Công nghệ sản xuất bơ

Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 1
MỤC LỤC

Mục lục

I/ TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BƠ 3

1) Nguyên liệu 3
1.1. Cream 3
1.2. Vi sinh vật 4
1.3. Các phụ gia 4

2) Quy trình công nghệ sản xuất bơ 5
2.1. Quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men 5
2.2. Quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men 11

3) Bơ thành phẩm 12
3.1. Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm 12
3.2. Bảo quản 12

II/ THIẾT BỊ TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ 13

1) Các thiết bò thanh trùng 13
1.1. Thiết bò trao đổi nhiệt dạng bản mỏng 13
1.2. Thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống 16
1.3. Thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học 19
1.4. So sánh giữa các nhóm thiết bò 22

2) Các thiết bò lên men 23
2.1. Cấu tạo chung 23
2.2. Nguyên lý hoạt động 24

2.3. Giới thiệu một số thiết bò 24

3) Các thiết bò tạo hạt bơ (churning) 24
3.1. Thiết bò hoạt động gián đoạn 24
3.2. Thiết bò hoạt động liên tục 27

4) Các thiết bò bao gói 30

III/. SẢN PHẨM 34
Cụng ngh sn xut b t sa 2

1) nh ngha 35

2)Phõn loi 35

3) So sanh 36
3.1. Sn phm trong nc v ngoi nc 36
3.2. Phng phỏp ch bin: 36
3.3. Hm lng mui (%) trong sn phm 36
3.4. Hm lng cht bộo 37
3.5. Trng thỏi cu trỳc 37
3.6. Thnh phn c bit b sung thờm 37
3.7. Tớnh n
ng s dng 38
3.8. Cỏch x lý nguyờn liu cream 38
3.9. Sn phm mang tớnh vn hoỏ truyn thng 38
3.10. Sn phm t tiờu chun cht lng- huy chng 38
3.11. Ngun gc 39

4) Sn phm: 39

4.1. Sn phm ca cỏc nc Chõu u 39
4.2. Sn phm ca nc Phỏp 42
4.3. Nc Ai-len 44
4.4. Ucrina 50
4.5. M
52
4.6. Nc Anh 54
4.7 Nc n 55
4.8 B Nga 56
4.9 Butter in Japan 56

5.Hng phỏt trin sn phm 56
5.1. Lm a dng húa sn phm bng cỏch to ra hỡnh dng b khỏc nhau, hoc b sung
nhng gia v tao hng v thm ngon. 56
5.2. S dng quy trỡnh sn xut b liờn tc 58
5.3. To ra dũng sn ph
m ớt bộo. 58
5.4. iu chnh thc n cho bũ tao ra dũng sn phm b pht 60
5.5. Nhng hng phỏt trin sn phm to ra dũng sn phm c trng phự hp vi yờu cu
chuyờn bit ca vic sn xut nhng loi sn phm khỏc 60

Taứi lieọu tham khaỷo

Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 3

I/ TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BƠ:

1) Nguyên liệu:
1.1. Cream:
Nguyên liệu chính trong sản xuất bơ là cream. Các nhà máy sản xuất bơ có thể thu

nhận cream từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp ly tâm hoặc thu mua cream từ những
nhà máy chế biến sữa khác.
1.1.1 Các chỉ tiêu chất lượng của cream:
¾ Để đánh giá chất lượng cream, người ta dựa vào ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý,
vi sinh.
 Chỉ tiêu cảm quan: hai chỉ tiêu quan trọng nhất là:
• Mùi.
• Vò.
=> Không được có mùi vò lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bò oxy hóa.
 Chỉ tiêu hóa lý:
• Hàm lượng chất béo: thường dao động trong khoảng 35 – 40%, min 12%.
• Chỉ số iod:
- Nếu chỉ số iod quá cao (lớn hơn 42), bơ thành phẩm sẽ có cấu trúc rất mềm.
- Nếu chỉ số iod quá thấp (nhỏ hơn 28), bơ sẽ trở nên cứng và khó phết lên bánh
khi sử dụng.
=> Dựa vào giá trò chỉ số iod của nguyên liệu, nhà sản xuất sẽ thay đổi các thông
số công nghệ thích hợp để chất lượng bơ thành phẩm luôn ổn đònh và đạt yêu cầu.
• Dư lượng kháng sinh, các chất tẩy rửa công nghiệp: không được chứa các chất này.
=> Do những chất này sẽ ức chế hoạt động của các vi khuẩn lactic và kéo dài thời
gian lên men. Hơn nữa, hàm lượng các sản phẩm trao đổi chất do vi khuẩn giống tạo
ra sẽ không cân đối và ảnh hưởng không tốt đến hương vò sản phẩm.
 Chỉ tiêu vi sinh: hàm lượng vi sinh vật (VSV) trong cream càng thấp càng tốt.
• Nhóm vi khuẩn ưa lạnh: người ta thường chú ý đến nhóm vi khuẩn này vì chúng có
khả năng sinh tổng hợp enzym lipase chòu nhiệt. Trong quá trình thanh trùng
cream, hầu hết các VSV bò tiệu diệt. Tuy nhiên, lipase từ vi khuẩn ưa lạnh có thể
giữ được hoạt tính ở nhiệt độ 100°C (Luquet, 1986). Enzym này xúc tác quá trình
thủy phân chất béo, làm thay đổi thành phần chất béo trong nguyên liệu.
=> Giải pháp: tiến hành thanh trùng ngay sữa tươi khi mới nhập về nhà máy rồi
bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp ( 2 – 4°C) trước khi đem vào chế biến. Chế độ thanh
trùng là 63 – 65°C trong 15 giây. Khi đó nhóm VSV ưa lạnh – nguồn sinh tổng hợp

lipase chòu nhiệt – sẽ bò tiêu diệt hoàn toàn. Nếu các nhà máy không có điều kiện
thanh trùng ngay sữa tươi mới thu mua thì phải tiến hành làm lạnh và bảo quản sữa ở 2
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 4
– 4°C. Trong thời gian tối đa 24 giờ tiếp theo, ta phải thực hiện quá trình thnah trùng
sữa.
1.1.2 Xử lý cream có độ chua cao:
¾ Trong trường hợp nhà máy mua cream nguyên liệu có chất lượng không tốt, độ chua
cao (15 – 20°D) thì cần tiến hành xử lý cream trước khi đưa vào sản xuất bơ.
 Các phương pháp:
• Rửa cream bằng nước sạch với tỉ lệ cream/nước là 1/2 (v/v), sau đó tiến hành ly
tâm để tách nước.
• Trung hòa để làm giảm độ chua của nguyên liệu cream, hóa chất thường dùng là
CaO, Ca(OH)
2


1.2. Vi sinh vật:
Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn lactic dạng LD. Thường gặp
nhất là Streptococcus diacetylactis và Leuconostos citrovorum. Trong quá trình lên men, ngoài
acid lactic, chúng sinh tổng hợp các hợp chất dễ bay hơi như aldehyde acetic, diacetyl,
acetoin… Các hợp chất này sẽ tạo cho sản phẩm bơ hương vò đặc trưng.

1.3. Các phụ gia:
 Chất màu:
Màu sắc của bơ do các hợp chất carotenoides quyết đònh. Thông thường, vào mùa
đông hàm lượng các hợp chất trên trong sữa thấp hơn mùa hè nên bơ thành phẩm có màu
nhạt hơn.
Người ta cho phép sử dụng một số chất màu thực phẩm trong sản xuất bơ. Ví dụ như ở
Pháp, các chất màu có nguồn gốc thiên nhiên sau đây được phép sử dụng:
• Curcumine (E100)

• Cochenille (E120)
• Chlorophylle(E140)
• Carbomedicinalis vegetalis (E153)
• Anthocyane (E160)
• Lactoflavin (E101)
• Indigotine (E132)
• Caramel (E150)
• Carotenoides (E160)

 Muối NaCl: yêu cầu độ tinh sạch không thấp hơn 99,7%.
 Chất chống oxy hóa: phổ biến nhất làgallat propyle, gallate octyl, gallate dodecyl,
butyl hydroxy anisol (BHA) hoặc butyl hydroxy toluen (BHT). Hàm lượng sử dụng
thường không quá 0,01%.
 Các gia vò khác:
Để đa dạng hóa các sản phẩm bơ trên thò trường, nhà sản xuất có thể sử dụng một số
gia vò khác.
Việc lựa chọn gia vò phụ thuộc vào thò hiếu người tiêu dùng và quy đònh của mỗi nước.
Ví dụ như ở Pháp, người ta cho phép sử dụng những gia vò như tiêu, tỏi, mùi tây, củ đinh
hương… trong sản xuất bơ.
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 5

2) Quy trình công nghệ sản xuất bơ:

2.1. Quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men:
2.1.1. Thanh trùng:
 Mục đích: tiêu diệt hệ VSV và ức chế hoạt tính các enzym trong cream.
 Phương pháp thực hiện:
• Nhiệt độ thanh trùng thường sử dụng là 90 – 95°C trong thời gian tối đa 15 – 20
giây. Nếu cream có chất lượng tốt, người ta thường gia nhiệt nhanh nguyên liệu
đến 95°C rồi làm nguội ngay.

Nếu tăng nhiệt độ và thời gian thanh trùng thì hiệu quả của quá trình sẽ tăng.
Tuy nhiên, cream sẽ có mùi nấu và ảnh hưởng xấu đến chất lượng bơ thành phẩm.
• Trường hợp cream có mùi lạ:
- Sử dụng phương pháp bài khí trong điều kiện chân không để tách các cấu tử dễ
bay hơi ra khỏi cream. Quá trình bài khí sẽ được kết hợp thực hiện cùng với
quá trình thanh trùng cream.
- Quy trình thực hiện:
 Đầu tiên, cream sẽ được bơm vào thiết bò trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng để
gia nhiệt lên đến 78°C.
 Tiếp theo, cream được đưa vào bồn chân không để thực hiện quá trình bài
khí. Áp lực chân không cần được hiệu chỉnh sao cho nhiệt độ sôi của cream
trong bồn dao động quanh giá trò 62°C. Khi đó các cấu tử dễ bay hơi sẽ
được tách ra khỏi cream.
 Cuối cùng, cream được đưa trở lại hệ thống trao đổi nhiệt bản mỏng để gia
nhiệt tiếp lên đên 95°C rồi làm nguội.
Ở châu Âu, vào mùa hè sữa tươi thường có mùi hành do nhóm cây họ hành
mọc phổ biến trên các đồng cỏ. Khi đó quá trình bài khí cream trong sản xuất bơ là
cần thiết.

Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 6






Hình 1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men
Cream
Thanh trùng
Cấy giống
Lên men và xử lý
nhiệt – lạnh
Tạo hạt bơ (churning)
và xử lý
Bao gói
Bao bì
Muối
Bơ lên men
Vi khuẩn
lactic
Nhân giống
Sữa bơ
(buttermilk)
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 7
2.1.2. Cấy giống vi sinh vật:
Các nhà máy sản xuất bơ có thể sử dụng sinh khối vi khuẩn lactic dưới dạng sấy thăng
hoa do các hãng chuyên sản xuất giống VSV cung cấp. Nếu không, họ có thể tự nhân giống
để phục vụ sản xuất.

 Cấy giống VSV:
• Môi trường nhân giống: phổ biến nhất là sữa gầy. Trước khi nhân giống, sữa gầy
được thanh trùng ở 90 – 95°C trong thời gian 15 – 30 phút.
• Nhân giống:
- Ta sử dụng phương pháp nhân giống theo nhiều cấp để có đủ số tế bào vi
khuẩn cấy vào cream.
- Các thông số kỹ thuật:
 Nhiệt độ: 20°C.
 Thời gian nhân giống cho mỗi cấp: 7 – 10 giờ.
- Canh trường VSV thu được có độ chua 18 – 20°SH, số tế bào vi khuẩn có thể
lên đến 10
9
tế bào/ml. Những sản phẩm trao đổi chất quan trọng nhất của vi
khuẩn trong canh trường là acid lactic, diacetyl và acid acetic. Chúng sẽ ảnh
hưởng đến hương vò của bơ thành phẩm.
 Tỉ lệ giống cấy: phụ thuộc chỉ số iod của nguyên liệu và nhiệt độ lên men, tỉ lệ
giống cấy thường khoảng 1 – 7% (v/v).

2.1.3. Lên men và xử lý nhiệt lạnh:
Quá trình lên men và xử lý nhiệt – lạnh sẽ diễn ra song song.
2.1.3.1. Lên men:
 Mục đích: Sử sụng vi khuẩn lactic để sinh tổng hợp acid lactic và các sản phẩm trao
đổi chất tạo độ chua và hương vò đặc trưng cho cream.
 Điều khiển quá trình lên men:
• Tốc độ acid hóa cream và chế độ xử lý nhiệt sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc bơ thành
phẩm.
• Yêu cầu kỹ thuật: Sau quá trình lên men
- Độ chua phần không béo trong cream cần đạt quanh giá trò 36°SH.
- Hàm lượng diacetyl trong cream khoảng 1,0 – 1,5ppm.
 Thiết bò: thiết bò hình trụ có cánh khuấy và bộ phận hiệu chỉnh nhiệt độ.

2.1.3.2. Xử lý nhiệt lạnh:
 Mục đích: kết tinh một lượng chất béo có trong cream.
 Nguyên tắc thực hiện: Do cream chứa hỗn hợp các chất béo có điểm nóng chảy khác
nhau nên nhiệt độ kết tinh của chúng cũng khác nhau. Tốc độ kết tinh và độ tinh khiết
của các tinh thể sẽ phụ thuộc vào chế độ xử lý nhiệt. Thông thường, người ta dựa vào
chỉ số iod của cream để chọn chế độ xử lý nhiệt – lạnh tối ưu. Khi đó bơ thành phẩm
sẽ không có cấu trúc quá cứng hoặc quá mềm.

Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 8
Bảng 1: Chế độ xử lý nhiệt lạnh và lượng giống cấy cho quá trình lên men cream tương
ứng với các chỉ số iod khác nhau của nguyên liệu
(Bylund Gosta, 1995)

Chỉ số iod
Chế độ xử lý nhiệt
–
lạnh (°C) Lượng giống cấy (%v/v)
< 28 8
–
21- 20 1
28 – 29 8
–
21
–
16 2 – 3
30 – 31 8
–
20
–

13 5
32 – 34 6
–
19
–
12 5
35 – 37 6
–
17
–
11 6
38 – 39 6
–
15
–
10 7
> 40 20
–
8
–
11 5


Bảng 2: nh hưởng tỷ lệ chất béo lỏng và chất béo rắn trong cream đến độ cứng của bơ
thành phẩm
(Luquet, 1985)

Lượng chất béo lỏng
(% TF)
Lượng chất béo rắn

(% TF)
Cấu trúc bơ thành phẩm
85 15 Bơ mềm
55 45 Bơ cứng
65 – 78 22 - 35
Bơ có độ cứng vừa phải, dễ
phết lên bánh

 Phương pháp thực hiện:
• Các hiện tượng:
- Làm nguội chậm: Trong quá trình thanh trùng cream ở 90 – 95°C, tất cả các hạt
cầu béo đều ở trạng thái lỏng. Khi làm nguội cream xuống 40°C, một số phân
tử chất béo bắt đầu kết tinh. Nếu ta làm nguội cream xuống nhiệt độ thấp hơn
với tốc độ chậm, quá trình kết tinh sẽ kéo dài nhưng các tinh thể béo sẽ lần
lượt xuất hiện với độ tinh khiết cao. Tuy nhiên do thời gian dài nên hàm lượng
các sản phẩm tạo vò chua và hương cho bơ được sinh tổng hợp bởi vi khuẩn
lactic trong cream sẽ không đạt được tỷ lệ cân đối như mong muốn. Trong thực
tế sản xuất , ta cần phải rút ngắn thời gian kết tinh chất béo bằng phương pháp
làm nguội nhanh.
- Làm nguội nhanh: Khi làm nguội nhanh, quá trình kết tinh chất béo trong
cream sẽ diễn ra nhanh. Tuy nhiên, trong trườn hợp này, một số tinh thể chất
béo thu được không đạt độ tinh khiết cao và được gọi là “tinh thể hỗn hợp”
(mixed crystals). Đó là các phân tử triglycerid có điểm nóng chảy thấp bò nhốt
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 9
trong các tinh thể triglycerid có điểm nóng chảy cao. Khi đó tỷ lệ giữa khối
lượng chất béo ở thể lỏng so với tổng khối lượng chất béo (TF) trong cream sẽ
giảm và bơ thành phẩm có cấu trúc cứng, khó phết lên bánh khi sử dụng.
=> Giải pháp kỹ thuật:
Để khắc phục hiện tượng trên, sau khi giảm nhiệt độ cream để kết tinh một phần
chất béo, người ta nâng dần nhiệt độ lên để các triglycerid có điểm nóng chảy thấp sẽ

hóa lỏng và tách ra khỏi các “tinh thể hỗn hợp”. Cuối cùng, tiến hàn hạ nhiệt độ
cream nhưng không quá thấp như ở lần hạ nhiệt độ đầu tiên để tái kết tinh chất béo.
Khi đó một số triglycerid sẽ tiếp tục kết tinh, tuy nhiên độ tinh khiết của các tinh thể
trong cream sẽ tăng, số “tinh thể hỗn hợp” giảm. Ta có thể đạt được tỷ lệ phần trăm
giữa lượng chất béo lỏng so với tổng khối lượng chất béo trong cream (TF) như mong
muốn.
Sau cùng, người ta hạ nhiệt độ hỗn hợp xuống 5 – 6°C và giữ trong khoảng 2 giờ.
Theo Luquet (1985), giải pháp kỹ thuật này sẽ làm giảm độ tổn thất chất béo theo
sữa bơ ở giai đoạn tạo hạt bơ tiếp theo.

Bảng 3: Thành phần các acid béo trong sữa

Acid béo
% tổng lượng acid
béo
Điểm nóng
chảy
Số phân tử
Trạng thái
C H O
A. butyric 3,0 – 4,5 -7,9 4 8 2
Lỏng ở nhiệt độ
phòng
A. caproic 1,3 – 2,2 -1,5 6 12 2
A. caprylic 0,8 – 2,5 16,5 8 16 2
A. capric 1,8 – 3,8 31,4 10 20 2
Rắn ở nhiệt độ
phòng
A. lauric 2,0 – 5,0 43,6 12 24 2
A. myristic 7,0 – 11,0 53,8 14 28 2

A. palmitic 25,0 – 29,0 62,6 16 32 2
A. stearic 3,0 – 7,0 69,3 18 36 2
A. oleic 30,0 – 40,0 14,0 18 34 2
Lỏng ở nhiệt độ
phòng
A. linoleic 2,0 – 3,0 -5,0 18 32 2
A. linolenic < 1,0 -5,0 18 30 2
A. arachidonic <1,0 -49,5 20 32 2

2.1.4. Tạo hạt bơ (churning) và xử lý:
 Mục đích:
Quá trình tạo hạt bơ và xử lý có thể thực hiện theo phương pháp gián đoạn hoặc liên
tục với các công đoạn sau đây:
• Khuấy đảo (churning) hỗn hợp cream có chứa các tinh thể chất béo để biến chúng
thành các hạt bơ và sữa bơ (butter milk).
• Tách sữa bơ để thu nhận các hạt bơ.
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 10
• Xử lý các hạt bơ riêng lẻ để tạo thành một khối kết dính.
• Bổ sung muối và phân bố đều trong toàn bộ khối bơ.
• Hiệu chỉnh độ ẩm và phân bố đều các hạt nước nhỏ li ti trong toàn khối sản phẩm.
• Xử lý chân không để làm giảm lượng khí có trong khối bơ.
 Các biến đổi xảy ra trong quá trình tạo hạt bơ:
Chất béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bò sẽ tồn tại dưới hai dạng: tinh thể
và dòch lỏng.
• Sự tạo bọt: Khi thiết bò thực hiện chuyển động xoay sẽ khuấy đảo mạnh hỗn hợp
cream bên trong và làm xuất hiện các bọt khí. Các hạt cầu béo sẽ phân bố tạp
trung tại bề mặt tiếp xúc pha giữa bọt khí (pha phân tán) và pha lỏng (pha liên tục)
trong hỗn hợp.
• Sự phá vỡ membrane và giải phóng chất béo: Nếu sự khuấy đảo vẫn tiếp tục, các
bọt khí sẽ trở nên nhỏ hơn, bọt dày hơn, membrane bao xung quanh một số hạt cầu

béo bò vỡ và giải phóng ra các phân tử chất béo lỏng bên trong. Các phân tử béo
này sẽ tạo nên một màng mỏng bề mặt các bọt khí và các hạt cầu béo còn lại.
• Sự vỡ bọt: Bọt khí càng dày thì thì số phân tử chất béo được giải phóng ra từ các
hạt cầu béo do hiện tượng membrane bò phá vỡ sẽ càng lớn. Theo thời gian, bọt trở
nên kém bền và nổ vỡ.
• Sự hình thành hạt bơ: Các hạt cầu béo và tinh thể béo nhờ những phân tử béo ở
dạng lỏng tự do sẽ liên kết lại với nhau thành khối và hình thành nên các hạt bơ.
Lúc đầu, kích thước các hạt bơ rất nhỏ và ta không thể nhìn thấy được bằng mắt
thường nhưng sau đó chúng lớn dần.
¾ Lưu ý:
• Để chọn giá trò nhiệt độ thích hợp cho quá trình tạo hạt bơ, người ta dựa vào hàm
lượng chất béo có trong hỗn hợp cream trong thiết bò.
• Trong trường hợp có sử dụng chất màu, chúng được bổ sung vào hỗn hợp cream
trong thiết bò trước khi quá trình khuấy đảo bắt đầu.

2.1.5. Bao gói:
 Thiết bò: Hiện nay, quá trình bao gói sản phẩm được thực hiện trên hệ thống thiết bò
làm việc tự động.

 Sản phẩm: Bơ thường được tạo hình dạng khối chữ nhật với khối lượng 250g hoặc
500g.
 Bao bì: Loại bao bì thích hợp nhất là giấy nhôm hoặc hộp plastic do chúng ngăn cản
được ánh sáng, ẩm và hạn chế tối đa sự tổn thất các cấu tử hương có trong bơ. Sản
phẩm bơ bao gói trong giấy nhôm hoặc hộp plastic tiếp tục được xếp vào những thùng
carton rồi đem bảo quản trong kho lạnh.

Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 11
2.2. Quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men:
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men tương tự như đối với sản phẩm
bơ lên men nhưng đơn giản hơn. Ta bỏ qua hai giai đoạn cấy giống và lên men. Như vậy

nguyên liệu cream sau khi qua thanh trùng sẽ được đem đi xử lý nhiệt lạnh để tạo một số tinh
thể chất béo và để đạt được tỷ lệ thích hợp giữa lượng chất béo dạng pha lỏng và lượng chất
béo dạng tinh thể. Sau đó, hỗn hợp được đưa vào hệ thống thiết bò hoạt động liên tục để tạo
hạt bơ và xử lý bơ thành phẩm.



Hình 2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ không lên men
Cream
Thanh trùng
Xử lý nhiệt lạnh
Tạo hạt bơ (churning)
và xử lý
Bao gói
Bao bì
Muối
Bơ không
lên men
Sữa bơ
(buttermilk)
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 12
3) Bơ thành phẩm:

3.1. Các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm:
 Chỉ tiêu cảm quan:
• Màu sắc: phải đồng đều trong cả khối bơ, từ vàng nhạt đến vàng hơi sậm tùy sản
phẩm.
• Mùi: mùi thơm đặc trưng (mùi hạnh nhân do quá trình thanh trùng, mùi của các
hợp chất hữu cơ sinh ra trong quá trình lên men: acid acetic, acid lactic, diacetyl),
không lẫn mùi lạ.

• Vò: vò ngậy đặc trung của chất béo, vò mặn vừa phải; bơ lên men phải có vò chua
nhẹ của acid lactic.
• Cấu trúc: đánh giá qua độ cứng, độ dẻo, bề mặt khô ráo, bóng mòn, … bằng cách
phết bơ lên bánh rồi quan sát.
 Chỉ tiêu hóa lý:
Tùy theo quy đònh của mỗi nước và mỗi cơ sở sản xuất mà các chỉ tiêu hóa lý có thể
dao động trong những khỏang khác nhau.
• Hàm lượng chất béo: F
min
= 80 -82%.
• Độ ẩm: W
max
= 18%.
• Hàm lượng muối.
• Độ chua.
• Hàm lượng vitamin A, D.
• Các chỉ tiêu khác: hàm lượng protein, …
 Chỉ tiêu vi sinh:
• Tổng số vi khuẩn hiếu khí.
• Nấm men, nấm sợi.
• VSV gây bệnh (salmonella , Listeria): không có.

3.2. Bảo quản:
 Điều kiện bảo quản:
• Nhiệt độ: 5°C.
• Thời gian: vài tháng.
=> Theo Vierling (1999), người ta có thể sử dụng nhiệt độ thấp hơn –15°C để kéo dài
hơn nữa thời gian bảo quản bơ.
 Các biến đổi trong quá trình bảo quản:
Quan trọng nhất là sự oxy hóa chất béo tạo nên các hợp chất peroxyde gây mùi khó

chòu và làm giảm giá trò dinh dưỡng của bơ. Một số peroxyd gây độc cho người sử dụng.
=> Để hạn chế các biến đổi này, ta phải luôn bảo quản bơ trong bao bì kín ở nhiệt độ
thấp.


Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 13
II/ THIẾT BỊ TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ:
1) Các thiết bò thanh trùng (thiết bò làm việc liên tục):

1.1. Thiết bò trao đổi nhiệt dạng bản mỏng (plate heat exchangers):
1.1.1. Cấu tạo chung:
Bộ phận chính của thiết bò là những tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và
được làm bằng thép không gỉ được ghép lại với nhau. Mỗi tấm bảng sẽ có bốn lỗ tại bốn góc
và hệ thống các đường rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền
nhiệt.


Hình 3 : Một số hình dạng bảng mỏng

1.1.2. Nguyên lý hoạt động:
Khi ghép các tấm bản mỏng lại với nhau, trên bộ khung của thiết bò sẽ hình thành nên
những hệ thống đường ống vào và ra cho mẫu khảo sát và chất tải nhiệt chuyển động xen kẽ
nhau. Mẫu khảo sát và chất tải nhiệt có thể chuyển động cùng chiều hay ngược chiều. Tùy
thuộc vào điều kiện cụ thể, các nhà sản xuất sẽ bố trí hệ thống những đường dẫn thích hợp.

H
ình 4 : Nguyên tắc chảy của
mẫu khảo sát và chất tải nhiệt
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 14


Hình 5 : Ví dụ về sơ đồ dòng chảy của sữa và chất tải nhiệt ( 4 x 2/ 2 )

1.1.3. Giới thiệu một số thiết bò:
Hãng Invensys APV
Gasketed plate heat exchanger - Paraflow

Hãng
API schmidt – bretten
SIGMA SIGMAFIT Series Universal Plates

chất tải nhiệt
sữa
Bề mặt truyền nhiệt : trên 3800 m
2

Khoảng cách giữa các bảng mỏng : 2.5 – 4 mm
p suất : 0– 25 Bar
Nhiệt độ: -35 - +250
0
C

Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 15


SIGMA X Series High Performance Plates


Tranter



Wenzhou Lihong Light Industry Mechanical Co., Ltd
.
Lưu lượng : 2000 m
3
/h
Khoảng cách giữa các bảng mỏng : 2.5 – 4 mm
Lưư lượng : 250 m
3
/h
Khoảng cách giữa các bảng mỏng : 4.5 – 5.5
Lưu lượng : 10 - 4600 m
3
/h
p suất làm việc : 10 – 25 bar
Khỏan
g
nhiệt độ : -20
0
C - +180
0

C
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 16



Jiangnan Cooler Factory of Quanzhou


Một số hãng sản xuất khác :
Waukesha Cherry-Burrell
Shanghai Ruipai Machinery Co., Ltd
Nanjing Gaojie Light Industrial Equipment Co., Ltd
Qingdao Yuhe Happiness Boiler Co., Ltd
Shanghai Accessen New-Tech Co., Ltd.

1.2. Thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống (tubular heat exchanger):
1.2.1. Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động:
1.2.1.1. Thiết bò với cấu hình một hoặc nhiều kênh (mono/multichannels):
 Cấu tạo:
Bề mặt truyền nhiệt : 0.05
–
0.2 m
2
/bảng mỏng
Bề dày của bảng mỏng : 0.8 mm
Khoảng cách giữa các bảng mỏng : 28 – 46 mm
p suất : 0.4 – 2 MPa
Nhiệt độ: 120 – 250
0
C

p suất : 1.6 MPa
Nhiệt độ: 180
0
C
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 17
Bề mặt truyền nhiệt là thân các ống trụ có cùng trục nhưng kích thước đường kính
khác nhau. Tại mỗi đầu ống trụ (1) có bộ phận (2) liên kết các ống lại với nhau và bố
trí dòng vào/dòng ra cho thực phẩm/chất tải nhiệt. Toàn bộ hệ thống được lắp ráp chặt
chẽ với nhau nhờ chốt trục (3).

Hình 6 : Thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống với cấu tạo nhiều kênh

 Nguyên lý hoạt động:
Trong quá trình làm việc, thực phẩm và chất tải nhiệt chuyển động ngược chiều,
xen kẽ nhau trong những kênh được tạo ra bởi khoảng không gian giữa các ống trụ
cùng trục trong thiết bò. Kênh ngoài cùng luôn chứa chất tải nhiệt. Thông thường các
ống trụ được thiết kế với bề mặt gồ ghề để tạo ra các dòng chảy rối, nhờ đó hiệu quả
của quá trình truyền nhiệt sẽ được cải thiện.

1.2.1.2. Thiết bò với cấu hình một hoặc nhiều ống (mono/multitubes):
¾ Đây là cấu hình cổ điển của thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống.
 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
• Trường hợp thứ nhất:
- Thiết bò gồm hai ống hình trụ cùng trục nhưng có đường kính khác nhau và
được đặt lồng vào nhau.
- Mẫu thực phẩm sẽ di chuyển theo ống bên trong còn chất tải nhiệt sẽ di
chuyển theo ống bên ngoài.
• Trường hợp thứ hai:
- Thiết bò gồm một chùm ống hình trụ song song có cùng đường kính được đặt
bên trong một ống hình trụ lớn. Mẫu thực phẩm sẽ di chuyển trong các ống

hình trụ nhỏ, còn chất tải nhiệt sẽ di chuyển trong khoảng không gian giữa thân
trong ống hình trụ lớn và thân ngoài ống hình trụ nhỏ. Người ta nối các đoạn
ống trụ lớn trong hệ thống lại với nhau nhờ các vòng nối đôi (2).
- Để tạo nên các dòng chảy rối và tăng cường hiệu quả của sự truyền nhiệt, các
ống trụ nhỏ có thể được thiết kế với cấu hình dạng xoắn.
1 - phần đầu ống
2 - các vòng ống
3 - chốt trục
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 18

Hình 7 : Thiết bò trao đổi nhiệt với cấu hình nhiều ống

1.2.2. Giới thiệu một số thiết bò:




Hãng Invensys APV
Tubular heat exchangers for single or multi-purpose product processing




UHDE

1 – ống chứa sản sản
phẩm bên trong
2 – vòn
g
nối ốn

g

Vật liệu chế tạo : AISI 304L, AISI 319L và
các hợp kim

Nhiệt độ : -30 – 300
0
C

Áp suất : 0 – trên 100 bar
Bề mặt truyền nhiệt : lớn hơn 73 m
2
trong
một module
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 19


Waukesha Cherry-Burrell


Flovex



Một số hãng sản xuất khác :
Bowman
Bloksma

1.3. Thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học
(scraped – surface heat exchangers):

1.3.1. Cấu tạo chung:
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 20
¾ Nhìn chung thiết bò này có cấu hình gần giống với thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống.
• Gồm hai ống hình trụ có kích thước đường kính khác nhau và được lồng đồng trục
vào nhau. Bề mặt hai thân trụ bằng phẳng.
• Tại vò trí trục chung là rotor có gắn các thanh khuấy có thể tháo lắp được.
Thông thường, người ta sử dụng rotor có đường kính từ 50,8 – 127mm. Việc lựa
chọn đường kính rotor phụ thuộc vào kích thước các hạt phân tán trong thực phẩm.
Nếu hạt có kích thước lớn, người ta sử dụng rotor có đường kính nhỏ và ngược lại.
• Trên hệ thống rotor và thanh khuấy có gắn một số thanh chắn theo phương thẳng
đứng.
• Trục gắn các thanh khuấy được nối với một motor đặt phía trên hai ống trụ.



Hình 8 : Thiết bò trao đổi nhiệt dạng ống có bộ phận khuấy trộn cơ học

1.3.2.Nguyên lý hoạt động:
• Thực phẩm sẽ được bơm vào ống hình trụ bên trong từ phía đáy thiết bò và được
tháo ra khỏi thiết bò từ phía trên đỉnh.
• Ngược lại, chất tải nhiệt sẽ được nạp vào từ phía trên đỉnh theo khoảng không gian
được tạo ra giữa hai thân trụ và được tháo ra ngoài từ phía gần đáy.
• Trong quá trình làm việc, các cánh khuấy và thanh chắn sẽ quay giúp cho sự
truyền nhiệt được diễn ra nhanh và tốt hơn, đồng thời giúp phối trộn các mẫu thực
phẩm có độ nhớt cao (trong trường hợp này là cream) hoặc các huyền phù có kích
thước hạt phân tán lớn.
1.3.3. Giới thiệu một số thiết bò:
1
–
ống hình trụ bên trong

2 – rotor
3
–
thanh chắn
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 21










Invensys APVraped
sce heat exchanger - VT+
Scraped surface heat exchanger - VT+


Scraped surface heat exchanger - HDRT and HEXRT


Scraped Surface Heat Exchanger - HT 680

Nhiệt độ làm việc : trên 150
0
C

Năng suất : trên 3 – 5 tấn/h

Bề mặt truyền nhiệt:
+ Ống trụ 422: 0,19 m
2

+ Ống trụ 460: 0,44 m
2

+ Ống trụ 660: 0,68 m
2

+ Ống trụ 680: 0,87 m
2

Nhiệt độ làm việc : trên 150
0
C

Năng suất : trên 3 – 5 tấn/h
Bề mặt truyền nhiệt:
+ Ống trụ 648: 0.55 m
2

+ Ống trụ 672: 0.87 m
2

Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 22

Waukesha Cherry-Burrell





















1.4. So sánh giữa các nhóm thiết bò:
 Hiệu quả truyền nhiệt:
• Dạng bảng mỏng: Tuy dòch kem có độ nhớt cao, khả năng truyền nhiệt kém, nhưng
do chảy thành từng lớp mỏng xen kẽ với chất tải nhiệt nên nhiệt lượng tổn thất
Nhiệt độ làm việc : trên 150
0

C

Năng suất : trên 3 – 5 tấn/h
Bề mặt truyền nhiệt: 0.87 m
2

Bề mặt truyền nhiệt: 11 m
2

Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 23
không nhiều, nhiệt độ được phân phối đều trong toàn dòch cream giúp nâng cao
hiệu quả truyền nhiệt.
• Dạng ống: Dạng thiết bò này thích hợp để thanh trùng hoặc tiệt trùng thực phẩm
dạng huyền phù nên cũng có thể sử dụng để thanh trùng dòch cream có nồng độ
chất khô cao và độ nhớt cao. Tuy nhiên do khả năng truyền nhiệt của cream kém
cũng như cấu tạo đặc trưng của thiết bò nên sự truyền nhiệt trong thiết bò dạng ống
kém hiệu quả hơn dạng bảng mỏng.
• Dạng ống có khuấy trộn: Do thiết bò có các cánh khuấy và thanh chắn nên sẽ giúp
cho quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh và đồng đều hơn. Dạng thiết bò này thích
hợp để gia nhiệt và làm nguội những thực phẩm dạng lỏng có độ nhớt cao, thực
phẩm dạng huyền phù với các hạt phân tán kích thước lớn hoặc để thực hiện quá
trình kết tinh, nên cũng có thể sử dụng để thanh trùng dòch cream có nồng độ chất
khô cao và độ nhớt cao. Tuy nhiên do khả năng truyền nhiệt của cream kém cũng
như cấu tạo đặc trưng của thiết bò (sự truyền nhiệt chủ yếu xảy ra ở lớp kem tiếp
xúc với bề mặt ống trụ trong) nên sự truyền nhiệt trong dạng thiết bò này kém hơn
dạng bản mỏng.
 Chi phí năng lượng:
• Dạng ống có khuấy trộn: tốn nhiều năng lượng nhất do phải thực hiện hai quá trình
gia nhiệt và khuấy trộn dòch cream.
• Dạng bảng mỏng và dạng ống: chỉ gia nhiệt chứ không khuấy trộn dòch cream nên

ít tốn năng lượng hơn.
=> Sử dụng thiết bò trao đổi nhiệt dạng bản mỏng giúp quá trình thanh trùng cream đạt
hiệu quả cao hơn hai dạng thiết bò còn lại về mặt kinh tế cũng như chất lượng bán thành
phẩm.

2) Các thiết bò lên men:

2.1. Cấu tạo chung:
¾ Do cream là môi trường lỏng nên ta sử dụng thiết bò lên men bề sâu có cấu tạo như
sau:
• Vật liệu: thép không gỉ.
• Dạng hình trụ đứng.
• Bên trong thiết bò 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.
Trong sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa, do không cần cung cấp oxy cho
giống VSV (trường hợp này là vi khuẩn lactic kò khí tùy tiện) khi lên men nên các
thiết bò không có hệ thống sục khí.
• Phần trên nắp thiết bò có các cửa với nhiều chức năng khác nhau: cửa thông cánh
khuấy nối với motor, cửa nạp giống, cửa nạp chất diều chỉnh pH, …
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 24
• Cửa nạp môi trường và tháo canh trường ra khỏi thiết bò thường được bố trí ở phần
đáy.
• Ngoài ra thiết bò còn có cửa quan sát, van lấy mẫu, …

2.2. Nguyên lý hoạt động:
¾ Thiết bò hoạt động liên tục với các công đoạn như sau:
• Chuẩn bò thiết bò lên men.
• Nạp môi trường vô trùng vào thiết bò.
• Cấy giống và lên men.
• Bổ sung cơ chất và tháo sản phẩm liên tục.

2.3. Giới thiệu một số thiết bò:




Wenzhou Lihong Light Industry Mechanical Co., Ltd
.


Dung tích : 500 – 8000 L

3) Các thiết bò tạo hạt bơ (churning):

3.1. Thiết bò hoạt động gián đoạn:
3.1.1. Cấu tạo chung:
¾ Thiết bò tạo hạt bơ hay còn gọi là thiết bò khuấy đảo cream hoặc thiết bò đánh cream
có cấu tạo như sau:
• Vật liệu: thép không gỉ.
• Nhiều hình dạng khác nhau: hình trụ đứng – đáy côn, hình trụ ngang, hình lập
phương, hình chóp, …
Cơng nghệ sản xuất bơ từ sữa 25
• Bên trong có các tấm chắn và thanh đánh cream.
• Thiết bò có thể thực hiện chuyển động xoay nhờ một motor và bộ phận truyền
động. Tốc độ quay của thiết bò có thể hiệu chỉnh được.
• Thông số kỹ thuật:
- Thể tích: V = 8000 – 12000 lít, thể tích làm việc tối đa khoảng 40 – 50%V.
- Tốc độ xoay: v = 25 – 35 vòng/phút.

3.1.2. Nguyên lý hoạt động:
 Tạo hạt bơ:

Chất béo trong hỗn hợp cream được nạp vào thiết bò sẽ tồn tại dưới hai dạng: tinh thể
và dòch lỏng. Trong trường hợp có sử dụng chất màu, chúng được bổ sung vào hỗn hợp cream
trong thiết bò trước khi quá trình khuấy đảo bắt đầu.
• Khi thiết bò chuyển động xoay sẽ khuấy đảo mạnh hỗn hợp cream bên trong để
thực hiện quá trình tạo hạt bơ.
• Khi quá trình tạo hạt bơ kết thúc, hỗn hợp thu được trong thiết bò gồm hai phần:
các hạt bơ (butter grains) và sữa bơ (butter milk).
Trong sữa bơ có chứa một lượng chất béo. Giá trò này càng nhỏ chứng tỏ độ tổn
thất chất béo trong quá trình tạo hạt bơ sẽ càng thấp. Ở các nước châu Âu, vào
mùa hè hàm lượng chất béo trong sữa bơ thường cao hơn khi ta so sánh với các
mùa khác trong năm.
 Xử lý hạt bơ:
• Rửa: Sau khi tách sữa bơ ra khỏi thiết bò, người ta thường dùng nước vô trùng để
rửa các hạt bơ nhằm loại bỏ các hợp chất hòa tan trong sữa bơ còn bám trên bề
mặt các hạt bơ.
• Tách nước vàbổ sung muối.
• Trộn và nén ép:
- Các hạt bơ sẽ được nén ép để tạo thành một khối đồng nhất.
Ở giai đoạn này, nước sẽ được phân bố dưới dạng những hạt rất mòn trong
toàn bộ khối bơ mà ta không thể nhìn thấy được chúng bằng mắt thường. Một
hệ nhũ tương mới “nước/dầu” được hình thành.
- Các nhà sản xuất sẽ kiểm tra và hiệu chỉnh độ ẩm cho khối bơ.
• Bài khí:
- Nhằm làm giảm lượng khí tự do có trong khối bơ (nếu cần).
Trong các sản phẩm bơ được sản xuất bằng phương pháp thủ công, thông
thường lượng khí chiếm 5 – 7%(v/v). Hàm lượng khí trong bơ càng thấp thì cấu
trúc bơ sẽ càng cứng.
- Để tách khí, người ta thực hiện khuấy đảo khối bơ trong điều kiện chân không.
Khi đó, lượng khí có thể giảm xuống 1% so với thể tích bơ thành phẩm.
3.1.3. Giới thiệu một số thiết bò:

Invensys APV