhất 1 mg/kg Lớn nhất 1 mg/kg Còn ít nhất 2/3 hạn sử dụng Một số chất ổn định thường dùng trong sữa tươi tiệt trùng như E407, E471, MILKVIS CM-5293 (E407) là sản phẩm của Carrageenan được chiết xuất từ rong sụn biển, giúp hệ nhũ tương phân tán đều, tránh hiện tượng phân lớp và đông tụ casein, được khuyến nghị với liều lượng là 0,015 – 0,03% [10]

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 17

E471 (Glyceryl strearate), E418 ngăn chặn quá trình tách chất béo trong sữa

2.1.2.7 Một số nguyên liệu và phụ gia khác

CaCl2 : ion Ca2+ có vai trò quan trọng trong quá trình đông tụ casein Người ta bổ sung Ca2+ vào sữa dưới dạng muối CaCl2 để hiệu chỉnh thời gian đông tụ và cấu trúc,

độ cứng của khối đông

Sản phẩm sữa tiệt trùng mang đến nhiều lợi ích như cung cấp các dưỡng chất thiết yếu, bổ sung Vitamin A&D giúp hỗ trợ hệ xương và tăng cường thị lực

Sữa được xử lý bằng công nghệ tiệt trùng UHT hiện đại, hoàn toàn không sử dụng chất bảo quản

2.2.1.1 Yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng

Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi tiệt trùng theo TCVN 7028 : 2009

Bảng 2.9 Chỉ tiêu cảm quan và hóa lý [12]

Chỉ tiêu cảm quan

không có mùi lạ, vị lạ

Hình 2.6 Sữa tiệt trùng

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 18

Chỉ tiêu hóa lý

1 Hàm lượng chất khô (% khối lượng) >=11,5

2 Hàm lượng chất béo (% khối lượng) >=3,2

2 Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

3 E.Coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

4 Salmonella, số vi khuẩn trong 25 ml sản phẩm 0

5 Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

6 Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

2.2.2 Phô mai ủ chín Camembert

2.2.2.1 Giới thiệu

Phô mai là sản phẩm giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa Hiện nay có hàng trăm loại phô mai khác nhau về cấu trúc, mùi vị, màu sắc, các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh Để sản xuất phô mai ủ chín thường đi qua các công đoạn quan trọng như: Xử lý nhiệt, chuẩn hoá, lên men, đông tụ, ướp muối, ủ chín, bao gói [3]

Có nhiều phương pháp phân loại phô mai Trong đó có phân loại phô mai theo phương pháp ủ chín

Bảng 2.11 Phân loại phô mai theo quá trình ủ chín [3]

Loại sản phẩm Đặc điểm

- Phô mai tươi

- Phô mai có qua

giai đoạn ủ chín

Không qua giai đoạn ủ chín

Hệ vi sinh vật tham gia và quá trình ủ chín

- Vi khuẩn

- Vi khuẩn và nấm mốc Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra chủ yếu

- Trên bề mặt và bề sâu khối phô mai

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 19

Phô mai Camembert là phô mai ủ chín thuộc loại mềm Đây là một trong những loại phô mai nổi tiếng trên thế giới Camembert được mệnh danh là vua phô mai của Pháp Người Pháp không chỉ ưa chuộng món này mà ngay cả người nước ngoài khi đã thưởng thức rồi thì không sao quên được Quê hương của loại phô mai nổi tiếng này

là một làng nhỏ mang tên Maubert, từ thế kỷ thứ 16 làng tên là Campo Mauberti sau đổi tên là Camembert, thuộc tỉnh Normandie Tây Bắc Pháp

Đặc điểm nổi bật của loại phô mai này là bào tử nấm mốc sẽ được phun lên bề mặt khối đông (sau khi sữa đông tụ) và phát triển thành khuẩn lạc trên bề mặt sản phẩm Phô mai được sử dụng để chế biến nhiều loại món ăn ở phương Tây Đây là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng: đạm, béo, vitamin, cũng như mùi vị đặc trưng nên rất được ưa chuộng

2.2.2.2 Yêu cầu chỉ tiêu chất lượng

Các chỉ tiêu về chất lượng phô mai Cammembert thểi hện ở bảng 2

Bảng 2.12 Chỉ tiêu về chất lượng của phô mai

Chỉ tiêu Trạng thái, giới hạn cho phép

Cảm quan Màu Có lớp mốc trắng phủ trên bề mặt

Mùi Mùi đặc trưng của sản phẩm

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 20

Cadimi <= 1,0 mg/kg Thủy ngân <= 0,05 mg/kg

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ

2.3.1 Sữa tiệt trùng có đường

2.3.1.1 Tại Việt Nam

Theo Hiệp hội sữa Việt Nam, trong mấy năm qua, ngành sữa Việt Nam luôn đạt tốc độ tăng trưởng tốt về ca sản lượng sữa, sản phẩm sữa và tổng doanh thu chung

Năm 2018, tổng doanh thu đạt ước 109.000 tỷ đồng, mức tăng trưởng đạt 9% so với năm 2017 Giai đoạn 2010 – 2018, tốc độ tăng trưởng bình quân của tổng doanh thu ngành sữa đạt 12,7% năm, có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất đối với sản phẩm thực phẩm có nguồn chăn nuôi Trong đó, riêng Vinamilk là doanh nghiệp lớn nhất ngành sữa đạt 52,630 tỷ đồng (số liệu chưa đầy đủ), chiếm 48,2%

Nhận thức được tầm quan trọng của vùng nguyên liệu sữa tươi, nhiều doanh nghiệp đã chủ động xây dựng vùng nguyên liệu tại chỗ có liên kết sản xuất với hộ gia đình để đảm bảo an ninh cho sản xuất sữa, tạo việc làm, giảm phụ thuộc nhập khẩu sữa, sản phẩm sữa Theo số liệu thống kê của Tổng cục thống kê ngày 01.01.2018, cả nước có tổng đàn bò sữa năm 2010 là 128,6 ngàn con và năm 2018 tăng lên 294,4 ngàn con năm 2018, với tốc độ tăng đàn bình quân là 10,9% Sản lượng sữa tăng nhưng chỉ đáp ứng khoảng 40% nhu cầu tiêu dùng trong nước, còn lại được nhập khẩu

từ các thị trường châu Âu lớn như New Zealand,

Dự báo trong những năm tới ngành sữa Việt Nam sẽ tiếp tục tăng trưởng khoảng 9 – 10% và đạt mức 27 – 28 lít sữa/người/năm, thị trường sữa, kem, phô mai

dự kiến sẽ tăng gấp đôi quy mô, đạt 8.2 tỷ USD vào năm 2020, theo báo cáo của năm

2016 của EU – Vietnam Business Network (EVBN) [13]

2.3.1.2 Trên thế giới

Năm 2018, sản lượng sữa toàn cầu 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),

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 21

Hình 2.8 Biểu đồ tình hình sản xuất phô mai trên thế giới

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) [13]

2.3.2.2 Tại Việt Nam

Phô mai tuy chưa được sử dụng phổ biến tại Việt Nam, nhưng sản phẩm phô mai đã được nhập khẩu vào Việt Nam từ vài chục năm trước đây Đến nay, một số công ty chế biến sữa trong nước đã bắt đầu sản xuất một số loại phô mai đơn giản [13]

Theo đại diện Hiệp hội Xuất khẩu các sản phẩm bơ sữa Hoa Kỳ (USDEC) tại Việt Nam, tiêu thụ phô mai tăng trưởng ở mức hai con số trong vài năm gần đây, vì vậy các doanh nghiệp Hoa Kỳ đang tìm cách đẩy mạnh xuất khẩu các mặt hàng chế biến từ sữa, đặc biệt là phô mai sang Việt Nam

Trong quý III/2012, sản lượng hàng bán ra của Công ty Bel Việt Nam tăng khoảng 70% so với quý trước đó và năm 2013 tăng 35% so với năm 2012 Hiện tại

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 22

(2015), công xuất nhà máy sản xuất phô mai của Bel đã đạt 15.000 tấn/năm, lượng tiêu thụ đã tăng gấp ba lần so với năm 2014 Dự đoán, đến năm 2020, sản lượng tiêu thụ phô mai đạt 9,016 tấn/năm

Ông Chafiq Hammadi, Giám đốc Điều hành Bel Việt Nam khẳng định: "Thị trường phô mai ở Việt Nam còn rất nhiều tiềm năng nên chúng tôi quyết định đầu tư nhà máy với diện tích sàn rộng gấp 5 lần, tổng công xuất sẽ nâng cao gấp 9 lần" [14]

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 23

CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1 Phương án thiết kế

3.1.1 Sữa tươi tiệt trùng có đường

Hiện nay có nhiều phương pháp tiệt trùng sữa với những ưu nhược điểm khác nhau Trong đó có 2 phương pháp tiệt trùng chính được so sánh dưới bảng 3.1

- Tiệt trùng trong bao bì: 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 (UHT): sữa được xử lý nhiệt ở nhiệt độ từ 138 - 150°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

Bảng 3.1 Một số điểm khác nhau của quá trình tiệt trùng trong và ngoài bao bì

Vấn đề khi tiệt trùng Trong bao bì Ngoài bao bì

Chi phí năng lượng cho quá trình Cao Thấp

Tổn thất các chất dinh dưỡng Nhiều Ít

Giá trị cảm quan sau quá trình xử lý Có thể bị thay đổi Ít bị thay đổi

Vệ sinh thiết bị sau mỗi ca sản xuất Đơn giản Phức tạp hơn

Tính ổn định chất lượng sản phẩm g Không cao Cao

Từ bảng trên có thể thấy ưu điểm về chất lượng của sữa tiệt trùng UHT vượt trội hơn hẳn, 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

Lựa chọn dây chuyển sản xuất sữa tươi tiệt trùng có 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: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 24

3.1.2 Phô mai ủ chín Camembert

Các loại phô mai ủ chín có quy trình công nghệ tương tự nhau nhưng khác nhau

ở chủng giống vi sinh vật và phương pháp lên men bề sâu hay bề mặt

Với nhóm sản phẩm Bleu des causses, Blue d’Auvergne, Fourme đ’Ambert bào tử nấm mốc được cấy và phát triển thành những khuẩn ty bên trong khối đông Khi cắt phô mai, ta sẽ quan sát được sự phát triển bề sâu của nấm mốc trong toàn bộ khối sản phẩm Ngược lại, với nhóm sản phẩm Cammembert, Brie, Munster bào tử nấm mốc sẽ được phun lên bề mặt khối đông và phát triển thành khuẩn lạc trên bề mặt sản phẩm Ta có thể thấy được những khuẩn lạc nấm mốc này bằng mắt thường

Từ những phương pháp trên tạo ra những sản phẩm phô mai có đặc trưng riêng

về cấu trúc và hương vị Như phô mai Cammembert là phô mai mềm, Camembert đạt chuẩn phải có lớp da bên ngoài màu vàng bạc hoặc hơi vàng nâu, bề mặt trơn bóng, có những vết rạn nhỏ, mùi nhẹ, thơm vị phô mai đặc trưng

3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ

Sơ đồ quy trình công nghệ được biểu diễn dưới hình 3.1 [3]

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 25

Nhân giống

Rennet, CaCl2

Đường, chất

ổn định, sữa bột gầy

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 26

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ phô mai camembert và sữa tiệt trùng có đường từ

sữa tươi [3]

3.3 Thuyết minh quy trình công nghệ

3.3.1 Thuyết minh công đoạn chung

3.2.1.1 Tiếp nhận nguyên liệu (tiến hành trước khi đưa sữa vào bảo quản)

Tách sơ bộ huyết thanh

Nấm sợi Penicillium camemberti

Huyết thanh sữa

Sinh viên thực hiện: Bùi Thị Thúy Giáo viên hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh 27

❖ 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 So sánh các kết quả kiểm tra với các yêu cầu của nguyên liệu sữa tươi (bảng 2.5)

❖ 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 Sử dụng thiết bị bài khí

❖ Lọc

Mục đích: Lọc loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ lẫn trong sữa nhằm đảm bảo

độ sạch và các yêu cầu của sữa nguyên liệu trước khi đưa vào chế biến

Sử dụng thiết bị lọc dạng túi được đặt trên đường ống

❖ Định lượng

Mục đích: xác định lượng sữa nguyên liệu được nhập vào

Sữa sau khi lọc được định lượng bằng lưu lượng kế đặt trên đường ống

❖ Làm lạnh

Mục đích: Đảm bảo chất lượng cho sữa, làm giảm phản ứng oxy hóa chất béo,

hạn chế sự phát triển của vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản cho sữa

Trong quá trình vận chuyển sữa tới nhà máy chế biến, nhiệt độ của sữa sẽ tăng lên > 4oC, do đó sữa sau khi xử lí được làm lạnh xuống dưới 4oC

Sữa được làm lạnh bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, trước khi được bảo quản trong các tank chứa

3.3.1.2 Lọc, kiểm tra

❖ Mục đích: Sữa trước khi đưa vào sản xuất được sữa được lọc thêm một lần nữa

để loại bỏ tạp chất ở dạng lơ lửng trong dịch sữa

❖ Tiến hành: Giống như kiểm tra ở tiếp nhận nguyên liệu