Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế nhà máy sữa hiện đại" pot

Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế nhà máy sữa hiện đại












SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp 2 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống hằng ngày việc lựa chọn nguồn thực phẩm đầy đủ giá trị dinh
dưỡng và dễ hấp thu là mối quan tâm hàng đầu của mỗi chúng ta. Chính vì vậy sữa
và các sản phẩm từ sữa được sử dụng rộng rãi ở mọi lứa tuổi đặc biệt với trẻ em,
người già và người mới lành bệnh.
Sữa lên men (sữa chua) là một sản phẩm rất được
ưa chuộng và ngày càng

được xem là thành phần không thể thiếu trong thực đơn hằng ngày. Bởi sữa chua rất
giàu vi chất với rất nhiều lợi ích “vàng” được chỉ tên. Nó là nguồn bổ sung protein,
vitamin nhóm B, vitamin PP và khoáng chất, giúp cân bằng cơ thể. Nó cũng rất
giàu canxi và hỗ trợ tích cực cho hệ tiêu hóa nhờ các protein chuyên biệt. Ngoài ra
trong sữa chua cũng rất giàu các vi khuẩn có ích cho cơ thể và mang lại nhiều lợi
ích thiết thực cho sức khoẻ như giúp giảm cân, kéo dài tu
ổi thọ và nhiều lợi ích
khác nữa.
Ở Việt Nam, sữa tươi sản xuất ra mới đáp ứng được 25-27% tổng lượng sữa
tiêu thụ trên toàn quốc, phần lớn còn lại là sữa được chế biến từ nguyên liệu sữa
khô nhập khẩu, và rủi ro về sự có mặt melamine trong thành phần sữa khô nhập
khẩu là điều không thể tránh khỏi. Hơn nữa, ở nước ta việ
c sản xuất và tiêu thụ sữa
hầu như chỉ tập trung ở 2 miền Nam, Bắc. Tuy nhiên miền Trung cũng là một khu
vực đầy tiềm năng, đặc biệt là tỉnh Quảng Nam với địa hình thuận lợi trong phát
triển chăn nuôi bò sữa nên sự ra đời của nhà máy chế biến sữa lên men và bơ từ
nguyên liệu sữa tươi ở khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc (Quảng Nam) là r
ất
cần thiết để đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng, đảm bảo an toàn
thực phẩm và mang lại nguồn lợi lớn cho doanh nghiệp. Các sản phẩm của nhà máy
bao gồm:
- Sữa chua uống tách chất béo
- Bơ lên men.


Đồ án tốt nghiệp 3 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT
1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy:
Trong xã hội phát triển ngày nay, chất lượng cuộc sống con người ngày càng

cao thì nhu cầu về dinh dưỡng và an toàn thực phẩm là một vấn đề lưu tâm hàng
đầu. Và sữa chua được sản xuất từ nguyên liệu sữa tươi là một loại thực phẩm bổ
dưỡng, dễ tiêu hoá và phù hợp với mọi lứa tuổi. Hiện nay, việc xuất hiện hàng loạt
các sản phẩm sữa nhiễm melamine trên thị trường là mố
i băn khoăn, lo lắng cho
người tiêu dùng, đặc biệt ảnh hưởng xấu đến trẻ em. Thế nên việc đầu tư xây dựng
nhà máy chế biến sữa chua là rất cần thiết, đáp ứng nhu cầu càng cao của người tiêu
dùng, và đặc biệt là trẻ em. Bởi sữa chua không chỉ có lợi cho hệ tiêu hoá của trẻ
mà còn giúp bổ sung nhu cầu khoáng chất cần thiết hàng ngày cho phát triển hệ
xương, răng ở trẻ
em. Khi nhà máy đi vào hoạt động, góp phần giải quyết việc làm,
tăng thu nhập cho người lao động, đặc biệt là lao động tại địa phương, và còn mang
lại nguồn lợi nhuận to lớn cho nhà đầu tư.
Nhà máy sữa được xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
• Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu, thị trường tiêu thụ sản phẩm.
• 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.
1.2. Vị trí đặt nhà máy:
Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu em chọn địa điểm xây
dựng nhà máy chế biến sữa tại tỉnh Quảng Nam. Tuy ở đây sự phát triển các nhà
máy sữa rất ít, hầu như chưa có nhưng em nghĩ với sự phát triển củ
a tỉnh Quảng
Nam trong những năm tới cùng với những chính sách ưu đãi đầu tư mới khi nước ta
gia nhập tổ chức WTO sẽ thúc đẩy sự phát triển nhanh hơn của nhiều mặt hàng nói
chung và sản phẩm sữa nói riêng. Đặc biệt Quảng Nam có địa hình đa dạng gồm
vùng núi, trung du, đồng bằng và vùng cát, bãi ven sông rất thuận lợi trong phát
triển chăn nuôi bò sữa. Và trong những năm gần đây, nhờ ngu

ồn vốn hỗ trợ, phong
Đồ án tốt nghiệp 4 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
trào chăn nuôi bò ở Quảng Nam phát triển mạnh đặc biệt ở các huyện lân cận Điện Bàn
như Duy Xuyên, Đại Lộc, Quế Sơn, Hiệp Đức Vì vậy khu công nghiệp Điện Nam-
Điện Ngọc thuộc huyện Điện Bàn là nơi có nhiều lợi thế cho sự phát triển của nhà máy
sữa. Hơn nữa khu công nghiệp này tập trung nhiều công ty khác nhau như: công ty bia,
công ty lắp ráp xe máy, điện tử, đ
iện lạnh, chế biến nông, lâm, thủy sản, sản xuất mỹ
phẩm và văn phòng phẩm cũng như sản xuất hàng dệt may phần nào tạo thuận lợi
cho sự liên hợp các công trình điện, giao thông, nước giúp giảm vốn đầu tư cũng như
hạ giá thành sản phẩm. KCN Điện Nam- Điện Ngọc với tổng diện tích qui hoạch 418
ha, giai đoạn 1 được đầu t
ư với diện tích là: 145 ha, và giai đoạn 2 sẽ được đầu tư mở
rộng trên diện tích 245 ha, tổng nguồn vốn đầu tư hơn 254,5 tỷ đồng, đây cũng là một
trong những lợi thế để các nhà đầu tư có thêm mặt bằng sản xuất. Vì vậy em chọn khu
công nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc là nơi xây dựng nhà máy.
1.3. Giao thông vận tải:
Hàng ngày nhà máy cần vận chuyển v
ới khối lượng lớn: vận chuyển nguyên
vật liệu, bao bì, nhiên liệu kịp thời để đảm bảo hoạt động của nhà máy, ngoài ra
vận chuyển thành phẩm đến nơi tiêu thụ, vận chuyển phế liệu trong sản xuất. Vì vậy
vấn đề giao thông rất quan trọng. Tại khu công nghiệp này giao thông vận tải của
nhà máy khá thuận lợi:
 Giao thông: đường trục chính rộng 51m, dài 300 m; đường 15 m dài 5000 m;
đường 10,5 m dài 4300 m.

Thuộc địa phận xã Điện Nam và Xã Điện Ngọc, huyện Điện Bàn, nằm kề
tỉnh lộ 607 nối Thành phố Đà Nẵng với phố cổ Hội An.
 Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 20 km, cảng Tiên Sa 29 km về phía Bắc; cách

sân bay Chu Lai, cảng Kỳ Hà, khu lọc hoá dầu Dung Quất 100 km.
Đây là điều kiện rất tốt để vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩ
m,
máy móc thiết bị,



Đồ án tốt nghiệp 5 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
1.4. Cấp thoát nước:
Nhà máy chế biến sữa là một trong những nhà máy cần một lượng nước lớn do
vậy nước sẽ được cung cấp từ nhà máy nước của khu công nghiệp. Trong khu công
nghiệp Điện Nam-Điện Ngọc có nhà máy nước công suất 5000 m
3
/ngày đêm cung
cấp cho các nhà máy. Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải hoàn chỉnh, đảm bảo
không làm ô nhiễm môi trường cũng như không để ngập móng tường, móng cột làm
ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng.
1.5. Năng lượng:
Nhà máy sử dụng điện từ hệ thống lưới điện quốc gia 500 kV truyền tải về
Khu công nghiệp (KCN) bằng đường dây 110 kV. Tại chân KCN có trạm biến áp
40 MVA (110/22), m
ạng 22 kV trong KCN.
Để đề phòng các sự cố: mất điện, hư hỏng máy móc dẫn đến chập điện nhà
máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng.
1.6. Nguồn nhân lực:
Tỉnh Quảng Nam đông dân cư với nguồn lao động dồi dào và nguồn nhân lực
phong phú từ các trường đại học, cao đẳng và trung học chuyên nghiệp trong địa
bàn tỉnh và thành phố Đà Nẵng. Thêm vào đó nhà máy còn thu hút thêm các cán bộ
lành nghề có nhi

ều kinh nghiệm để phát triển sản xuất.
1.7. Sự hợp tác hóa:
Điện Nam- Điện Ngọc vốn là khu tập trung nhiều ngành nghề công nghiệp
khác nhau nên nhà máy có thể liên hợp hóa với các nhà máy khác nằm trong khu
công nghiệp.
Ngoài ra nhà máy còn liên kết với các dự án nuôi bò sữa của nông dân vùng
lân cận như Duy Xuyên, Đại Lộc, Quế Sơn, Hiệp Đức để dần dần hình thành
nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy sau này. Vấn đề này không chỉ giúp ổn định
nguồn nguyên li
ệu, đảm bảo sự liên tục cho nhà máy mà còn góp phần giảm thiểu
vốn đầu tư và đảm bảo an toàn thực phẩm khi việc nhập nguyên liệu sữa khô còn
chịu nhiều rủi ro, do không kiểm soát được thành phần và việc xuất hiện melamine
trong các sản phẩm sữa trên thị trường hiện nay là một ví dụ.
Đồ án tốt nghiệp 6 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1. Thành phần hoá học của sữa:
Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuất trên
3 nguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa dê và sữa cừu. Nhưng ở Việt Nam thì sữa
bò vẫn là nguồn nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp sản xuất sữa.
Sữa là 1 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 với hàm lượng nhỏ
như
hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hormone, các chất màu và khí.
Bảng 2.1. Thành phần của sữa bò (% khối lượng) [2, tr 14]
Protein tổng Casein Chất béo Carbonhydrate Khoáng
3,4 2,8 3,9 4,8 0,8

Bảng 2.2. Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) [2, tr 14]
Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bình

Nước
Tổng chất khô
- Lactose
- Protein
- Chất béo
- Khoáng
85,5
÷
89,5
10,5
÷
14,5
3,6
÷
5,6
2,9
÷
5,0
2,5
÷
6,0
0,6
÷
0.9
87,5
13,0
4,8
3,4
3,9
0,8

Đồ án tốt nghiệp 7 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Bảng 2.3. Thành phần chính của 1 lít sữa bò [4, tr 3]
Các thành
phần

Trọng
lượng
%
Nước
Pha lỏng 902 87,4
Gluxit
(40 ÷ 60g/l)
Dạng tự do: lactoza (do galactoza và glucoza) ở
trạng thái phân tử.
Dạng kết hợp: galactoza, galactosamin, axit
sialic ở trạng thái keo, được liên kết với protein <
1g/l.
49 4,75
Chất béo
(24 ÷ 45g/l)

Ở dạng cầu béo: là những giọt chất béo có
đường kính từ 1-10µm, được bao bọc bằng một
màng lipoprotein, ở dạng nhũ tương.
Ở dạng các hợp chất hoà tan trong chất béo:
các sắc tố (β-caroten), steron (cholesterol), các
vitamin.
39 3,78
Hợp chất
Nitơ
(25 ÷ 40g/l)
Ở dạng mixen 28g: ở dạng huyền phù, là phức
của canxi phosphat liên kết với một liên hợp các
casein.
Ở dạng hoà tan 4,7g: là những cao phân tử của
albumin và imunoglobulin.
Nitơ phi protein 0,3g: ure, axit uric, creatin.
33 3,2
Chất
khoáng
(25 ÷ 40g/l)
Ở trạng thái keo và hoà tan:
- Ở dạng phân tử và ion: axit xitric, K, Ca, P,
Na, Cl, Mg
- Ở dạng các nguyên tố trung lượng: Zn, Al,
Fe, Cu, I…
9 0,87
Chất khô
tổng số
(MST)
Sữa đã được làm bốc hơi nước. 130 12

Các chất
khác
- Các chất xúc tác sinh học: các vitamin (A, D,
E, B
1
, B
12
, B
6
, PP, C, ) enzim.
- Các khí hoà tan: CO
2
, N
2
, O
2
chiếm 4 ÷ 5%
thể tích của sữa.
Vết


Đồ án tốt nghiệp 8 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
2.1.1. Nước: tồn tại ở 2 dạng
2.1.1.1. Nước tự do:
Nước tự do chiếm 96 ÷ 97% tổng lượng nước. Nó có thể tách được trong quá
trình sấy, cô đặc vì không có liên kết hoá học với chất khô.
2.1.1.2. Nước liên kết:
Nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 ÷ 4%. Hàm lượng nước liên kết
phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit …

Nước liên kết thường được gắn với các nhóm -NH
2
, -COOH, -OH, -CO-NH-, …
Hàm lượng nước liên kết trong các sản phẩm sữa rất khác nhau. Nước liên kết
đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 0
0
C, không hoà tan muối, đường. Dạng đặc biệt của
nước liên kết là nước kết tinh với lactoza dưới dạng C
12
H
22
O
11
.H
2
O
2.1.2. Chất khô: trừ nước ra, chất khô bao gồm tất cả các thành phần của sữa.
2.1.2.1. Lipit: bao gồm chất béo, các phosphatit và glycolipit, sreroit.
a) Chất béo:
Chất béo sữa được coi là thành phần quan trọng. Về mặt dinh dưỡng, chất béo
có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hoà tan trong chất béo như A, D, E.
Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng đến mùi vị, trạng thái của
sản phẩm. Có tới 98 ÷ 99% chất béo của sữ
a là các triglixerit, 1 ÷ 2% còn lại là các
phospholipit, cholesterol, caroten, vitamin A, D, E, và K.
Chất béo bao gồm 2 loại: chất béo đơn giản và chất béo phức tạp.
• Chất béo đơn giản (glyxerit và sterit): có hàm lượng 35 ÷ 45 g/l gồm các
axit béo no và không no như axit oleic, palmitic, stearic.
• Chất béo phức tạp: thường có chứa một ít N, P, S trong phân tử. Tên gọi
chung là phosphoaminolipit.

 Đặc tính hoá lí của chất béo: [3, tr 7]
- Mật độ quang ở 15
0
C : 0,91 ÷ 0,95
- Nhiệt độ nóng chảy : 31 ÷ 36
0
C
- Nhiệt độ đông đặc : 25 ÷ 30
0
C
- Chỉ số iôt : 25 ÷ 45
Đồ án tốt nghiệp 9 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
- Chỉ số xà phòng : 218 ÷ 235
- Chỉ số axit bay hơi không hoà tan : 1,5 ÷ 3
- Chỉ số axit bay hơi hoà tan : 26 ÷ 30
- Chỉ số khúc xạ : 1,453 ÷ 1,462
Chất béo của sữa khác với mỡ động vật là chứa nhiều axit béo no, có khối
lượng phân tử thấp.
Khi để yên sữa, một lớp váng sữa sẽ được tạo thành trên mặt. Quan sát dưới
kính hiển vi ta nhận thấy trong váng sữa có rất nhiều hình cầu với kích thước khác
nhau, nổi tự do trong sữa và
được bao bọc bằng một màng mỏng. Các thể cầu đó là
các cầu mỡ. Thành phần màng bao cầu mỡ gồm phospholipit, lipoprotein, protein,
axit nucleic, enzim, các nguyên tố vi lượng và nước. Các cầu mỡ có đường kính từ
0,1 ÷ 20 µm. [4, tr 6]
Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần
trung tâm các hạt tiểu cầu chứa các glyxerit có điểm nóng chảy thấp. Trong khi đó
phần ngoại vi, nơi tiếp xúc với màng, có điểm nóng chảy rất cao có thể
đông đặc lại

ở nhiệt độ môi trường.
b) Phosphatit và glicolipit
Các phosphatit và glicolipit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng
các cầu mỡ. Trong thành phần của chúng bao gồm cả axit béo hoà tan trong chất
béo và axit béo hoà tan trong nước.
Hàm lượng các phosphatit và glicolipit khoảng 0,031 ÷ 0,05%. Màng của các
cầu mỡ chứa xấp xỉ 60% các phosphatit. [4, tr 9]
2.1.2.2. Protein:
Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau:
 Protein hoà tan: gồm albumin, imonoglobulin, lisozim, lactoferin,
lactoperoxydaza…
 Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ
của
các caseinat và canxi phosphat.
Đồ án tốt nghiệp 10 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Protein sữa là loại protid hoàn thiện, chứa hầu hết các loại axit amin có trong
tự nhiên và có tỉ lệ cân đối thích hợp cho sự hấp thu và đồng hoá của cơ thể người.
Cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng: [3, tr 10]
¾ Casein toàn phần : 26 ÷ 29 g/l
¾ β-lactoglobulin : 2,5 ÷ 4 g/l
¾ α-lactalbumin : 0,8÷1,5 g/l
¾ Imunoglobulin : 0,5÷0,8 g/l
¾ Proteoze – pepton : 0,8÷1,5 g/l
¾ Một số các chất chỉ có vết (lactenin, lipoprotein )
Trong các thành phần trên, casein được xem là thành phần quan trong nhất.
Casein: là một phosphoprotein. Trong thành ph
ần của nó chứa gốc axit
phosphoric. Casein có nhiều nhóm chức tự do khác nhau như: -COOH, -NH
2

, =NH,
-OH, -NH-CO-, -HS, … Chính nhờ các nhóm này mà casein có khả năng tham gia
các phản ứng hoá học.
Trong sữa casein ở dạng canxi caseinat và nó lại kết hợp với canxiphosphat
tạo thành phức hợp canxi photphat caseinat (các mixen). Mỗi mixen chứa khoảng
65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm Canxi, magie, phosphat
và citrat). Mỗi mixen do khoảng 400
÷
500 tiểu mixen hợp thành. Tiểu mixen có
dạng hình cầu, đường kính dao động 10-15 nm bao gồm khoảng 10 phân tử casein
kết hợp lại với nhau.
Khi giảm độ pH, các ion H
+
của axit sẽ liên kết với mixen casein mang điện
tích âm và làm giảm điện tích của các mixen casein. Khi tới giới hạn các mixen
casein sẽ đông tụ (tạo thành gel). Bên cạnh đó casein còn bị đông tụ bởi renin (renin
là một proteaza được chiết xuất từ dạ dày bê).
Sau khi kết tủa casein, trong phần sữa còn lại (whey) chứa α-lactalbumin, β-
lactoglobulin và một lượng nhỏ protein albumin.
 α-lactalbumin: có thành phần axit amin tương tự casein. Điểm
đẳng điện ở
pH = 5,1 và không bị đông tụ bởi men sữa.
Đồ án tốt nghiệp 11 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
 β-lactoglobulin: có điểm đẳng điện ở pH 5,3; β-lactoglobulin có 2 cầu disunfua
và các nhóm –SH tự do, chúng có thể tự liên hợp tạo thành các dime, octame.
Khi đun nóng đến 80
0
C, β-lactoglobulin đông tụ một cách dễ dàng.
 Imunoglobulin (Ig - các globulin miễn dịch): có thể kết tủa các globulin miễn

dịch bằng magie sunfat, amon sunfat. Trong sữa bình thường, hàm lượng
globulin miễn dịch rất thấp. Người ta tìm thấy 3 loại imunoglobulin trong sữa
bò là IgG, IgA và IgM (trong đó IgG được tìm thấy với hàm lượng cao nhất).
2.1.2.3. Đường lactoza:
Lactoza chiếm vị trí hàng đầu trong gluxit của sữa, có hàm lượng trung bình
50 g/l. Lactoza tồn tại ở hai dạng tự do và liên kết với các protein và các gluxit
khác. Tỉ
lệ lactoza tự do/lactoza liên kết là 8/1.
Mặt khác lactoza còn tồn tại ở 2 dạng α và β. Ở 20
0
C, α-lactoza chiếm 40%
và β-lactoza chiếm 60%. Lactoza khi bị thuỷ phân tạo ra một phần tử đường
glucoza và một phần tử đường galactoza theo phương trình:

C
12
H
22
O
11
+ H
2
O C
6
H
12
O
6
+ C
6

H
12
O
6

Lactoza Glucoza Galactoza
Trong sữa, đường lactoza luôn tồn tại ở trạng thái hoà tan. Hai đường α, β-lactoza
luôn tồn tại trong chất lỏng theo tỉ lệ nhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt
độ. Khi thay đổi nhiệt độ, có sự chuyển đổi từ dạng α sang β và ngược lại. Khi nhiệt độ
giảm thì cân bằng giữa 2 dạng bị phá vỡ, một phần α-lactoza chuyển
β-lactoza.
Độ ngọt của lactoza kém sacaroza 30 lần. Độ hoà tan trong nước cũng kém
hơn. Trong quá trình chế biến ở nhiệt độ cao, sự có mặt của đường lactoza góp phần
biến màu của sữa.
Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể tạo các
sản phẩm khác nhau có lợi. Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất
sữa lên men.
C
12
H
22
O
11
.H
2
O 4CH
3
CHOH-COOH
Lactoza Axit lactic
Thuỷ phân

Vi khuẩn lactic
Đồ án tốt nghiệp 12 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Axit lactic dưới tác dụng của vi khuẩn tạo thành axit butyric và khí H
2
hay axit
propionic và axit axetic.
2CH
3
CHOH-COOH CH
3
(CH
2
)
2
COOH + 2CO
2
+ 2H
2

Axit lactic Axit butyric
3CH
3
CHOH-COOH 2CH
3
-CH
2
-COOH + CH
3
COOH +CO

2
+H
2
O
Axit lactic Axit propionic Axit axetic
2.1.2.4. Các muối:
Do trong sữa có mặt các cation K
+
, Na
+
, Mg
2+
, Ca
2+
, và các anion của các axit
phosphoric, limonic, chlohydric nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau. Các
muối này thường bao gồm: [3, tr16]
¾ Muối clorua : 2,01 g/l
¾ Phosphat : 3,32 g/l
¾ Xitrat : 3,21 g/l
¾ Natri bicarbonat : 0,25 g/l
¾ Natri sunfat : 0,18 g/l
¾ Muối canxi protein : 0,16 g/l
Trong sữa các chất khoáng tồn tại dưới hai dạng cân bằng: dạng hòa tan và
dạng keo. Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yếu tố công nghệ:
nhiệt độ, pH…[3, tr 16]
Trong các muối trên, các muối canxi có ý nghĩa lớn đối với người, đặc biệ
t là
trẻ em. Hai nguyên tố canxi và phospho trong sữa có tỉ lệ hài hòa Ca/P = 1/1,31 và
ở dạng cơ thể dễ hấp thụ.

Muối kali và natri có tác dụng giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp
suất thẩm thấu ở trạng thái bình thường.
Các muối của axit phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụng
giữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa.
Các muối của axit limonic đặc biệt có ý nghĩa
đối với sự tạo thành các chất
thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ.
Đồ án tốt nghiệp 13 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Nhiệt độ cao sẽ thay đổi các thành phần muối của sữa, các muối hoà tan của
axit phosphoric và axit limonic chuyển thành không hòa tan. [4, tr 22]
2.1.2.5. Axit hữu cơ:
Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như: axit lactic, axit xitric, axit axetic…
Trong đó, axit xitric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm của
các sản phẩm bơ nhờ sự tạo thành axetoin, diaxetyl và 2,3-butylen-glycol.
2.1.2.6. Các vitamin:
Các vitamin là các chất hữu cơ, chỉ có dạng vết trong sữa. Thành phần các
vitamin có mặt trong sữa đượ
c ghi ở bảng sau:
Bảng 2.4. Thành phần các vitamin trong sữa [4, tr 23]
Vitamin mg/l Vitamin mg/l
A (retinol) 0,3 B
12
(xyanocobal-amin) 0,005
D (canciferol) 0,001 B
3
(nicotinamit) 1
E (tocoferol) 1,4 B5 (axit pantothenic) 3
B
1

(thiamin) 0,4 C 20
B
2
(lactoflavin) 1,7 H (Biotin) 0,04
B
6
(pyridoxin) 0,5 M (axit folic) 0,05

Như trên, ta thấy trong sữa có nhiều loại vitamin gồm cả hai loại:
 Hoà tan trong nước (vitamin nhóm B, C).
 Các vitamin hoà tan trong chất béo (A, D, E) nhưng hàm lượng tương đối
thấp, đặc biệt là vitamin D.
Nếu xử lý nhiệt thời gian ngắn và không có không khí xâm nhập vào thì nhiệt
độ nhỏ hơn hay bằng 100
0
C không làm giảm đáng kể lượng các vitamin, trừ
vitamin C rất nhạy cảm với nhiệt.
Nhiệt độ cao hơn 100
0
C làm phá huỷ một phần hoặc hầu hết các loại vitamin.
Khi để lọt không khí, có tác dụng của ánh sáng, bao bì hoặc thiết bị bẩn đều làm
giảm lượng vitamin các loại. Vitamin C bị phá huỷ hoàn toàn trong điều kiện trên.
[4, tr 23]
Đồ án tốt nghiệp 14 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
2.1.2.7. Chất khoáng:
Chất khoáng trong sữa là hàm lượng tro. Nó bao gồm các nguyên tố Ca, Mg,
Na, K, Fe, Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn, Ag, As… trong đó nguyên tố Ca, Mg,
Na, K, P, S và Cl chiếm tỉ lệ cao hơn cả.
Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành sữa cũng

như tới chất lượng các sản phẩm.
2.1.2.8. Các enzim:
Enzym là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein. Sự có mặt của
các enzym trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá học của sữa trong
quá trình bảo quản, t
ừ đó làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng sữa. Tuy nhiên, một số
enzym trong sữa như lactoperoxydaza, lysozyme có vai trò kháng khuẩn [2, tr 24]
Trong sữa có chứa các enzim thường gặp trong tự nhiên. Chúng có mặt trong
sữa từ tuyến sữa, từ vi sinh vật có trong không khí và từ nhiều nguồn khác.
Các enzim của sữa và các loại dùng trong chế biến sữa được chia làm hai loại:
enzym thuỷ phân và enzym oxy hoá sinh học.
 Các loại enzim thuỷ phân: gồm lipaza, phosphotaza kiềm, proteaza hoặc
galactaza, amylaza.

Lipaza: có nguồn gốc từ tuyến sữa. Khi gặp điều kiện thuận lợi lipaza
phân huỷ một phần chất béo của sữa và làm cho sữa và sản phẩm sữa có
vị đắng, mùi ôi. Lipaza hoà tan tốt trong chất béo, dễ dàng xâm nhập vào
các cầu mỡ nên chế độ thanh trùng tức thời ở 72-75
0
C không đủ tiêu diệt
lipaza. Đây là một trong những nguyên nhân làm hư hỏng sản phẩm sữa.
 Phosphotaza kiềm: thuỷ phân các loại este phosphat như
glyxerrolphosphat, phenylphosphat Enzym này được sử dụng như một
yếu tố để kiểm tra sự thanh trùng sữa và cream.
 Galactaza hoặc proteaza: Các enzym này có thể phân huỷ protit đến sản
phẩm pepton và axit amin.
 Các enzim oxy hoá sinh hoc: gồm reductaza, lactoperoxydaza, catalaza.

Đồ án tốt nghiệp 15 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất

2.1.2.9. Các chất khí và sắc tố của sữa:
Trong sữa bò chứa các chất khí, chủ yếu là: CO
2
, O
2
và N
2
. Tổng hàm lượng
của chúng chiếm từ 5-6% thể tích sữa. Các chất khí trong sữa thường tồn tại 3 dạng:
dạng hoà tan, dạng liên kết hoá học với các chất khác và dạng phân tán.
Lượng chất khí hoà tan trong sữa khoảng 70 ml/l trong đó 50 ÷ 70% là CO
2
,
5÷10% oxy và 20 ÷ 30% là nitơ. Sữa mới vắt ra chứa một lượng lớn khí sau đó sẽ
giảm dần và đạt mức bình thường. Trong số các khí có mặt trong sữa chỉ có oxy là
ảnh hưởng xấu vì nó có thể là nguyên nhân phát triển các quá trình oxy hoá.
Khi sữa được gia nhiệt khí CO
2
, N
2
, và O
2
bị bay hơi và hàm lượng của chúng
trong sữa giảm không ít hơn 20%.
2.1.2.10. Hormon:
Trong sữa bò, có thể tìm thấy nhiều loại hormon, được chia làm 3 nhóm:
proteohormon, hormon peptide và hormon steoride, trong số đó prolactine được
nghiên cứu nhiều hơn cả và hàm lượng trung bình của nó trong sữa bò là 50 g/l.
2.1.2.11. Các hợp chất khác:
Thỉnh thoảng, người ta phát hiện trong sữa có chứa các hợp chất hoá học

(thường ở dạng vết) gây độc cho người sử dụng như: [2, tr 34]
• Chấ
t kháng sinh: penicillin, chloramphenicol
• Chất tẩy rửa: nước javel, kiềm
• Pesticide: heptachlore và các epoxyde, aldride, dieldrine, chlordane
• Kim loại nặng.
• Nguyên tố phóng xạ, nitrate, độc tố VSV
2.2. Tính chất vật lý của sữa:
Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số
chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng
−
β
caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt.
Sữa gầy (sữa đã tách béo) thường có màu trong hơn và ngả màu xanh nhạt. Sữa bò
có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ.

Đồ án tốt nghiệp 16 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
2.2.1. Tỷ trọng của sữa:
- Phụ thuộc vào thành phần của sữa, tỷ trọng của sữa dao động trong khoảng
1,026 ÷ 1,032 g/cm
3
(trung bình là 1,029 g/cm
3
).
- Một số thành phần làm tăng tỷ trọng sữa như: protein, gluxit, chất khoáng (tỷ
trọng lớn hơn 1). Còn hàm lượng chất béo lại làm giảm tỷ trọng của sữa. Do đó nếu
sữa có nhiều chất béo thì tỷ trọng thấp.
2.2.2. Độ nhớt:
- Độ nhớt của sữa có giá trị trung bình là 1,8 centipoa.

- Độ nhớt phụ thuộc vào thành phần hóa học của sữa, trước hết là protein còn
các muố
i lactoza không ảnh hưởng tới độ nhớt. Hàm lượng chất béo càng cao thì độ
nhớt càng cao. Và độ nhớt phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.
2.2.3. Áp suất thẩm thấu:
Áp suất thẩm thấu của sữa tương đối ổn định và trung bình 6,6 at ở 0
0
C. Áp
suất thẩm thấu phụ thuộc nhiều vào hàm lượng lactoza và muối phân bố ở dạng
phân tử và ion.
2.2.4. Nhiệt độ đóng băng của sữa:
Nhiệt độ đóng băng của sữa là -0,555
0
C; khi độ chua của sữa tăng thì sẽ làm
giảm nhiệt độ đóng băng do tăng lượng phân tử tạo thành khi phân giải lactoza.
2.2.5. Sức căng bề mặt:
- Sức căng bề mặt của sữa không ổn định. Nó phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố
mà trước hết là thành phần hoá học, nhiệt độ và thời gian bảo quản.
- Sự tạo thành bọt trong quá trình sấy, cô đặc sữ
a, sự tạo thành bơ và hàng loạt
các công đoạn khác nữa đều có mối liên quan với sức căng bề mặt của sữa.
2.2.6. Độ dẫn điện:
- Sữa có khả năng dẫn điện do chúng có các ion tự do, các phân tử mang điện
tích và các phân tử trung hoà. Độ dẫn điện của sữa là 46.10
-4
Ω. Độ dẫn điện phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian có thai, giống gia súc, bệnh tật.
- Khi pha thêm nước dộ dẫn điện giảm, khi độ axit tăng độ dẫn điện tăng.

Đồ án tốt nghiệp 17 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
2.2.7. Nhiệt dung:
- Nhiệt dung riêng được xác định bằng lượng nhiệt cần để đun nóng 1 đơn vị
khối lượng 1kg lên 1
0
C.
- Nhiệt dung riêng của sữa: 0,933 ÷ 0,954 (cal/g.
0
C) [2, tr 11]
2.2.8. Độ dẫn nhiệt:
Độ dẫn nhiệt của sữa phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hoá học, cấu trúc sản
phẩm và nhiệt độ. Sữa có hàm lượng chất béo cao hơn thường dẫn nhiệt chậm hơn.
2.3. Tính chất hoá học:
2.3.1. Độ axit chung:
- Có nhiều đơn vị để biểu diễn độ chua của sữa như độ Soxhlet Henkel (
0
SH),
độ Thorner (
0
T), độ Donic (
0
D).
- Người ta thường biểu thị độ axit chung bằng độ Thorner. Nó cho ta biết
lượng ml dung dịch NaOH 0,1N đã dùng để trung hoà axit tự do có trong 100ml
sữa. Sữa bò thông thường có độ chua trung bình là 16 ÷ 18
0
T.
Bảng 2.5. Mối liên hệ giữa các đơn vị đo độ chua của sữa [4, tr 36]
0
SH

0
T
0
D % axit lactic
1 2,5 2,25 0,0225
0,4 1 0,9 0,009
4,9 10/9 1 0,01
2.3.2. Tính chất oxy hóa - khử của sữa:
Khả năng oxy hoá khử của dung dịch được đặc trưng bằng thế oxy hoá khử.
Kí hiệu E
h
(đơn vị V hay mV).
Đối với sữa bình thường E
h
= 0,2 ÷ 0,3V.
2.3.3. Tính kháng khuẩn của sữa:
Trong sữa tươi mới vắt ra, có một khoảng thời gian vi khuẩn không phát triển,
thậm chí có thể giảm là do trong sữa có một số chất như lactoferin, lactoperoxydaza
lactin có khả năng tiêu diệt hoặc ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn.
2.4. Giá trị dinh dưỡng của sữa:
Sữa là một trong những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất.
Trong sữa có đầy đủ
tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể hấp thụ.
Đồ án tốt nghiệp 18 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Lipit của sữa giữ vai trò quan trọng trong dinh dưỡng. Khác với các loại mỡ
động vật và thực vật khác, mỡ sữa chứa nhiều nhóm axit béo khác nhau, chứa nhiều
vitamin, mỡ sữa có độ tiêu hoá cao.
Protein của sữa rất đặc biệt, có chứa nhiều và hài hoà các axit amin cần thiết.
Hằng ngày mỗi người chỉ cần dùng 100 g protein sữa đã có thể thoả mãn hoàn toàn

nhu cầu về axit amin. Độ tiêu hoá của protein sữa 96 ÷ 98%.
Hàm lượng muối canxi và phospho trong sữa cao giúp cho quá trình t
ạo thành
xương, các hoạt động của não.
Sữa là nguồn cung cấp tất cả các vitamin, enzim và các nguyên tố vi lượng
không thể thay thế. Sữa còn có tác dụng chữa bệnh, giải độc.
2.5. Hệ vi sinh vật sữa:
Hệ sinh vật tìm thấy trong sữa bao gồm: vi khuẩn, nấm men và nấm mốc.
2.5.1. Vi khuẩn:
Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, coliform, vi khuẩn sinh
axit butyric, vi khuẩn sinh axit propionic và các vi khuẩn gây thối.
a)Vi khuẩn lactic:
 Đặ
c điểm chung của vi khuẩn lactic: có dạng hình cầu hoặc hình gậy, đứng
riêng lẻ hoặc tạo chuỗi, Gram (+), hô hấp hiếu khí hay yếm khí tuỳ tiện.
Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu dao động trong khoảng 25
÷
47
0
C.
 Phân loai: có 2 nhóm vi khuẩn lactic
+ Vi khuẩn lactic đồng hình: axit lactic là sản phẩm chính và hàm lượng
của 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 trình chuyển
hóa đường gồm có: axit lactic, axit axetic, ethanol, khí CO
2
, Hàm lượng axit lactic
thu được không cao hơn nhiều so với hàm lượng các sản phẩm còn lại.
Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như
Streptococcus, Lactococcus, Lactobaccillus, Leuconostoc, Bifidobacterium Chúng

gồm các nhóm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình.

Đồ án tốt nghiệp 19 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
b) Vi khuẩn Coliform:
Coliform thuộc nhóm vi khuẩn Gram (-), kị khí tuỳ tiện. Trong sữa, vi khuẩn
Coliform sẽ chuyển hoá đường lactose tạo axit lactic và các axit hữu cơ khác, khí
CO
2
, H
2
, Chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm
cho sữa có mùi khó chịu.
c) Vi khuẩn sinh axit butyric (giống Clostridium):
Là vi khuẩn Gram (+), thuộc nhóm kị khí bắt buộc, Clostridium có khả năng
sinh bào tử. Vi khuẩn Clostridium chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản
phẩm khác nhau như axit butyric, butanol, ethanol, khí CO
2
, H
2
làm thay đổi thành
phần hoá học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản.
d) Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium):
Vi khuẩn propionic có hình cầu, xếp thành đôi hoặc chuỗi, Gram (+), thuộc
nhóm kị khí không bắt buộc. Vi khuẩn propionic chuyển hoá đường thành axit
propionic, axit axetic, khí CO
2
làm hư hỏng chất lượng sữa.
e) Vi khuẩn gây thối:
Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là Pseudomonas,

Brevibacterium, Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus Chúng có
dạng hình cầu hoặc hình gậy, thuộc nhóm hiếu khí lẫn kị khí, có khả năng sinh tổng
hợp proteaza ngoại bào trong môi trường sữa.
2.5.2. Nấm men:
Nấm men: hầu hết có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9 µm.
Các loài nấm men có trong s
ữa bao gồm: Saccharomyces, Mycoderma và
Torula (nhiều loài nấm men thuộc nhóm kị khí tuỳ tiện).
Một số loài nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất.
Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hoá học trong
quá trình bảo quản sữa.
2.5.3. Nấm mốc:
Loài nấm mốc nhận được trong sữa chủ yếu là Mucor và Rhizopus với số
lượng lớn. Ngoài ra còn có Penicilium Aspergillus, Geotrichum,
Odie và Monila.
Đồ án tốt nghiệp 20 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Tất cả các nấm mốc đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của môi trường
nuôi cấy. Chúng phát triển thích hợp trên môi trường axit và trong sữa tạo ra axit
lactic. Phần đông các nấm mốc tiết ra enzym lipaza có khả năng thuỷ phân chất béo
và enzym proteaza có vai trò phân huỷ các chất chứa nitơ.
2.6. Yêu cầu của sữa nguyên liệu:
 Sữa được lấy từ những con bò khoẻ mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh.
 S
ữa có mùi vị tự nhiên, không có mùi vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất
tẩy rửa.
 Sữa có thành phần tự nhiên.
 Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến 4 ÷ 6
0
C sau khi vắt.

2.7. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của sữa nguyên liệu:
2.7.1. 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.
2.7.2. Chỉ tiêu hoá lí:
- Tổng hàm lượng chất khô tính bằng % không nhỏ hơn 11,5% khối lượng.
- Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 2,8%.
- Tổng trọng lượng đo bằ
ng lactometer không nhỏ hơn 1,029.
- Hàm lượng axit (tính theo axit lactic) không nhỏ hơn 0,2%.
2.7.3. Chỉ tiêu vi sinh vật:
- Tổng số tạp trùng không được quá 50 000 khuẩn lạc trong 1ml sữa.
- Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc trong 1ml sữa.
- Không được có vi trùng gây bệnh.

Đồ án tốt nghiệp 21 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Chương 3: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
SỮA CHUA UỐNG TÁCH NỬA CHẤT BÉO VÀ BƠ
LÊN MEN
3.1. Dây chuyền công nghệ:

Cân định
lượng
Gia nhiệt
T=65-68
0
C
Li tâm
Cream
Sữa sau
khi li tâm
Kiểm tra
Thanh trùng
Chất ổn
đ
ị
nh
Phối trộn
Bài khí
T=60
0
C
W=60%
Sirô 70%
Lọc
Kiểm tra
Sữa tươi
Cream 40%
chất khô
Đồ án tốt nghiệp 22 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất














Lên men
Hoạt hoá
Thanh trùng
T=90-95
0
C
T= 5 phút
Rửa hạt bơ
Trộn muối
Li tâm tách
sữa bơ
Sữa bơ
Đồng hoá
T= 60-70
0

C
Tiệt trùng
T=110-115
0
C
T=5-7s
Sữa bơ
Lên men
T=42-43
0
C
T=3-5h
W=32%
W=32%
W
=30%
W=60%
W=13%
Cấy giống
Tách sữa bơ
Đánh cream
Xử lý nhiệt-
lạnh
Hoạt hoá
W=32%
Nước muối
Bảo quản
sản phẩm
Bao gói
Bảo quản

Rót vô trùng
Nước sạch
Vk lactic
thương mại
dạng đông
khô
Vk lactic
thương mại
dạng đông
khô
Đồ án tốt nghiệp 23 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua uống tách nửa chất béo:
3.2.1. Kiểm tra:
Sữa tươi lấy từ các trạm thu mua được kiểm tra kỹ trước khi đưa vào sản xuất.
Nếu thấy độ chua và nhiệt độ tăng phải xử lý ngay, đồng thời phải khuấy đều sữa để
tránh nổi mỡ.
3.2.2. Lọc:
Quá trình lọc được tiến hành qua hai giai đoạn:
• L
ọc thô: nhằm loại bỏ các tạp chất lớn.
• Lọc tinh: nhằm loại bỏ hoàn toàn tất cả tạp chất có trong sữa.
3.2.3. Cân định lượng:
Sữa sau khi làm sạch được bơm vào cân nhờ hệ thống định lượng đặt dưới đáy
cân, cho phép xác định được chính xác lượng sữa tươi nguyên liệu đưa vào.
Mục đích: nhằm đảm bảo đủ lượng sữa đúng yêu c
ầu và năng suất sản xuất
của nhà máy.
3.2.4. Gia nhiệt:
Sữa được gia nhiệt đến 65 ÷ 68

0
C trước khi đưa vào thiết bị bài khí.
Mục đích: làm giảm độ nhớt và nâng nhiệt sữa trước khi đưa vào thiết bị bài khí.
Quá trình này được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt.
3.2.5. Bài khí:
Đầu tiên, sữa được nâng nhiệt trong thiết bị trao đổi nhiệt lên 65 ÷ 68
0
C rồi
sau đó được đưa vào thiết bị bài khí. Người ta tạo ra một áp lực chân không thích
hợp trong thiết bị bài khí sao cho nhiệt độ của sữa bị giảm 7 ÷ 8
0
C. Khi đó các khí
ở dạng phân tán, hoà tan và một phần hơi nước cùng các tạp chất dễ bay hơi khác
thoát ra khỏi thiết bị. Toàn bộ hỗn hợp này được đi vào thiết bị ngưng tụ đặt trên
đỉnh thiết bị bài khí. Nước và một số cấu tử chuyển sang dạng lỏng rồi chuyển
xuống dưới đáy thiết bị bài khí, còn các khí và các cấu tử không ngưng tụ sẽ được
bơ
m chân không hút thải ra ngoài. [2, tr 114]
Mục đích: làm giảm lượng khí hoà tan trong sữa gây ảnh hưởng xấu đến sản
phẩm sữa, điển hình như khí O
2
là nguyên nhân phát triển các quá trình oxy hoá khử.
Đồ án tốt nghiệp 24 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
3.2.6. Li tâm:
Mục đích: Nhằm tách một phần chất béo trong sữa tươi nguyên liệu.
Để tách chất béo ra khỏi sữa, người ta sử dụng thiết bị li tâm dạng đĩa. Thiết bị
hoạt động theo phương pháp liên tục, sau khi sữa được nạp vào máy li tâm qua ống
trục giữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào các khoảng không gian hẹp giữa
các đĩa li tâm. Dưới tác dụng của lực li tâm, sữa s

ẽ được phân chia thành 2 phần:
 Phần cream: có khối lượng riêng thấp sẽ chuyển động hướng về phía trục
của thùng quay.
 Phần sữa gầy: có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay.
Để thu được sữa có hàm lượng chất béo theo yêu cầu người ta điều chỉnh khe van.
Sau cùng, cả hai dòng cream và sữa gầy sẽ theo những kênh riêng để thoát ra ngoài.
Cream thu được dùng cho lên men sản xuất bơ lên men, còn sữa sau li tâm thu
được dùng
để sản xuất sữa chua uống.
3.2.7. Phối trộn:
Mục đích: bổ sung phụ gia nhằm tạo trạng thái gel bền vững cho sản phẩm,
làm cho sản phẩm mịn, đồng nhất, tăng độ nhớt.
Để tăng vị ngọt cho sữa chua uống người ta bổ sung đường saccharose vào sữa
trong quá trình chế biến và bổ sung chất ổn định để sữa chua có được cấu trúc, độ
nh
ớt theo yêu cầu. Chất ổn định thường sử dụng là gelatin, pectin, agar-
agar Chúng là những chất ưa nước và có thể liên kết với nước.
Quá trình phối trộn được thực hiện trong thiết bị có cánh khuấy hoạt động liên
tục để làm phân tán các chất vào trong dịch sữa.
3.2.8. Thanh trùng:
Mục đích: nhằm tiêu diệt vi sinh vật tạp nhiễm có trong sữa, tiêu diệt hoặc ức
chế các vi sinh vật hoại sinh lẫn các enzim, tă
ng khả năng hydrat hoá của casein.
Quá trình thanh trùng được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản
mỏng ở 90 ÷ 95
0
C trong 5 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ lên men 40 ÷ 45
0
C.
[4, tr 135]

Đồ án tốt nghiệp 25 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
3.2.9. Lên men:
 Chuẩn bị men giống:
Việc chuẩn bị men giống cần đảm bảo độ chính xác cao và vô trùng. Vi sinh
vật thường sử dụng trong sản xuất sữa chua là vi khuẩn lactic với 2 loài đặc trưng:
Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.
• Lactobacillus bulgaricus: là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở
nhiệt độ 45-50
0
C trong môi trường có độ axit cao. Loài này có thể tạo ra
trong khối sữa đến 2,7% axit lactic từ đường lactoza.
• Streptococcus thermophilus: phát triển tốt ở nhiệt độ 50
0
C và sinh sản tốt ở
nhiệt độ 37- 40
0
C. Đây cũng là vi khuẩn lên men điển hình nhưng chỉ phát
triển được trong môi trường có độ axit thấp hơn Lactobacillus bulgaricus.
Tỷ lệ cocci/bacilli thường 1:1 hoặc 2:1. Tuy nhiên, tỷ lệ này có thể thay đổi
phụ thuộc vào hoạt tính của chủng sử dụng và những yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng
sản phẩm.
Men giống gốc được hoạt hoá trên môi trường được pha chế từ bột sữ
a gầy.
Sữa dùng làm môi trường phải có chất lượng cao, tổng số vi khuẩn thấp, không có
chất kháng sinh, không chứa chất tẩy rửa. Trước khi hoạt hoá giống, môi trường cần
phải được thanh trùng ở nhiệt độ 90 ÷ 95
0
C trong 30 ÷ 45 phút nhằm tiêu diệt hoàn

toàn, loại trừ các chất kìm hãm, biến tính protein, loại bỏ oxy hoà tan. Nhiệt độ hoạt
hoá được duy trì ở 43
0
C. Quá trình được kết thúc khi độ chua canh trường đạt
85÷90
0
D [2, tr 225].
Sau quá trình nhân giống hoặc hoạt hoá giống nếu chưa sử dụng ngay ta cần
làm lạnh giống để hạn chế sự tăng nhanh độ chua của canh trường. Việc tăng nhanh
độ chua canh trường sẽ ức chế hoạt tính lên men của vi khuẩn lactic.
Quá trình hoạt hoá được thực hiện trong thiết bị vô trùng hình trụ đứng, đáy
hình chỏm cầu, làm bằng thép không rỉ. Khi tiến hành cấy giống, ta nên cho cánh
khuấy của thiế
t bị hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định để phân bố đều
các tế bào vi khuẩn lactic trong môi trường sữa. Nhờ đó quá trình lên men diễn ra
nhanh và đồng đều hơn.