Bài báo cáo thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng

ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
1
1. TỔNG QUAN
1.1. LI ÍCH CỦA SỮA
Việt Nam, nhiều năm qua Đảng và Nhà nước đã đặc biệt quan tâm tới yếu tố
con người trong chiến lược phát triển xã hội, coi con người vừa là chủ thể sáng tạo, vừa
là mục tiêu phấn đấu cao nhất.
Để xây dựng nguồn nhân lực đáp ứng được các yêu cầu của sự nghiệp công
nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì việc nâng cao sức khỏe, trong đó yếu tố nền tảng
là cải thiện dinh dưỡng, là cần thiết và cấp bách. Nghò quyết 37/CP ngày 20/6/1996 của
Chính phủ về đònh hướng chiến lược công tác chăm sóc và bảo vệ sức khỏe nhân dân
đã nêu ra các chỉ tiêu cơ bản về sức khỏe của nhân dân ta đến năm 2020 “Tỷ lệ trẻ em
dưới 5 tuổi bò suy dinh dưỡng giảm còn 15% vào năm 2020 và chiều cao trung bình của
thanh niên Việt Nam đạt 1,65m vào năm 2020”.
Theo số liệu mới nhất của Bộ Y tế công bố tại Hội nghò đánh giá thực hiện
chiến lược Quốc gia Dinh dưỡng và đònh hướng kế hoạch đến năm 2010 tại Hà Nội vào
ngày 9/3/2007, tỉ lệ trẻ em suy dinh dưỡng ở Việt Nam hiện nay là 25,2%. Theo chiến
lược Dinh dưỡng Quốc gia, Việt Nam phấn đấu đến năm 2010 sẽ giảm tỉ lệ suy dinh
dưỡng ở trẻ xuống dưới 20% và những nghiên cứu của Viện Dinh dưỡng trong nhiều
năm qua đã chứng minh, chiều cao của người Việt Nam đang được cải thiện. Trong giai
đoạn 1938 – 1985, chiều cao trung bình của người Việt Nam hầu như không thay đổi (
nam cao 1,6m , nữ cao 1,5m), tuy nhiên hiện nay tầm vóc của người Việt Nam đã khá
hơn, chiều cao trung bình của người trưởng thành nam hiện nay là 163,7cm. Theo
chương trình nâng cao tầm vóc và thể trạng người Việt Nam, kết thúc giai đoạn I (đến
năm 2010), chiều cao thân thể trung bình của nam thanh niên 18 tuổi sẽ đạt từ 165 –
166cm, nữ đạt 154 – 155cm.
Mặc dù các số liệu cho thấy chiều cao của người Việt Nam đã được cải thiện
hơn trước nhưng so với các nước trong khu vực thì thanh niên Việt Nam được xếp vào
hàng “nhỏ con”. Theo tài liệu của TS.BS Trần Thò Minh Hạnh: “Năm 1938, chiều cao
người Nhật thấp hơn Việt Nam khoảng 2cm (1m58/1m60). Sau chiến tranh thế giới thứ

hai, Chính phủ Nhật đưa ra chương trình bữa ăn học đường nhằm cải thiện chiều cao
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
2
cho trẻ em Nhật. Từ đó, tầm vóc trẻ em Nhật Bản đã phát triển một cách đáng kể trong
vòng 30 năm (sau chiến tranh thế giới thứ hai tăng trên dưới 10cm). Trong khi đó, trẻ
em Việt Nam chỉ tăng khoảng 3 – 4cm trong vòng 25 năm sau chiến tranh ở Việt Nam.
Tính đến năm 2000, chiều cao người Nhật Bản trong độ tuổi 20 – 40 cao hơn người
Việt Nam khoảng 10cm, cụ thể là 1,71m so với 1,63m (nam) và 1,58m so với 1,53m
(nữ)”.
Chiều cao của mỗi người ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố di truyền, nhưng một chế
độ ăn và vận động hợp lí cũng cải thiện đáng kể chiều cao. Vitamin và khoáng chất có
vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển chiều cao. Canci có nhiều trong sữa,
cua, ốc, tôm, tép, đậu nành và các loại rau, trong đó, sữa là quan trọng nhất. Canci
trong sữa dễ hấp thu do có vitamin D và phospho với tỉ lệ hợp lí. Ngoài ra, sữa còn
cung cấp các vitamin, khoáng chất và nguồn đạm có giá trò sinh học cao, chứa nhiều
acid amin thiết yếu cho cơ thể.
Theo các tài liệu y học thì những người ở độ tuổi 30 – 40 trở lên, đặc biệt là phụ
nữ sau tuổi mãn kinh hoặc nam giới ít vận động, ăn uống không hợp lí, nghiện rượu,
thuốc lá… có khả năng giảm mật độ xương (loãng xương) rất lớn hậu quả là xương dễ
bò gãy dù chỉ bò va chạm nhẹ và rất khó liền. Nguy cơ loãng xương cao ở phụ nữ là
40% (trong đó 1/3 là số người sau tuổi mãn kinh) còn ở nam là 13%. Để phòng ngừa
bệnh loãng xương cần phải cung cấp đầy đủ đạm, vitamin D, canci cho cơ thể. Nhưng
canci thuộc loại khó đồng hóa, nếu muốn hấp thu cao thì phải phụ thuộc vào tỉ lệ tương
quan giữa các khoáng chất khác, như magie tăng thì lượng canci ra nước tiểu cũng tăng
vì thế lượng magie thích hợp trong khẩu phần là 1/2 – 1/3 lượng canci hoặc nếu
phospho tăng thì lượng canci bài xuất ra nước tiểu tăng, vậy tỉ lệ Ca/P bằng 1 – 1,5 là
thích hợp. Trong thực tế rất ít loại thực phẩm nào đạt được yêu cầu này, ngoại trừ sữa.
Sữa có hàm lượng Ca cao, tương quan thích hợp với Mg và P nên dễ đồng hóa hấp thu.
Vậy, đối với trẻ em và thanh thiếu niên, sữa là nguồn cung cấp khoáng chất cho

cơ thể để phát triển chiều cao, đối với người lớn tuổi, sữa là một nguồn thực phẩm góp
phần trong việc giảm nguy cơ loãng xương.
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
3
1.2. NHU CẦU THỊ TRƯỜNG
Theo quy hoạch phát triển ngành công nghiệp Sữa Việt Nam vừa được Bộ Công
nghiệp phê duyệt, tổng vốn đầu tư cho phát triển ngành sữa đến năm 2010 là gần 2200
tỉ đồng. Ngành sẽ xây dựng các nhà máy chế biến sữa gắn liền với các nguồn tập trung
chăn nuôi bò sữa để có thể tự túc được 40% nhu cầu sữa vắt từ đàn bò trong nước vào
năm 2010. Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp Sữa Việt Nam đến năm 2010 và
đònh hướng đến năm 2020 đề ra mục tiêu từng bước xây dựng và phát triển ngành sữa
đồng bộ từ sản xuất nguyên liệu đến chế biến sản phẩm cuối cùng, đáp ứng nhu cầu
trong nước đạt mức bình quân 10kg/người/năm vào năm 2010 và 20kg/người/năm vào
năm 2020. Ngành phấn đấu tăng sản lượng sữa toàn ngành trung bình 5 – 6%/năm giai
đoạn 2006 – 2010, đồng thời xuất khẩu ra thò trường nước ngoài.
Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, dân số Việt Nam tính đến năm 2005 là
83.119.900 người. Như vậy để đáp ứng nhu cầu 10kg sữa/người/năm vào năm 2010 thì
ngành sữa Việt Nam phải cung cấp 831.199 tấn sữa/năm. Tuy nhiên hiện nay sản lượng
sữa chỉ đáp ứng được khoảng 20% nhu cầu trong nước, điều này đồng nghóa với việc
mỗi năm Việt Nam phải nhập một lượng lớn các sản phẩm từ sữa của nước ngoài.
Dân số nước ta ngày càng tăng, song song đó là đời sống người dân ngày một
nâng cao, nhu cầu sử dụng sữa và các sản phẩm từ sữa ngày càng tăng, trở thành một
nhu cầu thiết yếu của cuộc sống. Bởi vậy, đây là một trăn trở lớn của ngành sữa Việt
Nam và cũng là một hướng đi cho các doanh nghiệp.
1.3. VỊ TRÍ ĐẶT NHÀ MÁY
Chọn đòa điểm đặt nhà máy là một khâu rất quan trọng trong thiết kế, ảnh
hưởng rất lớn đến hoạt động của nhà máy sau này. Khi chọn đòa điểm đặt nhà máy cần
phải quan tâm đến một số yếu tố như:
- Thuận lợi về giao thông.

- Nguồn cung cấp nguyên liệu.
- Nằm trong vùng quy hoạch của trung ương và đòa phương.
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
4
- Cơ sở hạ tầng tại nơi đó.
- Lực lượng lao động.
- Nguồn cung cấp điện, nước, hệ thống thông tin liên lạc…
- Có đủ diện tích dự trữ để mở rộng nhà máy sau này.
- Khí hậu, thời tiết thuận lợi.
- Giá thuê đất…
Dựa vào các yếu tố trên, chọn vò trí đặt nhà máy tại Khu công nghiệp Long
Thành, xã An Phước, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai.
Những thuận lợi khi đặt nhà máy tại đây:
 Diện tích khu công nghiệp: 510 ha, diện tích dùng cho thuê 352 ha, diện
tích đã cho thuê 117,19 ha, đạt 33,29%.
 Vò trí: nằm cách quốc lộ 51 khoảng 3 km về hướng Nam
 Kết cấu hạ tầng:
- Giao thông nội bộ và mương thoát nước hoàn chỉnh.
- Cấp điện: trạm biến áp 63 MVA, điện lưới quốc gia.
- Cấp nước: 15000m
3
/ngày.
- Công trình xử lý nước thải: 5000m
3
/ngày.
 Giá cho thuê đất lô: 0,05 USD/m
2
/năm.
 Dòch vụ hạ tầng: 30 USD/m

2
/48 năm.
 Đòa hình: Đồng Nai có đòa hình tương đối bằng phẳng, 92% có độ dốc < 15%,
trong đó 82,09% có độ dốc < 8%. Có ba loại đòa hình chính:
- Đòa hình đồng bằng (có độ cao trung bình từ 5 – 10m).
- Đòa hình vùng đồi (có độ cao trung bình khoảng 45m).
- Đòa hình vùng núi thấp (chiếm 2% diện tích đất tự nhiên, có độ cao trung
bình khoảng 300m)
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
5
 Khí hậu: Đồng Nai có khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có hai mùa
tương phản nhau (mùa khô và mùa mưa). Nhiệt độ quanh năm 25 – 26
o
C, thích hợp cho
trồng trọt và chăn nuôi. Đòa hình và khí hậu có khả năng phát triển các trang trại chăn
nuôi bò sữa, chủ động nguồn cung cấp nguyên liệu cho nhà máy.
 Nguồn nguyên liệu: khả năng cung cấp nguyên liệu trong tỉnh và các tỉnh
thành lân cận như thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Bà Ròa – Vũng Tàu …
Bảng 1. Sản lượng sữa bò phân theo đòa phương năm 2005
 Lực lượng lao động: lao động xã hội đang làm việc 1.124.678 người trong
tổng dân số của tỉnh là 2.218.900 người (theo số liệu của Cục Thống kê Đồng Nai năm
2005).
 Hệ thống giao thông rất thuận lợi với các quốc lộ 1, 51, 20 có nhiều tuyến
đường liên tỉnh, tuyến đường sắt Bắc-Nam và hệ thống các cảng ở Đồng Nai cùng với
cảng ở TP. Hồ Chí Minh, Bà Ròa-Vũng Tàu và sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất… đáp
ứng tốt nhu cầu lưu thông hàng hóa. Hệ thống cảng tại Đồng Nai gồm có:
- Cảng Long Bình trên sông Đồng Nai.
- Cảng Gò Dầu A trên sông Thò Vải.
- Cảng Gò Dầu B trên sông Thò Vải.

Tỉnh thành Sản lượng (tấn)
Cả nước 197679
Thành phố Hồ Chí Minh 130054
Đồng Nai 2488
Bình Dương 8532
Bình Phước 2160
Bà Ròa - Vũng Tàu 1243
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
6
 Hệ thống thông tin liên lạc: được đầu tư mở rộng và hiện đại hóa.
- Dòch vụ thông tin di động, dòch vụ tin nhắn đa dạng và phủ khắp.
- Internet, VN.Mail, VNN, truyền số liệu tốc độ cao ISDN … với hệ thống
truyền dẫn cáp sợi quang đảm bảo chất lượng, nhanh chóng, chính xác.
- Dòch vụ chuyển phát nhanh EMS, chuyển phát nhanh tận nơi: DHL
Fedex, Airborne, PCN, UPS, Vinacargo…
Hình 1. Tỉnh Đồng Nai
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
7
2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT
2.1. NGUYÊN LIỆU CHÍNH: sữa bò tươi
2.1.1. 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.
2.1.1.1. Một số tính chất vật lí của sữa bò
Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do chất béo, protein và một số chất
khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng

-

caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy
(sữa đã được tách béo – skimmilk) thường trong hơn và ngả màu xanh nhạt. Sữa bò có
mùi rất đặc trưng và vò ngọt nhẹ.
Bảng 2. Một số chỉ tiêu vật lí quan trọng của sữa bò tươi
Đại lượng Đơn vò đo Giá trò
pH
–
6,5 – 6,7
Độ chua
o
D
15 – 18
Tỉ trọng
g/cm
3
1,028 – 1,036
Điểm đông đặc
o
C
(-0,54) – (-0,59)
Thế oxy hóa khử
V
0,1 – 0,2
Sức căng bề mặt ở 20
o
C
dynes/cm
50
Độ dẫn điện
1/ohm.cm

0,004 – 0,005
Nhiệt dung riêng
cal/g.
o
C
0,933 – 0,954
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
8
2.1.1.2. Thành phần hóa học của sữa bò
Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và
các chất béo. Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các
hợp chất chứa nito phi protein, vitamin, hormone, các chất màu và khí.
Bảng 3. Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người (% khối lượng)
Động vật Protein
tổng
Casein Chất béo Carbonhydrate Khoáng
Bò 3,4 2,8 3,9 4,8 0,8
Dê 3,6 2,7 4,1 4,7 0,8
Cừu 5,8 4,9 7,9 4,5 0,8
Ngựa 2,2 1,3 1,7 6,2 0,5
Người 1,2 0,5 3,8 7,0 0,2
Hàm lượng các chất trong sữa có thể thay đổi ở một khoảng tương đối rộng và
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lí của từng con
vật, điều kiện chăn nuôi (thành phần thức ăn gia súc, chế độ cho ăn, thời tiết…).
Bảng 4. Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng)
Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trò trung bình
(% khối lượng)
Nước
85,5 – 89,5 87

Tổng các chất khô
10,5 – 14,5 12,9
- Lactose 3,6 – 5,5 4,8
- Protein 2,9 – 5,0 3,4
- Chất béo 2,5 – 6,0 3,9
- Khoáng 0,6 – 0,9 0,8
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
9
Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8 – 10g/l. Các muối trong sữa ở
dạng hòa tan hoặc dung dòch keo (kết hợp với casein). Trong các nguyên tố khoáng có
trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là canci, phospho và magie. Các nguyên tố khác
như Zn, Fe, I, Cu, Mo… cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người.
Bảng 5. Thành phần một số nguyên tố khoáng trong sữa
Nguyên tố Hàm lượng
(mg/l)
Nguyên tố Hàm lượng
(mg/l)
Kali 1500 Kẽm 4
Canci 1200 Nhôm 0,5
Natri 500 Sắt 0,4
Magie 120 Đồng 0,12
Phospho 3000 Iot 0,06
Clo 1000 Asen 0,04
Vitamin trong sữa bao gồm cả hai nhóm tan trong nước (vitamin nhóm B, C) và
tan trong chất béo ( A, D, E). Nếu xử lí nhiệt thời gian ngắn và không có không khí
xâm nhập vào thì nhiệt độ nhỏ hơn hay bằng 100
o
C không làm giảm đáng kể lượng các
vitamin, trừ vitamin C – rất nhạy cảm với nhiệt. Khi thanh trùng đúng chế độ thì lượng

vitamin C giảm đi 17%. Nhiệt độ cao hơn 100
o
C làm phá hủy một phần hoặc hầu hết
các loại vitamin. Khi để lọt không khí, có tác dụng của ánh sáng, bao bì hoặc thiết bò
bẩn đều làm giảm lượng vitamin các loại. Vitamin C bò phá hủy hoàn toàn trong điều
kiện trên.
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
10
Bảng 6. Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò
Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng
(mg/l)
Vitamin Hàm lượng
(

g/l)
A 0,2 – 2,0 mg/l B
1
0,44 B
12
4,3
D 0,375–0,500

g/l B
2
1,75 C 20
E 0,75 – 1,00 mg/l B
3
0,94 Biotine 30
K 80


g/l B
5
3,46 Acid
folic
2,8
B
6
0,5
2.1.2. Hệ vi sinh vật trong sữa bò
2.1.2.1. Nguồn gốc hệ vi sinh vật trong sữa
Hệ vi sinh vật trong sữa rất đa dạng, có nhiều nguồn gốc khác nhau như từ một
sốù nguồn sau đây:
- Bầu vú động vật cho sữa.
- Người và thiết bò vắt sữa.
- Thiết bò chứa sữa.
- Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa
2.1.2.2. Hệ vi sinh vật trong sữa
Hệ vi sinh vật và số lượng của chúng trong sữa luôn luôn thay đổi và phụ thuộc
vào mức độ nhiễm vi sinh vật trong quá trình vắt sữa. Các vi sinh vật có thể được chia
làm hai nhóm chính: procaryote và eucaryote.
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
11
a. Procaryote
 Vi khuẩn lactic: các vi khuẩn lactic có mặt trong sữa tươi sau khi vắt được
xem là những vi sinh vật tạp nhiễm. Chúng sẽ tạo ra những chuyển hóa ngoài ý muốn
của nhà sản xuất trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến (giảm pH, đông tụ
casein, xuất hiện các hợp chất mới trong sữa như ethanol, acid acetic... làm thay đổi
thành phần và giá trò cảm quan của sữa). Khi thanh trùng sữa ở 80

o
C, hầu hết các vi
khuẩn lactic nhiễm trong sữa sẽ bò tiêu diệt.
 Vi khuẩn Coliform: trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hóa đường lactose
tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO
2
, H
2
... Chúng cũng làm phân giải
protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chòu. nhiệt độ
75
o
C trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bò tiêu diệt.
 Vi khuẩn sinh acid butyric ( giống Clostridium): vi khuẩn Clostridium chuyển
hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác như acid butyric, butanol, ethanol,
aceton, khí CO
2
, H
2
... làm thay đổi thành phần hóa học và giá trò cảm quan của sữa
trong quá trình bảo quản. Clostridium có khả năng sinh bào tử, trong quá trình thanh
trùng không thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clostridium chòu nhiệt. Khi đó, ta
phải dùng các giải pháp kó thuật khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng
khuẩn để loại bỏ hoặc ức chế Clostridium.
 Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): vi khuẩn propionic chuyển
hóa đường thành acid propionic, acid acetic, khí CO
2
... làm hư hỏng chất lượng sữa.
Hầu hết các vi khuẩn propionic bò tiêu diệt khi thanh trùng sữa ở 75
o

C trong thời gian
20 giây.
 Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease
ngoại bào trong môi trường sữa. Protease sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra
các sản phẩm polypeptide, peptide và acid amin. Một số acid amin tiếp tục bò thủy
phân tạo NH
3
, H
2
S... làm cho sữa có mùi khó chòu. Đáng chú ý hơn cả là loài
Pseudomonas fluorescens. Các enzyme protease và lipase được sinh tổng hợp bởi loài
vi khuẩn này rất bền nhiệt. Chúng là nguyên nhân chính gây nên quá trình phân giải
protein (proteolysis) và lipid (lipolysis), nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa.
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
12
b. Eucaryote
 Nấm men (yeast): một số 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
hóa học trong quá trình bảo quản sữa.
 Nấm sợi (moulds): một số loài nấm sợi thường nhiễm vào sữa: Penicillium
camembertii, P. roquefortii, P. casei, Geotrichum candidum, Rhizopus stolonifer...
Hầu hết các loài nấm men và nấm sợi đều bò tiêu diệt trong quá trình thanh
trùng sữa ở 75
o
C trong thời gian từ 10 – 15 giây.
2.2. NGUYÊN LIỆU PHỤ
2.2.1. Chất tạo ngọt
Sử dụng đường saccharose dưới dạng siro có hàm lượng chất khô 63%. Một số chỉ
tiêu hóa lí của đường saccharose:

- Độ ẩm: không lớn hơn 0.05%.
- Hàm lượng saccharose: không nhỏ hơn 99.8% chất khô.
- Hàm lượng tro: không lớn hơn 0.03%.
- Độ màu: không lớn hơn 30
o
ICUMSA
2.2.2. Hương liệu và màu
Sử dụng E 127 (màu đỏ Erythrosine) và E 129 (màu đỏ Allura red AC) với hàm
lượng 0,05% khối lượng sữa tươi nguyên liệu.
Hương dâu sử dụng hàng của Hãng WFF – Western flavors & Fragences Co.,Ltd
bởi nhà phân phối Công ty Hải Hoàng
2.2.3. Chất ổn đònh và chất nhũ hóa
Sử dụng E 471 (mono và diglycerides của acid béo) với hàm lượng 0,1% khối
lượng sữa tươi nguyên liệu. (Theo TCVN 7028:2002, E 471 có liều lượng sử dụng tối đa
cho phép là 2000mg/kg nguyên liệu).
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
13
3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.1. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG
KHÔNG ĐƯỜNG
Sữa nguyên liệu
Chuẩn hóa
Phối trộn
Bài khí
Tiệt trùng UHT
Bao gói
Sữa tiệt trùng
không đường
Bao bì giấy

vô trùng
Chất ổn đònh,
chất nhũ hóa
Đồng hóa
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
14
3.2. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG
HƯƠNG DÂU, CÓ ĐƯỜNG
Sữa nguyên liệu
Chuẩn hóa
Bài khí
Đồng hóa
Tiệt trùng UHT
Bao gói
Baobì giấy
vô trùng
Phối trộn
Siro
saccharose
Chất ổn đònh ,
chất nhũ hóa
Bột màu,
hương dâu
Sữa tiệt trùng
hương dâu,
có đường
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
15

3.3. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.3.1. Sữa nguyên liệu
Sữa nguyên liệu sau khi được thu mua và bảo quản lạnh tại nhà máy sẽ được đưa
vào sản xuất.
3.3.2. Quá trình chuẩn hóa
Mục đích: hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa đến giá trò 3,5%.
Phương pháp thực hiện: sữa sẽ được gia nhiệt đến 65
o
C ở thiết bò trao đổi nhiệt
dạng bảng mỏng, sau đó sẽ được bơm vào máy li tâm hoạt động theo phương pháp liên
tục. Hai dòng sản phẩm thoát ra khỏi thiết bò: một dòng là sữa gầy và một dòng là
cream. Hàm lượng béo trong hai dòng sản phẩm trên sẽ phụ thuộc vào chế độ hoạt
động của máy li tâm. Sau đó, một phần cream sẽ được phối trộn lại với dòng sữa gầy
để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu sản xuất. đây, ta chọn giá trò đó là 3,5%.
Phần cream dư sẽ đưa đi xử lí tiếp để hoàn thiện sản phẩm cream.
Các biến đổi chính:
 Vật lí: khối lượng riêng tăng, độ nhớt giảm, nhiệt độ tăng, …
Thiết bò: máy li tâm và hệ thống hiệu chỉnh hàm lượng chất béo hoàn toàn tự
động.
3.3.3. Quá trình phối trộn
Mục đích: tăng độ ngọt, giá trò dinh dưỡng và cảm quan cho sản phẩm.
 Hương dâu và chất tạo màu dâu: sử dụng với hàm lượng 0.05% khối lượng
nguyên liệu, được cho vào dưới dạng dung dòch có nồng độ 80%.
 Chất ổn đònh và chất nhũ hóa: sử dụng với hàm lượng 0,1% khối lượng nguyên
liệu.
 Chất tạo ngọt: đường saccharose được cho vào dưới dạng siro có hàm lượng
chất khô là 63%.
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
16

Các biến đổi chính:
 Vật lí: có sự thay đổi về tỉ trọng, nhiệt độ, thể tích.
 Cảm quan: thay đổi về màu sắc.
Thiết bò: bồn hình trụ đứng có cánh khuấy.
3.3.4. Quá trình bài khí
Mục đích: cải thiện mùi của sữa, tăng hệ số truyền nhiệt.
Phương pháp thực hiện: Một áp lực chân không thích hợp sẽ được tạo ra làm cho
các khí ở dạng phân tán, hòa tan và một phần hơi nước cùng các hợp chất dễ bay hơi
thoát ra khỏi thiết bò. Toàn bộ hỗn hợp này sẽ được đưa vào bộ phận ngưng tụ được đặt
trên đỉnh thiết bò bài khí. Nước và một số cấu tử sẽ chuyển sang dạng lỏng và chảy
xuống đáy thiết bò, còn khí và các cấu tử không ngưng tụ sẽ được bơm chân không hút
ra ngoài.
Thông số kó thuật: nhiệt độ sữa 65
o
C, áp lực chân không 580 mmHg.
Các biến đổi chính:
 Vật lí: thể tích giảm.
 Hóa lí: nước bay hơi.
 Cảm quan: cải thiện mùi của sữa.
Thiết bò: thiết bò hình trụ đứng, đáy nón với phần đỉnh nón được quay lên phía
trên. Dưới nắp thiết bò là bộ phận ngưng tụ được nối với bơm chân không.
3.3.5. Quá trình đồng hóa
Mục đích: ổn đònh hệ nhũ tương, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng
lực, tăng hệ số truyền nhiệt chuẩn bò cho quá trình tiệt trùng, tránh hiện tượng có cặn
lợn cợn khi bảo quản sản phẩm.
Phương pháp thực hiện: đồng hóa toàn phần, 2 cấp.
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
17
Thông số kó thuật: nhiệt độ sữa trước khi đồng hóa 65

o
C, áp suất 250bar.
Các biến đổi chính:
 Vật lí: giảm kích thước các hạt của pha phân tán, nhiệt độ tăng, thể tích thay
đổi.
 Hóa lí: ổn đònh hệ nhũ tương.
Thiết bò: thiết bò đồng hóa sử dụng áp lực cao.
3.3.6. Quá trình tiệt trùng UHT
Mục đích: vô hoạt toàn bộ hệ vi sinh vật và enzyme có trong sữa.
Phương pháp thực hiện: sữa sẽ được gia nhiệt lên 80
o
C trong thiết bò trao đổi nhiệt
dạng bảng mỏng, sau đó được trộn với hơi để đạt đến 140
o
C. Thời gian tiệt trùng chỉ
kéo dài vài giây, sau đó hỗn hợp sẽ được làm nguội và tách bớt một phần nước trong
thiết bò chân không. Rời thiết bò này, nhiệt độ sữa giảm còn 80
o
C. Sữa sẽ tiếp tục được
làm nguội trong thiết bò trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng xuống 20
o
C rồi vào bồn trữ vô
trùng hoặc rót sản phẩm. Từ bồn trữ vô trùng, sữa sẽ được bơm đưa qua thiết bò đóng
gói.
Thông số kó thuật: nhiệt độ:140
o
C , thời gian: 4 giây.
Các biến đổi chính:
 Hóa sinh: enzym và toàn bộ hệ vi sinh vật bò vô hoạt.
 Hóa học: phản ứng Maillard, caramen.

 Vật lý: nhiệt độ tăng.
3.3.7. Quá trình bao gói
Sử dụng bao bì giấy bảy lớp, vô trùng.
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
18
4. CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1. TÍNH CHO 100 KG SỮA TƯƠI NGUYÊN LIỆU
Giả sử quy trình công nghệ có các giá trò tổn thất như sau.
Bảng 7. Tổn thất trong quá trình sản xuất
Tổn thất Kí hiệu Giá trò
(%)
Trên đường ống từ bồn chứa sữa nguyên liệu đến hệ
thống thiết bò chuẩn hóa
q
1
0,1
Quá trình chuẩn hóa p
1
0,2
Trên đường ống từ hệ thống thiết bò chuẩn hóa đến thiết
bò phối trộn
q
2
0,1
Quá trình phối trộn p
2
0,2
Trên đường ống từ thiết bò phối trộn đến thiết bò bài khí q
3

0,2
Quá trình bài khí p
3
1
Trên đường ống từ thiết bò bài khí đến thiết bò đồng hóa q
4
0,2
Quá trình đồng hóa p
4
0,3
Trên đường ống từ thiết bò đồng hóa đến hệ thống tiệt
trùng
q
5
0,2
Quá trình tiệt trùng p
5
0,2
Trên đường ống từ hệ thống tiệt trùng đến thiết bò đóng
gói
q
6
0,5
Quá trình đóng gói p
6
2
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
19
4.1.1. Sản phẩm sữa tiệt trùng hương dâu, có đường

 Thành phần sữa nguyên liệu:
 Hàm lượng chất khô: TS = 12,9% khối lượng.
 Hàm lượng chất béo: F = 3,9% khối lượng.
 Nồng độ dòch siro sử dụng: 63% khối lượng.
 Thành phần sản phẩm:
 Hàm lượng chất béo: F
sp
= 3,5% khối lượng.
 Hàm lượng đường: S
sp
= 5% khối lượng.
 Hàm lượng chất nhũ hóa:E = 0,1% khối lượng.
 Hàm lượng chất tạo màu, mùi: C = 0,05% khối lượng.
4.1.1.1.Tổn thất trên đường ống từ bồn chứa sữa nguyên liệu đến hệ thống thiết bò
chuẩn hóa:
q
1
= 0,1%*100 = 0,1 kg
Khối lượng sữa vào thiết bò chuẩn hóa:
G
1v
= 100 – 0,1= 99,9 kg
Tổn thất trong quá trình chuẩn hóa:
p
1
= 0,2%
Giả sử ta có sơ đồ nguyên lý hiệu chỉnh chất béo như sau:
90,1 kg sữa gầy Phối trộn 98,8 kg sữa
0,05% chất béo 3,5% chất béo
100 kg sữa ly tâm 8,7kg cream

3,9% chất béo 39% chất béo
9,9 kg cream 1,2 kg cream
39% chất béo 39% chất béo
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
20
Khối lượng sữa sau chuẩn hóa có hàm lượng chất béo 3,5%:
G
1s
=
100
9,99
98,8*(100 – 0,2)/100 = 98,5038 kg
Khối lượng cream thu được:
G
c
=
100
9,99
1,2*(100 – 0,2)/100 = 1,1964 kg
4.1.1.2.Tổn thất trên đường ống từ hệ thống thiết bò chuẩn hóa đến thiết bò phối trộn:
q
2
= 0,1%*G
1s
= 98,5038 *0,1/100 = 0,0985 kg
Khối lượng sữa vào thiết bò phối trộn:
G
2v
= G

1s
*(100 – 0,1)/100
= 98,5038 *(100 – 0,1)/100 = 98,4053 kg
Khối lượng đường saccharose sử dụng:
5% G
2v
= 98,4053*5/100 = 4,9203 kg
Khối lượng dòch siro có nồng độ 63%:
G
siro
=
%63
9203,4
= 7,8099 kg
Khối lượng chất ổn đònh được sử dụng:
G
ổn
= 0,1% G
2v
= 98,4053*0,1/100 = 0,0984 kg
Khối lượng màu và hương được sử dụng:
0,05% G
2v
= 98,4053*0,05/100 = 0,0492 kg
Khối lượng dung dòch màu và hương được sử dụng:
G
màu
=
%80
0492,0

= 0,0615 kg
Tổng khối lượng nguyên liệu vào thiết bò phối trộn:
G
2v
’ = G
2v
+ G
siro
+ G
ổn
+ G
màu
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
21
= 98,4053 + 7,8099 + 0,0984 + 0,0615
= 106,3751 kg
Tổn thất trong quá trình phối trộn:
p
2
= 0,2% G
2v
’= 106,3751*0,2/100 = 0,2128 kg
Khối lượng nguyên liệu sau phối trộn:
G
2s
= G
2v
’*(100 – 0,2)/100
= 106,3751*(100 – 0,2)/100 =106,1623 kg

4.1.1.3.Tổn thất trên đường ống từ thiết bò phối trộn đến thiết bò bài khí:
q
3
= 0,2% G
2s
= 106,1623 *0,2/100 = 0,2123 kg
Khối lượng nguyên liệu vào thiết bò bài khí:
G
3v
= G
2s
*(100 – 0,2)/100
= 106,1623*(100 – 0,2)/100 = 105,9500 kg
Tổn thất trong quá trình bài khí:
p
3
= 1% G
3v
= 105,9500*1/100 = 1,0595 kg
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình bài khí:
G
3s
= G
3v
*(100 – 1)/100
= 105,9500*(100 – 1)/100 = 104,8905 kg
4.1.1.4.Tổn thất trên đường ống từ thiết bò bài khí đến thiết bò đồng hóa:
q
4
= 0,2% G

3s
= 104,8905*0,2/100 = 0,2098 kg
Khối lượng nguyên liệu vào thiết bò đồng hóa:
G
4v
= G
3s
*(100 – 0,2)/100
= 104,8905*(100 – 0,2)/100 = 104,6807 kg
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
22
Tổn thất trong quá trình đồng hóa:
p
4
= 0,3% G
4v
= 104,6807*0,3/100 = 0,3140 kg
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình đồng hóa:
G
4s
= G
4v
*(100 – 0,3)/100
= 104,6807*(100 – 0,3)/100 = 104,3667 kg
4.1.1.5.Tổn thất trên đường ống từ thiết bò đồng hóa đến hệ thống tiệt trùng:
q
5
= 0,2% G
4s

= 104,3667*0,2/100 = 0,2087 kg
Khối lượng nguyên liệu vào hệ thống tiệt trùng:
G
5v
= G
4s
*(100 – 0,2)/100
= 104,3667*(100 – 0,2)/100 = 104,1579 kg
Tổn thất trong quá trình tiệt trùng:
p
5
= 0,2% G
5v
= 104,1579*0,2/100 = 0,2083 kg
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình tiệt trùng:
G
5s
= G
5v
*(100 – 0,2)/100
=104,1579*(100 – 0,2)/100 = 103,9496 kg
4.1.1.6.Tổn thất trên đường ống từ hệ thống tiệt trùng đến thiết bò đóng gói:
q
6
= 0,5% G
5s
= 103,9496*0,5/100 = 0,5197 kg
Khối lượng nguyên liệu vào thiết bò đóng gói:
G
6v

= G
5s
*(100 – 0,5)/100
= 103,9496*(100 – 0,5)/100 = 103,4299 kg
Tổn thất trong quá trình đóng gói:
p
6
= 2% G
6v
= 103,4299*2/100 = 2,0686 kg
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
23
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình đóng gói:
G
6s
= G
6v
*(100 – 2)/100
= 103,4299 *(100 – 2)/100 = 101,3613 kg
4.1.2. Sản phẩm sữa tiệt trùng không đường
 Thành phần sữa nguyên liệu:
 Hàm lượng chất khô: TS = 12,9% khối lượng.
 Hàm lượng chất béo: F = 3,9% khối lượng.
 Thành phần sản phẩm:
 Hàm lượng chất béo: F
sp
= 3,5% khối lượng.
 Hàm lượng chất nhũ hóa:E = 0,1% khối lượng.
4.1.2.1.Tổn thất trên đường ống từ bồn chứa sữa nguyên liệu đến hệ thống thiết bò

chuẩn hóa:
q
1
= 0,1%*100 = 0,1 kg
Khối lượng sữa vào thiết bò chuẩn hóa:
G
1v
= 100 – 0,1 = 99,9 kg
Tổn thất trong quá trình chuẩn hóa:
p
1
= 0,2%
Giả sử ta có sơ đồ nguyên lý hiệu chỉnh chất béo như sau:
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
24
90,1 kg sữa gầy Phối trộn 98,8 kg sữa
0,05% chất béo 3,5% chất béo
100 kg sữa ly tâm 8,7kg cream
3,9% chất béo 39% chất béo
9,9 kg cream 1,2 kg cream
39% chất béo 39% chất béo
Khối lượng sữa sau chuẩn hóa có hàm lượng chất béo 3,5%:
G
1s
=
100
9,99
98,8*(100 – 0,2)/100 = 98,5038 kg
Khối lượng cream thu được:

G
c
=
100
9,99
1,2*(100 – 0,2)/100 = 1,1964 kg
4.1.2.2.Tổn thất trên đường ống từ hệ thống thiết bò chuẩn hóa đến thiết bò phối trộn:
q
2
= 0,1%*G
1s
= 98,5038 *0,1/100 = 0,0985 kg
Khối lượng sữa vào thiết bò phối trộn:
G
2v
= G
1s
*(100 – 0,1)/100
= 98,5038 *(100 – 0,1)/100 = 98,4053 kg
Khối lượng chất ổn đònh được sử dụng:
G
ổn
= 0,1% G
2v
= 98,4053*0,1/100 = 0,0984 kg
Tổng khối lượng nguyên liệu vào thiết bò phối trộn:
G
2v
’ = G
2v

+ G
ổn
= 98,4053 + 0,0984
= 98,5037 kg
Tổn thất trong quá trình phối trộn:
p
2
= 0,2% G
2v
’=98,5037*0,2/100 = 0,1970 kg
ĐAMH Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa tiệt trùng GVHD: PGS.TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
SVTH Trần Thò Ngọc Mai
25
Khối lượng nguyên liệu sau phối trộn:
G
2s
= G
2v
’*(100 – 0,2)/100
= 98,5037*(100 – 0,2)/100 = 98,3067 kg
4.1.2.3.Tổn thất trên đường ống từ thiết bò phối trộn đến thiết bò bài khí:
q
3
= 0,2% G
2s
= 98,3067*0,2/100 = 0,1966 kg
Khối lượng nguyên liệu vào thiết bò bài khí:
G
3v
= G

2s
*(100 – 0,2)/100
= 98,3067*(100 – 0,2)/100 = 98,1101 kg
Tổn thất trong quá trình bài khí:
p
3
= 1% G
3v
= 98,1101*1/100 = 0,9811 kg
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình bài khí:
G
3s
= G
3v
*(100 – 1)/100
= 98,1101 *(100 – 1)/100 = 97,1290 kg
4.1.2.4.Tổn thất trên đường ống từ thiết bò bài khí đến thiết bò đồng hóa:
q
4
= 0,2% G
3s
= 97,1290*0,2/100 = 0,1943 kg
Khối lượng nguyên liệu vào thiết bò đồng hóa:
G
4v
= G
3s
*(100 – 0,2)/100
= 97,1290*(100 – 0,2)/100 = 96,9347 kg
Tổn thất trong quá trình đồng hóa:

p
4
= 0,3% G
4v
= 96,9347*0,3/100 = 0,2908 kg
Khối lượng nguyên liệu sau quá trình đồng hóa:
G
4s
= G
4v
*(100 – 0,3)/100
= 96,9347*(100 – 0,3)/100 = 96,6439 kg