ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá

----------

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ
BIẾN SỮA BỘT

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 1

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

1.1. NGUYÊN LIỆU SỮA 5
1.1.1. Giới thiệu về sữa bò 5
1.1.2 Thành phần cửa sữa 5

a. Casein: 7
b. Prơtêin hồ tan: 8
c. Enzym: 8
1.2. HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA 13

1.2.1 Các vi sinh vật bình thường của sữa: sống trong sữa ở điều kiện bình
thường, có thể nhiễm nội sinh hoặc ngoại sinh và chủ yếu là vi khuẩn. 13
1.2.2 Hệ vi sinh vật khơng bình thường trong sữa: 15
1.3. BẢO QUẢN SỮA TRƯỚC KHI CHẾ BIẾN 15

Chương 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT 16

2.1. NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN SUẤT SỮA BỘT 16
2.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN SUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAM 17

2.2.1. Chuẩn hoá: 18
2.2.2. Thanh trùng: 18
2.2.3. Cô đặc: 19
2.2.4. Đồng hoá. 20
2.2.5. Sấy sữa: 22
b. Sấy trục:(sấy màng) 22
c. Phương pháp sấy phun: 23
2.2.6. Đóng gói và hồn thiện sản phẩm : 24
2.3. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦY 25
2.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA BỘT TAN NHANH: 27
2.5. Q TRÌNH LECITHINE HỐ TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA
BỘT. 27
2.6. SẢN PHẨM SỮA BỘT: 28

Chương 3: THIẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN XUẤT SỮA BỘT 29

3.1. THIẾT BỊ LY TÂM: 29
3.1.1. Thiết bị ly tâm tách chất béo ra khỏi sữa: 30
3.1.2. Thiết bị ly tâm tách VSV ra khỏi sữa : 31

3.2.Thiết bị thanh trùng: 32
3.3. THIẾT BỊ MEMBRANE 33
3.4. THIẾT BỊ ĐỒNG HOÁ 34

3.4.1.Cấu tạo: 34
3.5.THIẾT BỊ CÔ ĐẶC BẰNG NHIỆT 36
3.6. THIẾT BỊ SẤY PHUN 37

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 2

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá

3.5.2 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn: 38
3.5.3. Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải 39
3.5.4. thiết bị sấy tầng sôi sản xuất bột tan nhanh 40

KẾT LUẬN 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO 42
1.2. HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA …………………………………………....9 43
1.2.1 Các vi sinh vật bình thường của sữa………………………………………..10 43
1.2.2 Hệ vi sinh vật khơng bình thường trong sữa………………………………..12 43
1.3. BẢO QUẢN SỮA TRƯỚC KHI CHẾ BIẾN ………………………………12 43
Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT……………...13 43
2.1. NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN SUẤT SỮA BỘT………………………….13 43
2.3. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦY………………..22 43
2.5. Q TRÌNH LECITHINE HỐ TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA SỮA
BỘT………………………………………………………………………...23 43
2.6. SẢN PHẨM SỮA BỘT……………………………………………………..23 43
Chương 3: THIẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN XUẤT SỮA BỘT ……………..25 43
3.1. THIẾT BỊ LY TÂM…………………………………………………………25 43
3.4.2. Nguyên tắc hoạt động……………………………………………………...31 44
3.5.THIẾT BỊ CÔ ĐẶC BẰNG NHIỆT…………………………………………32 44
3.6. THIẾT BỊ SẤY PHUN ……………………………………………………...33 44

3.6.1 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn……………………………………………34 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………..38 44

MỞ ĐẦU

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 3

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá

Sữa là thức ăn tự nhiên có giá trị dinh dưỡng hoàn hảo được vắt từ vú động vật.
Sữa chứa hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho người như protein, gluxit, lipit,
vitamin, các muối khoáng. Những hợp chất này rất cần thiết cho khẩu phần thức ăn
hằng ngày của con người. Do đó các sản phẩm từ sữa có một ý nghĩa quan trọng đối
với dinh dưỡng của con người nhất là đối trẻ em, người già và người bệnh. Từ sữa,
người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm khác nhau như sữa bột, sữa cô đặt,
sũa lên men, pho mai, bơ, kem…

Trong đó, sữa bột thời gian bảo quản rất dài, các nhà sản xuất tiết kiệm được
một phần lớn cho chi phí vận chuyển sữa do sản phẩm có khối lượng giảm đi nhiều
lần khi ta so sánh với nguyên liệu sữa tươi ban đầu. Sữa bột có một tính chất quan
trọng nhất đó là độ hoà tan.

Sữa bột đã xuất hiện từ lâu đời trên thế giới: từ thế kỉ 13-14 người Mông Cổ đã
sấy sữa dưới ánh nắng mặt trời. Năm1902 Just Hatmaker đã phát minh ra thiết bị sấy
trục để sản xuất sữa bột.Thị trường Việt Nam hiện nay có hai nhóm sản phẩm là sữa
bột nguyên kem và sữa bột gầy thời gian bảo quản sữa bột nguyên kem là 6 tháng,
sữa bột gầy lên đến 3 năm.

Sữa bột khơng những được sử dụng tại gia đình để pha chế mà còn là nguyên

liệu quan trọng trong nhiều nghành công nghiệp khác nhau như trong sản xuất sữa tái
chế và các sản phẩm chế biến từ sữa như: sữa lên men, sữa cô đặc, kem…trong công
nghiệp sản xuất bánh nướng, công nghiệp sản xuất kẹo, chocolate, sôcôla, xúc xích.

Ở trong đồ án này em sẽ đề cập đến một số vấn đề sau: nguyên liệu sữa, vi sinh
vật trong sữa, q trình cơng nghệ sản xuất sữa bột, thiết bị chính trong sản xuất sữa
bột .

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 4

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. NGUYÊN LIỆU SỮA

1.1.1. Giới thiệu về sữa bò
Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn

thức ăn để nuôi sống động vật non. Nắm được điều này nghành công nghiệp chế biến
sữa đã sản xuất ra nhiều sản phẩm dựa trên ba nguồn nguyên liệu chính: sữa bị, 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 bị thường có màu sắc từ trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy thường trong hơn và
ngả màu xanh nhạt. Sữa bị có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ.

1.1.2 Thành phần cửa sữa

Sữa là một hỗn hợp bao gồm các thành phần chính: nước, lactose, protẹin, một

số chất béo. Ngồi ra sữa cịn chứa một số khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất
chứa nitơ phi protein, vitamin, hooc mon, chất màu và khí. Hàm lượng các chất trong
sũa có thể giao động trong một khoảng rộng.

1.1.2.1 Nước:
- Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước.Nó có thể được tách trong q

trình cơ đặc, sấy vì khơng có liên kết hố học với chất khơ. Khi bảo quản sữa bột,
nước tự do xâm nhập vào làm cho sữa bột bị vón cục.

- Nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 -4%. Hàm lượng nước liên kết
phụ thuộc vào các thành phần nằm trông hệ keo: protein, các phosphatit, polysacarit.

1.1.2.2 Đường lactose:
Glucid của sữa là lactoza hay còn gọi là đường sữa, trung bình mỗi lít sữa chứa

50g trong một lít sữa. Lactose là một đisaccaride do một phân tử glucose và một phân
tử galactose liên kết tạo thành. Lactza trong sữa có ý nghĩa quan trọng vì nó dễ bị một

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 5

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá

số vi sinh vật gây lên men tạo acid lactic và các sản phẩm khác như acetin, metin,
diacetin tạo nên mùi vị của các sản phẩm sữa.

Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng :

- Dạng -lactose mono hydrat C12H22O11.H2O
- Dạng  -lactose anhydrous C12H22O11

Ở 20 oC  : 40% và  : 60%. Khi thây đổi nhiệt độ thì có sự chuyển đổi từ dạng 
sang dạng  và ngược lại.

Bảng 1.1 Tỷ lệ hàm lượng giữa  -lactose monohydrate và  -lactose anhydrous trong

sữa phụ thuộc vào giá trị PH và nhiệt độ của sữa :

Nhiệt độ dung dịch (oC) 15 20 50 70 90

Tỷ lệ thành phần  -lactose 1:1.63 1:1.59 1:1.51 1:1.45 1:1.40
monohydrate và  -lactose
anhydrous

Trong sữa đường Lactose ở dạng hoà tan và là đường khử. Độ ngọt của lactose
thấp hơn nhiều so với các đisaccaride và monosacride khác (kém 30 lần sacaroza).
Lactose có thể bị thuỷ phân thành hai đường monosacaride là glucose và galactose do
Enzym  -galactosedase.

C12H22O11 + H2O thuỷ phân C6 H12O6 + C6 H12O6
Ngồi ra trong sữa bị cịn chứa các đường khác nhưng với hàm lượng rất thấp

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 6

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hố

1.1.2.3 Các hợp chất có chứa Nitơ:

Thành phần các hợp chất có chứa nitơ trong sữa được trình bày trong bảng:

Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bò (100%)

Protein 95% Các hợp chất chứa nitơ phi protein 5%

Acid amin tự do

Nucleotit

Ure

Acid uric

Casein (75-85%) Protein hoà tan 15-25%
 s -casein  -lactoglobulin

 -casein  -lactalbulin
 -casein Proteose-peptone
 -casein Serum-albumin
Immunoglobulin

a. Casein:
Casein là nhân tố quan trọng nhất của protid trong sữa, là thành phần protein
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 cịn lại là các loại caseinvà
khống (canxi, magie, photphate, citrate), casein chiếm 2,7%. Là protein có tính axit
vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc axit glutamic và axit aspartic.
 s1 -casein: Do sự phân bố điện tích và các phần ưa béo không đồng đều trên
phân tử protein nên một đầu mạch  s1 -casein tích điện có tính ưa nước, cịn đầu mạch

kia có tính kị nước.
 s2 -casein: có tính ưa nước cao nhất trong các loại casein do phân tử của nó
chứa nhiều nhóm photphoryl và gốc cation.
 -casein: có tính ưa béo cao nhất.

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 7

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá

 -casein: chỉ chứa một gốc phosphoryl, có tính lưỡng cực. Đầu amino của phân
tử protein thì ưa béo cịn đầu cacboxyl, nơi liên kết với nhóm gluxit lại ưa nước.

 -casein:  1, 2 và  3 -casein là những sản phẩm của quá trình thuỷ phân  -
casein từ máu động vật.

b. Prơtêin hồ tan:
Albumin 0,4% và Glubulin 0,2% bị đông tụ khi đun nóng sữa lên đến 80oC.
 -lactoglobulin:  -lactoglobulin có dạng hình cầu, ít tương tác hoặc kết hợp

với các phân tử khác, chiếm 2,5- 4g/l.
 -lactalbumin: có 0,8-1,5g/l, trong mỗi phân tử có chứa một nguyên tử caxi.

Thành phần các acid amin trong phân tử của nó rất cân đối, điểm đẳng điện ở PH =5,1
không bị đông tụ bởi men sữa.

Peptone-protose: bao gồm những phân đoạn protein khác nhau ( 0,8-1,5g/l)
Immunoglobulin: trong sữa bị có ba loại là IgG, IgA, IgM. Trong đó IgG có
hàm lượng cao nhất, IgA có chức năng chống nhiễm trùng đường ruột (0,5-0,8g/l).
Serum-albumin: là protein có phân tử lượng lớn có nguồn gốc từ máu rất mẫn

cảm với nhiệt độ.
Ngồi ra trong sữa cịn có protein màng, hàm lượng của chúng rất thấp.

c. Enzym:
Enzym do tuyến vú tiết ra hoặc do vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên. Sự có mặt

của các enzym là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá học của sữa trong quá
trình bảo quản, dẫn đến làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng sữa. Nhưng một số
Enzym trong sữa có vai trò kháng khuẩn như lactoperoxydase, lysozyme. Hàm lượng
vi sinh vật càng nhiều thì thành phần enzym càng đa dạng và hoạt tính càng cao, có
hơn 60 Enzym trong sữa.

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 8

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá

Lactoperoydese: Enzym này xúc tác phản ứng chuyển hoá oxy từ H2O2 đến các
chất oxy hố khác, có PH tối thích là 6,8, hàm lượng trung bình trong sữa là 30mg/l, bị
vơ hoạt hố ở 80 oC trong vài giây.

Catalase: Enzym này luôn có trong sữa do tuyến vú tiết ra, nó xúc tác phản ứng
phân huỷ H2O2 thành nước và oxy tự do. Sữa nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính
catalase rất cao, có PH tối thích 6,8-7. Catalase bị vơ hoạt ở 75 oC trong thời gian một
phút, 65 – 68 oC sau 30 phút.

Lipase: Enzym quan trọng nhất trong sữa được kí hiệu là mLPL, là một
glycoprotein, PH tối thích là 8.9, hàm lượng trong sữa chỉ khoảng 1-2mg/l, nó chỉ
xúc tác thuỷ phân liên kết ester trong cơ chất triglycerid ở dạng nhũ tương tại bề mặt
tiếp xúc pha giữa chất béo và nước, làm tích luỹ các axit béo tự do trong sữa, quá trình

phân giải tiếp theo các axit béo này làm cho sữa và sản phẩm từ sữa có vị đắng, mùi ơi
khét và mùi kim loại .

Phosphatase : Chúng xúc tác thuỷ phân liên kết ester giữa axit phosphoric và
glycerin, có hai dạng:

Phosphatase kiềm có PH tối thích là 9,6 có khả năng tái hoạt hoá. Bị thuỷ phân
ở 30 oC trong 30 phút hoặc 80oC tức thì.

Phosphatase acid : Enzym này có PH tối thích là 4,7 và là enzym bền nhiệt
nhất trong sữa. Để vơ hoạt hố hồn tồn ta cần gia nhiệt sữa đến 96 oC trong 5 phút,
bị vô hoạt bởi NaF

Trong suốt chu kì tiết sữa bị, hoạt tính phosphatase axit trong sữa khá ổn định,
phosphatase kiềm tăng dần vào cuối chu kì tiết sữa.

Lysozym: bền về nhiệt, xúc tác phản ứng thuỷ phân liên kết  giữa acid
muramic 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 lượng trung bình 130µg/l.

Proteaza :Enzym này xúc tác phản ứng thuỷ phân protein. Có hai loại protease:
proteaza kiềm và proteaza acid. Chúng thường liên kết với casein và cũng bị kết tủa ở

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 9

Đồ án cơng nghệ I: CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hố

PH = 4.6, proteaza axit có PH tối thích 4,0, cịn protease kiềm là 7.5 – 8.0. Chúng bị
vơ hoạt hồn tồn ở 80oC sau 10 phút.

1.1.2.4. Chất béo: Chiếm 3,78 %, 25 -45 g/l, gồm Lipit đơn giản chiếm 35-45g, dễ tiêu
hoá. Lipit đơn giản gồm cacbon, hydro và oxy và Lipit phức tạp chiếm 0,3-0,5%; có
cacbon, hydro, oxy, photpho, nitơ, lưu huỳnh.

Bảng 1.2 Thành phần chất béo có trong sữa bị:

Hàm lượng (% so Ghi chú
với tổng khối
Thành phần lượng chất béo)

Lypid đơngiản 98,5 Ester của acid béo và
-Glyceride: triglyceride 95-96 cholesterol
Ester của acid béo và
Diglyceride 2-3 rượu cao phân tử
Monoglycerride 0,1
-Cholesteride 0,03

-Ceride 0,02

Lipid phức tạp 1,0

Các hợp chất tan trong chất 0,5

béo

- Cholesterol 0,3

- Acid béo tự do 0,1

- Hydrocarbon 0,1

- Vitamin A,D,K,E vết

- Rượu vết

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật
Trang: 10