Do an cua cong

Đồ án tốt nghiệp 1 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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 tuổi 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 việc 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 rất 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.
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT
1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 2 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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 mối 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 của 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 nguồn vốn hỗ trợ, phong 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
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 3 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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, điện 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 tư 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 với 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 phẩm, máy
móc thiết bị, ...
1.4. Cấp thoát nước:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 4 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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), mạng 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 nhiều 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 liệu, 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.
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 5 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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
Bảng 2.3. Thành phần chính của 1 lít sữa bò [4, tr 3]
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 6 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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
2.1.1. Nước: tồn tại ở 2 dạng
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 7 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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 sữa 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
- Chỉ số xà phòng : 218 ÷ 235
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 8 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
- 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.
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.
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 9 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
Cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng: [3, tr 10]
 Casein toàn phần : 26 ÷ 29 g/l
 β-lactoglobulin : 2,5 ÷ 4 g/l
 α-lactalbumin : 0,8÷1,5 g/l
 Imunoglobulin : 0,5÷0,8 g/l
 Proteoze – pepton : 0,8÷1,5 g/l
 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 phần 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.
 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.
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 10 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
 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
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
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Thuỷ phân
Vi khuẩn lactic
Đồ án tốt nghiệp 11 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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]
 Muối clorua : 2,01 g/l
 Phosphat : 3,32 g/l
 Xitrat : 3,21 g/l
 Natri bicarbonat : 0,25 g/l
 Natri sunfat : 0,18 g/l
 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 biệt 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.
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:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 12 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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 được 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]
2.1.2.7. Chất khoáng:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 13 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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, từ 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.
2.1.2.9. Các chất khí và sắc tố của sữa:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 14 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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]
• Chất 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.
2.2.1. Tỷ trọng của sữa:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 15 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
- 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 muối 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 sữa, 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.
2.2.7. Nhiệt dung:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 16 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
- 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.
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 17 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại

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 tạo 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:
 Đặc 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.
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 18 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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 sữa 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.
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 19 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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.
 Sữa 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 bằng 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.
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 20 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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:


3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua uống tách nửa chất béo:
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

Cân định
lượng
Gia nhiệt
T=65-68
0
C
Li tâm
Cream
Sữa sau
khi li tâm
Kiểm tra
Thanh trùng
Chất ổn
định
Phối trộn
Bài khí
T=60
0
C
W=60%
Sirô 70%
Lọc
Kiểm tra
Sữa tươi
Cream 40%
chất khô
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
Lên men
Hoạt hoá
Thanh trùng
T=90-95
0
C
T=5phút
Vk lactic
thương mại
dạng đông
khô
Vk lactic
thương mại
dạng đông
khô
Đồ án tốt nghiệp 21 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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:
• Lọc 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 cầu 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 bơm 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.
3.2.6. Li tâm:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất

Đồ án tốt nghiệp 22 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
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 sẽ 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
nhớt...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, tăng 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]
3.2.9. Lên men:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 23 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
 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 sữa 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 thiết 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.
 Lên men:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 24 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
Mục đích: chuyển đường lactoza trong sữa thành axit lactic và chất thơm dưới
tác dụng của hệ vi khuẩn lactic làm cho sản phẩm có vị chua thích hợp.
Quá trình lên men được thực hiện trong thiết bị dạng hình trụ đứng, được chế
tạo từ vật liệu thép không rỉ. Bên trong thiết bị có hệ thống cánh khuấy và các đầu dò
nhiệt độ, pH...để có thể theo dõi trực tiếp các thông số công nghệ trong quá trình lên
men. Nhiệt độ lên men tối ưu là 42 ÷ 43
0
C trong thời gian 3 ÷ 5 h. [2, tr 226]
Lượng giống sử dụng để thực hiện quá trình lên men từ 3 ÷ 5% khối dịch lên men.
Khi quá trình lên men kết thúc, người ta tiến hành khuấy trộn để phá vỡ cấu trúc
gel của khối đông rồi làm lạnh sữa chua về 18÷20
0
C [2, tr 228]; thời gian hạ nhiệt độ

cho toàn bộ khối sản phẩm trong bồn lên men là 20÷30 phút, sau đó bơm vào bồn
chứa tạm.
Khối sữa sau khi lên men được kiểm tra pH, % chất khô, % chất béo.
3.2.10. Đồng hoá:
Mục đích: phá vỡ cấu trúc gel của khối đông, giảm kích thước các cầu mỡ,
phân bố chúng đồng đều, tránh hiện tượng nổi lên của các cầu mỡ, giảm độ nhớt và
tăng độ đồng nhất cho sản phẩm ở dạng sữa chua uống.
Sữa chua sau khi lên men đưa vào thiết bị đồng hoá nhờ bơm li tâm. Áp suất
đồng hoá là 50 ÷ 200 bar, nhiệt độ của dịch sữa 60 ÷ 70
0
C [4, tr 134]. Dịch sữa sau
khi đồng hoá được chứa trong thùng tạm chứa.
3.2.11. Tiệt trùng:
Mục đích: nhằm tiêu diệt toàn bộ hệ vi sinh vật có trong sản phẩm (đặc biệt
khống chế hệ vi khuẩn lactic để có thể bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ phòng trong
thời gian 3 đến 6 tháng).
Sử dụng phương pháp tiệt trùng UHT. Hỗn hợp sữa chua sau khi đồng hoá
trong thùng tạm chứa được bơm vào thiết bị tiệt trùng UHT. Ta sử dụng chế độ tiệt
trùng nhiệt độ thấp 110 ÷ 115
0
C trong 5 ÷ 7s [2, tr 229]; sau đó sản phẩm được làm
nguội và đi vào thiết bị rót vô trùng.
3.2.12. Rót sản phẩm:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 25 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại
Mục đích: là để cách li sản phẩm với môi trường bên ngoài, tạo điều kiện thuận
lợi cho quá trình vận chuyển và tiêu dùng.
Quá trình rót, đóng gói sản phẩm được thực hiện trên máy rót hộp và tự động
bao gói Tetrapak. Nguyên liệu làm bao bì là một loại giấy đặc biệt, mặt ngoài có
tráng lớp parafin mỏng, mặt trong có lớp màng polyetylen không thấm nước và

không khí.
Khi máy chuyển sang chế độ sản xuất, bao bì giấy từ cuộn bao bì được các con
lăn dẫn qua bộ in hạn sử dụng rồi đưa qua bộ hàn strip một bên mép của bao bì. Sau
đó, bao bì được dẫn qua bộ định hình ống và được hàn bên trong để tạo thành ống
giấy. Sữa được rót vào bao bì nhờ một phao rót đặc biệt. Hai ngàm trái và phải hoạt
động liên tục, vừa hàn ngang vừa cắt tạo thành những hộp sữa rơi xuống bộ phận
ghép mí, hộp giấy tạo thành những hộp chữ nhật.
Quá trình được thực hiện trong điều kiện vô trùng để tránh nhiễm vi sinh vật
vào thành phẩm. Bao bì phải đảm bảo vô trùng.
3.2.13. Bảo quản:
Sản phẩm có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong thời gian vài tháng (3-
6 tháng).
3.3. Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất bơ lên men:
3.3.1. Kiểm tra cream:
Cream quyết định đến chất lượng của sản phẩm bơ lên men nên cần phải kiểm
tra trước khi đưa vào sản xuất. Cream đem sản xuất phải đảm bảo chỉ tiêu cảm quan,
chỉ tiêu hoá lí và chỉ tiêu vi sinh.
Bổ sung lượng cream từ bên ngoài đã được kiểm tra chất lượng nếu lượng
cream thu được sau khi li tâm không đủ cho quá trình sản xuất.
3.3.2. Thanh trùng:
Nhằm tiêu diệt các vi sinh vật và ức chế hoạt động của các enzim trong cream.
Quá trình thanh trùng được thực hiện ở nhiệt độ 90 ÷ 95
0
C trong thời gian 15 ÷ 20 s
rồi tiến hành làm lạnh nhanh.
3.3.3. Men giống:
GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất