Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy sữa tươi tiệt trùng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Tiểu luận
THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY
THỰC PHẨM
Đề tài: Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính
nhà máy sữa tươi tiệt trùng
GVHD: Nguyễn Hữu Quyền
DANH SÁCH NHÓM: Lê Phan Phương Anh_2005100034
Nguyễn Thị Hằng_2005100230
Võ Nguyễn Minh Hoang_2008100076
Võ Thị Ánh Hường_2008100178
1
Thành phố Hồ Chí Minh_tháng 6/2013
Lời nói đầu
Sữa là nguồn dinh dưỡng hoàn hảo, nó chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng Pr, L,
G, các vitamin và khoáng chất, canxi cần thiết cho cơ thể người, và chúng ở dạng cân đối
và dễ hấp thụ bởi cơ thể, có thể nói sữa là một thực phẩm tốt hơn bất kỳ thực phẩm nào:
Protêin trong sữa có khoảng 20 loại amino axit khác nhau trong đó có 8 loại amino axit
cần thiết cho người lớn và 9 amino axit không thay thế cho trẻ con, các loại amino axit
này cơ thể không tự tổng hợp được mà phải lấy từ thức ăn hàng ngày để cơ thể phát triển
và bảo vệ da tócVì vậy để có cuộc sống chất lượng cao, hàng ngày mỗi chúng ta đều phải
dùng sữa để cung cấp năng lượng và các vitamin khoáng chất có lợi cho sức khỏe.
Hiện nay mức thu nhập bình quân ở nước ta đã tăng lên đáng kể, số người giầu ngày
càng nhiều ở cả thành thị và nông thôn. Trình độ nhận thức của người dân ngày càng cao,
họ đã có những hiểu biết và đề cao gía trị dinh dưỡng của sữa đặc biệt cho trẻ nhỏ và
người già.vì vậy nhu cầu là rất lớn mà khẩ năng cung cấp còn hạn chế
Từ những điều trên cho thấy việc xây dựng thêm nhà máy sữa để chế biến sữa tươi
không chỉ đáp ứng nhu cầu trong nước mà còn hướng tới thị trường nước ngoài.
Do vậy, chúng em chọn đề tài “Thiết kế mặt bằng phân xưởng chính nhà máy chế

biến sữa tươi tiệt trùng” để tìm hiểu thêm về quy trình cũng như thiết bị sản xuất sữa tươi
tiệt trùng. Bên cạnh đó, chúng em có thể tìm ra hướng thiết kế mới nhằm giúp cho việc
sản xuất sữa đạt hiệu quả cao hơn.
Trong quá trình thực hiện tiểu luận, nhóm chúng em không trách khỏi thiếu sót, mong
thầy góp ý kiến để bài tiểu luận của nhóm được hoàn thiện hơn. Chân thành cảm ơn thầy
2
Mục lục
Phần 1: GIỚI THIỆU CHUNG 4
Phần 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 8
I. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT 9
II. Thuyết minh quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT 10
Phần 3: TÍNH SẢN XUẤT 22
Phần 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 31
Phần 5: TÍNH ĐIỆN- HƠI- NƯỚC- LẠNH 42
Phần 6: BẢN VẼ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 64
Kết luận 69
3
Phần 1
GIỚI THIỆU CHUNG
4
I. Sữa tươi
Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, được chứng minh có chứa hầu hết các
dưỡng chất cần thiết cho sức khỏe. Có thể nói rất ít loại thực phẩm nào mà
toàn diện về các chất như sữa. Trong sữa có đầy đủ
các chất cần thiết cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể và
cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất cao. Trong sữa có đầy
đủ các chất dinh dưỡng như chất béo, đường lactoza,
các vitamin, chất khoáng, các enzym, Ngoài ra trong
sữa còn có đầy đủ các axit amin không thay thế.Những thành phần trong
sữa giúp con người tăng cường miễn dịch và hồi phục sức khỏe. Thực tế cho thấy,

nơi nào sử dụng nhiều sữa thì tình trạng sức khỏe nơi đó được cải thiện rất tốt.
Thành phần hóa học của sữa bò tươi gồm có:
 Nước
Nước là thành phần chiếm chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan trọng, là dung môi
hòa tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinhhóa.Hàm lượng
nước trong sữa chiếm khoảng 87%/lit sữa. Phần lớn lượngnước ở trong sữa có thể thoát
ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốc hơi nướcở sữa tươi để chế biến thành sữa đặc,
sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và dễ bảo quản hơn sữa tươi.
 Lipit
Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượngchất béo
của sữa thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Có loại sữa ít béo,khoảng 3g trong 100ml
sữa, có loại sữa nhiều chất béo khoảng 5-6g trong 100mlsữa. Đối với sữa bò hàm lượng
béo khoảng 3.9%.Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ. Kích thước
5
củanhững hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: loài giống, tùy từng con vật,thời
gian khác nhau trong thời kỳ tiết sữa … Các hạt chất béo kích thước lớn thìdễ tách ra
khỏi sữa hơn là những hạt chất béo có kích thước nhỏ. Khi để sữa yênlặng một thời gian,
các hạt chất béo của sữa sẽ nổi lên trên mặt thành một lớpváng mỏng gọi là váng
sữa.Trong thành phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, trongđó 2/3 là
acid béo no và còn lại là acid béo chưa no. Trong số những acid béotrong sữa có khá
nhiều acid béo dễ hòa tan trong nước (ví dụ acid caproic). Chấtbéo của sữa cũng dễ xảy
ra những quá trình phân hủy làm thay đổi thành phần vàtính chất như quá trình thủy
phân, quá trình oxy hóa,… làm giảm dần chất lượngcủa sữa và nhiều khi làm hỏng
sữa.Ngoài chất béo thuộc nhóm lipit của sữa còn có photphatit và một số chấtkhác nhưng
hàm lượng không nhiều, photphatit có khoảng 0.5-0.7g trong một lítsữa, trong đó chủ yếu
là lexitin.
 Protein
Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất cửa sữa là protein.Hàm lượngprotein của các
loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong giớihạn 3.0-4.6%.Riêng đối
với sữa bò hàm lượng protein khoảng 3.3-3.5%.Các protein của sữa là những protein

hoàn thiện. Trong thành phần proteincủa sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, trong đó
có đầy đủ các acid aminkhông thay thế được như: valin, lơxin, izolơxin, metionin,
treonin, phenylalanin,triptophan và lyzin.Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu : Casein
chiếm khoảng 80%, lactalbuminchiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ
lượng protein có trong sữavà còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng
kể.
 Glucide
Gluxit có ở trong sữa chủ yếu là lactose. Hàm lượng lactose trong sữa khoảng4.5-5.1%
tùy theo từng loại sữa. Đối với sữa bò hàm lượng này khoảng 4.9%Lactose ở trong sữa
dưới dạng hòa tan.Lactose khó bị thủy phân hơn các loại đường khác.Lactose bị thủy
phân sẽcho một phân tử glucose và một phân tử galactose.
C
12
H
22
O
11
->C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12
O
6
Lactose Glucose Galactose

6
Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen.Vì vậy khi khử trùng sữa, mộtphần
lactose bị caramen hóa nên màu của sữa sau khi đã khử trùng thường sẫmhơn lúc chưa
khử trùng, đồng thời lactose còn có thể kết hợp với các nhóm amincủa protein sữa
(casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sẫm.
II. Công nghệ tiệt trùng UHT
Sữa tươi tiệt trùng là sữa được xử lí ở nhiệt độ cao, đảm bảo tiêu diệt hết các loại vi
sinh vật và enzyme kể cả loại chịu nhiệt. Thời hạn bảo quản cho phép là từ 3 tháng đến 6
tháng. Một quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng cũng phân thành 2 nhánh chính bao gồm
quy trình khác nhau: quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng trong bao bì (bao bì thủy
tinh hay nhựa) và quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng ngoài bao bì UHT (bao bì
giấy vô trùng). Tại Việt Nam thì quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng ngoài bao bì chiếm
ưu thế hơn cả và những loại sữa tươi tiệt trùng Vinamilk, sữa TH true milk đều được sản
xuất theo quy trình này.
Công nghệ chế biến tiệt trùng UHT là gia nhiệt sản phẩm ở 136-140
o
C trong thời gian
ngắn (4 - 6 giây), sau đó làm nguội nhanh ở 25
o
C. Chính nhờ quy trình xử lý nhiệt độ cao
và làm lạnh cực nhanh này đã giúp tiêu diệt hết vi khuẩn có hại, các loại nấm men, nấm
mốc , đồng thời giữ lại tối đa các chất dinh dưỡng và mùi vị tự nhiên của sản phẩm
nguyên liệu.
Sữa thành phẩm sau đó được đóng gói trong bao bì giấy tiệt trùng 6 lớp trong môi
trường hoàn toàn tiệt trùng. Nhờ vậy giúp ngăn 100% ánh sáng và vi khuẩn có hại từ
không khí xâm nhập vào - vốn là nguyên nhân chính khiến thực phẩm nhanh hư hỏng,
biến chất. Nhờ tiêu diệt hết vi khuẩn có trong sản phẩm ở khâu xử lý nhiệt và ngăn vi
khuẩn có hại từ môi trường xâm nhập vào qua quy trình đóng gói hoàn hảo, các sản phẩm
tiệt trùng an toàn tuyệt đối và có hạn sử dụng tới 6 tháng mà không cần dùng chất bảo
quản và trữ lạnh.

Trong bối cảnh quan ngại về vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, các mặt hàng được
chế biến theo công nghệ tiệt trùng UHT trong đó có sữa được xem là lựa chọn thông
minh, an toàn cho người tiêu dùng.
7
Công nghệ tiệt trùng UHT được đánh giá là phát minh quan trọng nhất trong ngành
chế biến thực phẩm của thế kỷ 20. Mỗi năm, hàng trăm tỷ lít sữa tiệt trùng UHT được
bán ra trên toàn thế giới, giúp hàng tỷ người tiếp cận với nguồn dinh dưỡng này.
Phần 2
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
III. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT
8
9
IV. Thuyết minh quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT
1. Sữa tươi nguyên liệu:
Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm sữa nói chung phải là sữa có chất lượng cao.
 Chỉ tiêu cảm quan
- Trạng thái:lỏng, đồng nhất, không bị tách bơ, không có tạp chất.
- Màu sắc: màu trắng ngà.
- Mùi: đặc trưng, không có mùi lạ (chất kháng sinh, chất tẩy rửa, thức ăn…)
- Vị: tự nhiên, hơi ngọt.
 Chỉ tiêu hóa lý
STT Các thông số Yêu cầu
1 Hàm lượng chất béo 3- 4 %
2 Hàm lượng chất khô 11,8- 12,8%
3 pH 6,6
4 Tỷ trọng 1,027 – 1,032
10
5 Độ axit 16-18
o
T

6 Độ nhớt 1,8 cP
 Chỉ tiêu vi sinh
STT Các chỉ tiêu Yêu cầu
1 Tổng số tạp khuẩn <62.10
3
vsv/ml
2 Nấm mốc Không được có
3 Vi khuẩn gây bệnh Không được có
2. Các nguyên liệu khác:
 Nước là nguồn nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất sữa, giúp quá trình
phối trộn dễ dàng hơn. Ngoài ra, nước còn quyết định trạng thái sản phẩm; tạo ph ổn
định; làm sạch; tẩy rửa; vệ sinh và nước còn là tác nhân làm lạnh.
Tiêu chuẩn về nước sản xuất (QCVN 02:2009/BYT)
Cảm quan:
- Màu sắc: Không màu
- Mùi vị: Không
Chỉ tiêu VSV:
- Tổng số vi khuẩn hiếu khí ≤ 1000 cfu/ml
- Coliform ≤ 0/100 ml
Chỉ tiêu hoá lý:
- pH: 7 - 8,5
- Độ cứng: ≤ 70 mg/l
- Hàm lượng Clo dư ≤ 0,3 mg/l
- Hàm lượng sắt tổng số ≤ 0,1 mg/l
- Ammonia ≤ 0,5 mg/l
- Mangan ≤ 0,005 mg/l
- Nitrat ≤ 30 mg/l
- Nitrit ≤ 0,02 mg/l
- Sunfat ≤ 100 mg/l
- Axit cacbonic ăn mòn: không có

- Tổng lượng sắt hoà tan ≤ 500 mg/l
- Hàm lượng kim loại nặng:
Ca ≤ 20 mg/l
Cd ≤ 0,003 mg/l
Pb ≤ 0,01 mg/l
Hg ≤ 0,001 mg/l
 Đường RE
RE là chữ viết tắt của Refined Extra. Đường RE là đường tinh luyện thượng
hạng.Đường RE có vai trò giúp tạo độ ngọt và cung cấp năng lượng cho sữa.Trong sản
xuất sữa tươi tiệt trùng, đường RE cần đạt các chỉ tiêu sau đây:
Bảng 3.4. Tiêu chuẩn đường RE (TCVN 7968:2008)
11
ST
T
Các thông số Tiêu chuẩn
1 Chỉ tiêu cảm quan
Trạng thái
Tinh thể đồng đều không vón
cục màu trắng
Vị
Vị ngọt đặc trưng, không có vị
lạ
Mùi Không có mùi lạ
2 Chỉ tiêu hóa lí
Hàm lượng Saccharose
≥ 99,9%
Hàm lượng tro
≤ 0,03%
Độ màu
≤ 30 ICUMSA

Hàm lượng ẩm
≤ 0,05%
Tạp chất
≤ 2 ppm
Đường khử < 0,02%
3 Chỉ tiêu vi sinh
Nấm men, nấm mốc
≤ 10/10 g
Clostridium perfringens 0/g
4 Chỉ tiêu kim loại Chì – Pb
≤ 5 ppm
5 Quy cách đóng gói
50 kg/bao
Bao bì gồm 2 lớp: PP và PE
6 Date
Còn ít nhất 18 tháng tại thời
điểm nhập
 Chất ổn định
Mục đích của việc sử dụng chất ổn định nhằm duy trì trạng thái đồng nhất của dịch
sữa trong thời gian dài.Chất ổn định được sử dụng phải hoà tan ngay và hoàn toàn trong
dung dịch sữa. Trong suốt quá trình chế biến độ nhớt không được tăng lên nhằm tránh
gây ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị.
Bảng 3.5. Tiêu chuẩn chất ổn định, phị gia (TCVN 6471-98).
STT Các thông số Yêu cầu
1 Cảm quan Trạng thái Dạng bột mịn, tơi, không vón cục
Màu sắc Màu trắng nhạt.
2 Chỉ tiêu vi sinh Tổng số VSV Max 5000 cfu/g
12
Nấm men Max 500 cfu/g
Nấm mốc Max 500 cfu/g

Enterobacteiaceae 0/ 0,01 g
Staphylococcus 0/ 0,01 g
E.coli 0/0,1 g
Salmonella 0/25 g
3 Chỉ tiêu kim loại
nặng (mg/kg)
As ≤ 3,0
Pb ≤ 5,0
Hg ≤ 1,0
Cd ≤ 1,0
4 Quy cách đóng gói 25 kg/bao,
Bao bì có nhiều lớp với lớp PE ở
ngoài
5 Thời hạn sử dụng - Còn ít nhất 2/3 hạn sử dụng,
3. Kiểm tra - thu nhận
 Mục đích: đảm bảo chất lượng cho nguồn sữa nguyên liệu
 Phương pháp: Sữa tươi được thu mua từ các trại chăn nuôi 2 lần trong một ngày, sữa
đưa đến nhà máy được kiểm tra về chất lượng cũng như số lượng trước khi bơm vào
các bồn chứa, trên đường ống có lắp đặt hệ thống lọc tạp chất, làm sạch sơ bộ sữa.
 Thiết bị: thiết bị tiếp nhận sữa của hãng Tetra Pak
13
- Nguyên lý hoạt động: Hệ thống được điều khiển tự động nhờ bộ điều khiển. Hệ thống
được lắp đặt trên cùng mặt phẳng với nơi các xe bồn đến giao sữa. tạo ra một đầu hút
dương trước bộ khử khí, sữa đi vào bộ khử khí nhờ trọng lực. Không khí được loại trừ
một cách hữu hiệu nhờ chân không và kết quả là việc đo lường được chính xác và
chất lượng sữa được cải thiện. Việc vận hành của bơm chân không. bộ xả khí và lưu
lượng của sữa được điều khiển theo mức trong bộ khử khí. Sau khi nạp. lượng sữa đã
đo lường được đọc và ghi vào hệ thống.
4. Làm lạnh bảo quản:
 Mục đích:

- Làm lạnh hạn chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu.
- Hạn chế sự phân hủy chất dinh dưỡng của sữa dưới tác dụng của hệ enzyme có sẵn
trong sữa tươi.
 Phương pháp:
- Làm lạnh nhiệt độ của sữa tươi xuống 4- 6
0
C.
- Trong quá trình tạm chứa cần khuấy trộn đều, làm nhiệt độ khối sữa đồng đều. Đồng
thời kiểm tra liên tục chỉ tiêu vi sinh vật nhằm khắc phục kịp thời những hư hỏng của
sữa tươi.
14
5. Ly tâm tách béo và tiêu chuẩn hóa:
 Mục đích:
- Tách một phần chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu.
- Ly tâm làm sạch nhằm loại bỏ triệt để các tạp chất nhỏ nhất, làm tăng chất lượng cho
sữa, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm tách béo và tránh hư hỏng cho các máy móc
thiết bị.
 Phương pháp: Sữa được ly tâm bằng thiết bị ly tâm, trước khi ly tâm sữa được làm
nóng lên 45
o
C để giảm độ nhớt, tăng hiệu suất ly tâm.
 Thiết bị:
- Cấu tạo:
Thiết bị gồm có thân máy, bên trong là thùng quay, được nối với một motor truyền
động bên ngoài thông qua trục dẫn.Các đĩa quay có đường kính dao động từ 20 ÷102
cm và được xếp chồng lên nhau. Các lỗ trên đĩa ly tâm sẽ tạo nên những kênh dẫn
theo phương thẳng đứng. Khoảng cách giữa hai đĩa ly tâm liên tiếp là 0.5 ÷ 1.3 mm.
- Nguyên tắc hoạt động :
Sữa nguyên liệu được đưa vào qua ống trục giữa của thiết bị ly tâm, chảy theo các
rãnh vào khe của các đĩa rồi phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa. Khe hở giữa các đĩa

của thùng quay khoảng 0.4mm.Sữa trong thùng quay chuyển động với tốc độ 2– 3 cm/s.
15
Dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ phân chia sữa.Các cầu mỡ nhẹ hơn nên dưới tác dụng
của lực ly tâm sẽ chuyển động về phía trục quay tập trung xung quanh trục giữa.Các cầu
mỡ có kích thước lớn tập trung ở gần tâm.càng xa tâm thì lượng cream càng giảm dần.
Sữa gầy nặng hơn nên có xu hướng tiến về phía ngoại vi. Sữa nguyên liệu tiếp tục
được đưa vào gây áp suất đẩy sữa gầy và cream đến phía trên. Cream theo một đường
riêng qua van điều chỉnh và được đưa ra ngoài. Sữa gầy đi qua một đường khác ra ngoài,
chảy vào bình đựng sữa gầy. Hàm lượng chất béo trong sữa gầy là 0,05%, còn trong
cream là 40%.Sữa trong đường ống sẽ được phối trộn với sữa gầy và sữa béo thành sữa
có hàm lượng chất béo là 3,2%.
6. Gia nhiệt:
 Mục đích: Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa,
giảm độ nhớt của khối sữa và tiêu diệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạp trùng.
 Phương pháp: Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 65
0
C.
 Thiết bị:
- Cấu tạo: Bộ phận chính của thiết bị là những
tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và
được làm bằng thép không rỉ. Mỗi tấm bảng sẽ
có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường
rãnh trên khắp các bề mặt để tạo sự chảy rối và
tăng diện tích truyền nhiệt. Khi ghép các
bảng mỏng lại với nhau trên bộ khung của
thiết bị sẽ hình thành trên những hệ thống đường vào và ra cho sữa.
7. Đồng hóa
 Mục đích:
16
- Khi đồng hóa, các hạt cầu béo sẽ được xé nhỏ và phân bố đều trong pha

liên tục, ngăn chặn sự phân lớp giữa chất béo và các thành phần khác trong sữa làm
cho sữa có trạng thái nhũ tương bền vững.
- Tăng hệ số truyền nhiệt của sữa, từ đó giúp quá trình tiệt trùng sữa được tốt
hơn.
 Phương pháp: sử dụng phương pháp đồng hóa bằng áp lực cao. Hệ phân tán sẽ được
một bơm cao áp đưa vào một khe hẹp có tiết diện giảm dần. Kích thước khe hẹp dao
động từ 15-30 . Tốc độ chuyển động của hạt phân tán khi đến khe hẹp sẽ lên tới 50 –
200 m/s. Sau khi đi qua khe hẹp, các hạt phân tán bị giảm kích thước và phân bố đều
trong pha liên tục.
 Thiết bị:
- Cấu tạo:
- Nguyên lý hoạt động:
Gồm hai bộ phận chính bơm cao áp và hệ thống tạo đối áp
Bơm cao áp được vận hành bởi động cơ điện (1) thông qua một trục quay (4) và bộ
truyền động (2) để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh
tiến của piston.Các piston (5) chuyển động trong xilanh ở áp suất cao.Bên trong thiết bị
còn có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục đích làm mát cho piston trong suốt quá trình
làm việc.
Mẫu nguyên liệu sẽ được đưa vào thiết bị đồng hoá bởi một bơm piston. Bơm sẽ tăng
áp lực cho hệ nhũ tương từ 3bar lên đến 100 ÷ 250 bar hoặc cao hơn tại đầu vào của khe
hẹp (5). người ta sẽ tạo ra một đối áp lên hệ nhũ tương bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách
17
khe hẹp trong thiết bị giữa bộ phận sinh lực (1) và bộ phận tạo khe hẹp (3). Đối áp này
được duy trì bởi một bơm thuỷ lực sử dụng dầu. Khi đó áp suất đồng hoá sẽ cân bằng với
áp suất dầu tác động lên piston thuỷ lực.
Vòng đập (2) được gắn với bộ phận tạo khe hẹp (3) sao cho mặt trong của vòng đập
vuông góc với lối thoát ra của hệ nhũ tương khi rời khe hẹp. Như vậy, một số hạt của pha
phân tán sẽ tiếp tục va vào vòng đập (2) bị vỡ ra và giảm kích thước. Quá trình đồng hoá
chỉ xảy ra trong vòng 15 giây.
8. Thanh trùng

 Mục đích: Tiêu diệt vi sinh chịu nhiệt kém kéo dài thời gian bảo quản cho sữa.
 Phương pháp: Sữa từ thiết bi đồng hóa bơm sang thiết bị gia nhiệt. Ở đây, sữa được
chảy qua các tấm gia nhiệt lên 75
0
C. Khi sữa đạt lên 75
0
C rồi được chuyển qua các
ống lưu nhiệt 15- 20 s. Sau đó sữa lại quay về các thiết bị gia nhiệt. Lúc này, sữa ra sẽ
tiếp xúc với sữa vào và truyền nhiệt cho sữa vào để giảm nhiệt độ xuống.Sữa sau khi thanh
trùng xong được đưa qua bồn chứa sau thanh trùng, thời gian chứa tối đa là 48h. Yêu
cầu: sữa phải được thanh trùng đạt 75
0
C trong 15s.
9. Phối trộn(đường, chất ổn định, chất nhũ hóa)
 Mục đích:
- Tạo cho sản phẩm có độ ngọt thích hợp cho người tiêu dùng.
- Tạo trạng thái ổn định cho sữa. tránh phân lớp.
- Tăng thời gian bảo quản.
 Phương pháp:
- Bơm 25% sữa làm sữa nền rồi gia nhiệt lên 65 – 70
0
C rồi chovào bồn
almix.
- Trộn chất ổn định và chất nhũ hóa vào tuần hoàn trong vòng 10 – 15 phút,
QA kiểm tra chất lượng đạt rồi cho lượng sữa còn lại vào, tiếp tục cho đường vào tuần
hoàn 5 - 10 phút rồi cho qua bồn chứa sau trộn. Kiểm tra chất lượng nếu đạt thì đi lọc
rồi đưa đi tiệt trùng UHT.
- Quá trình được thực hiện trong bồn trộn có cánh khuấy với số vòng quay
250- 300 vòng/ phút.
10. Lọc sữa

 Mục đích: Lọc những đường và những chất chưa tan trong quá trình phối trộn.
 Phương pháp:
18
11. Đồng hóa lần 2
Tương tự đồng hóa lần 1 nhưng ở nhiệt độ 70 – 75
0
C.
12. Tiệt trùng UHT
 Mục đích: Để tiêu diệt tất cả các vi sinh vật cũng như các enzyme, kể cả loại chịu
nhiệt có trong sữa. Do đó thời hạn bảo quản và sử dụng sữa ở điều kiện nhiệt độ
thường có thể kéo dài tới hơn 6 tháng.
 Phương pháp:
- Thiết bị chính ở công đoạn này là thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng có nhiều ngăn. Quá
trính được thực hiện qua 4 công đoạn chính:
 Nâng nhiệt sơ bộ.
 Tiệt trùng.
 Hạ nhiệt sơ bộ.
 Hạ nhiệt đến nhiệt độ yêu cầu.
- Dịch sữa mới vào sẽ trao đổi nhiệt với dịch sữa sau tiệt trùng đẻ nâng nhiệt sơ bộ lên
khoảng 85- 90
0
C. Tiếp theo dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với hơi từ lò hơi để nâng lên
nhiệt độ tiệt trùng là 136- 140
0
C và sẽ được lưu ở nhiệt độ này trong thời gian 4 giây,
áp suất tiệt trùng là 6 bar. Sau đó, dịch sữa sau tiệt trùng sẽ được trao đổi nhiệt với
dịch sữa mới vào để hạ dần nhiệt độ. Cuối cùng dịch sữa sẽ trao đổi nhiệt với nước
lạnh 2
0
C để đạt nhiệt độ yêu cầu khi ra khỏi thiết bị. Sữa được vào thiết bị tiệt trùng

dạng ống lồng ống và thực hiện quá trình tiệt trùng. Cuối cùng. sữa được làm nguội về
28
o
C ngay trong thiết bị tiệt trùng và được bơm vào thiết bị Alsafe.
- Toàn bộ quá trình tiệt trùng và làm nguội được điều khiển bằng chương trình đã lập
trình sẵn.
13. Lưu trữ vô trùng
 Mục đích: chứa dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót.
 Phương pháp: Dịch sữa sau khi qua hệ tiệt trùng và làm nguội thì sẽ vào bồn chờ rót
vô trùng. Dịch sữa đươc khuấy trộn trước khi chiết rót.
 Thiết bị
- Cấu tạo: Bồn là một thiết bị kín có cánh khuấy.Toàn bộ hoạt động của bồn dược điều
khiển bằng môt máy tính đã lập trình sẵn.
14. Rót và bao gói
 Mục đích: rót vào bao bì thích hợp giúp tạo điều kiện thuận lợi khi sử dụng và vận
chuyển sản phẩm. Sữa được rót vào bao bì hộp giấy 180ml trong điều kiện hoàn toàn
vô trùng. Sau đó được dán ống hút. in date và xếp hộp carton.
19
 Phương pháp
- Đưa băng giấy qua bể H
2
O
2
để tiệt trùng giấy, có nồng độ 32– 38%, Sau đó loại
bỏ H
2
O
2
trên bề mặt bao bì tiếp xúc với sản phẩm bằng trục ép.
- Khi tiến hành rót, hộp được hút chân không đồng thời được nạp khí nitơ, để cấu

trúc hộp vững chắc, tạo khoảng không cho sữa dãn nở và sản phẩm khi uống có cảm giác
đồng đều.
- Trong khi rót hộp, khoảng 45 phút một lần hoặc sau khi hết một cuộn giấy, nhân
viên vận hành máy phải kiểm tra xem hộp có kín không, có vuông cạnh không. QA
thường xuyên kiểm tra quá trình đóng hộp quá trình lấy mẫu đầu quá trình rót, cuối quá
trình rót và 20 phút/ lần
- Đóng block và đóng thùng: 4 hộp/block, 10 block/thùng, 100 thùng/pallet.
15. Sản phẩm
Sản phẩm dạng lỏng, đồng nhất có qua xử lý tiệt trùng.
Không sử dụng chất bảo quản.
Màu trắng ngà, hương thơm đặc trưng của sữa.
Có pH = 6,4 – 6,8; % khô = 15,8 ± 0,1; % béo = 3,2
20
Phần 3
TÍNH SẢN XUẤT
21
I. Kế hoạch sản xuất
- Năng suất nhà máy là 150 tấn sữa tiệt trùng/ngày.
- Nhà máy sản xuất:
 3 ca/ ngày; 1 ca = 8 giờ (thực tế chỉ làm 7h, 1h cho công nhân nghỉ).
 Thực tế, một ngày nhà máy sản xuất 21 giờ.
 Một tháng nghỉ 4 ngày chủ nhật.
 Tháng 7, nhà máy nghỉ 15 ngày để bảo dưỡng máy móc; nghỉ 2 ngày chủ nhật
của 2 tuần cuối tháng.
 Nhà máy nghỉ Tết Nguyên đán 4 ngày (vào tháng 2 dương lịch).
Bảng thể hiện kế hoạch sản xuất của nhà máy trong 1 năm
Tháng
Số ngày sản xuất
trong tháng
Số ca sản xuất

trong tháng
Năng suất trong
tháng (tấn)
1 27 81 4050
2 20 60 3000
3 27 81 4050
4 26 78 3900
5 27 81 4050
6 26 78 3900
7 14 42 2100
8 27 81 4050
9 26 78 3900
10 27 81 4050
11 26 78 3900
12 27 81 4050
Cả năm 300 900 45000
II. Tính cân bằng vật chất
1. Số liệu ban đầu
Thành phần Hàm lượng trong sữa
Chất khô của sữa 9,5%
Chất béo 3,2 %
Đường saccharose 4 %
Chất ổn định 0,7%
Khối lượng riêng của sữa (có đường),
KH:
1,04 kg/l
Khối lượng riêng của sữa (không đường)
KH:
1,03 kg/l
22

2. Tính cân bằng vật chất của dây chuyền sản xuất sữa trong một ngày
Lượng sữa tươi tiệt trùng được sản xuất trong một ngày là 150 tấn = 150000 kg
Đổi sang thể tích
Để tính cân bằng vật chất trong từng công đoạn của quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng
UHT, ta áp dụng công thức:
)100(
100
gh
Gr
Gv
−
×
=
Trong đó: -
Gv
làlượng sữa trước khi vào mỗi công đoạn.
-
Gr
là lượng sữa sau mỗi công đoạn.
-
gh
là lượng sữa tiêu hao ở mỗi công đoạn.
Lượng sữa sau một công đoạn bằng với lượng sữa vào công đoạn tiếp theo trong quy
trình. Để tìm được lượng nguyên liệu ban đầu, ta tính cân bằng vật chất từ công đoạn
cuối đến công đoạn đầu như sau:
2.1. Lượng sữa trước khi chiết rót
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn chiết rót là 1%.Lượng sữa sau khi chiết rót
chính là lượng sữa thành phẩm để đạt năng suất 150 tấn/ngày.
Ta có: G
r (chiết rót)

= V
sữa thành phẩm
=
G
v(chiết rót)
=
2.2. Lượng sữa trước khi tiệt trùng
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn tiệt trùng là 0,2%.Lượng sữa sau khi tiệt trùng
bằng lượng sữa trước khi chiết rót.
Ta có: G
r (tiệt trùng)
= G
v (chiết rót)
=
G
v (tiệt trùng)
=
2.3. Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 2
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn đồng hóa là 0,1%.Lượng sữa sau khi đồng hóa
bằng lượng sữa trước khi tiệt trùng.
23
Ta có: G
r (đồng hóa)
= G
v (tiệt trùng)
=
G
v (đồng hóa)
=
2.4. Lượng sữa trước khi lọc

Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn lọc là 0,1%. Lượng sữa sau khi lọc bằng lượng
sữa trước khi đồng hóa
Ta có: G
r (lọc)
= G
v (đồng hóa)
=
G
v (lọc)
=
2.5. Lượng dịch sữa trước khi phối trộn
Lượng sữa sau khi phối trộn (chưa tính hao hụt) bằng lượng sữa trước khi lọc
Ta có: G
r (phối trộn)
= G
v (lọc)
=
Để tính số lượng các thành phần khác bổ sung vào sữa trong công đoạn phối trộn, ta
chuyển lượng sữa sau khi phối trộn sang đơn vị khối lượng
m
r (phối trộn)
= G
r (phối trộn)
= = 152122,89 (kg)
 Tính lượng đường saccharose cần thêm vào sữa trong công đoạn phối trộn
- Hàm lượng đường saccharose trong sữa là 4% và đường saccharose có độ tinh khiết
là 99,7%. Ta có lượng đường cần cho công đoạn phối trộn (chưa tính hao hụt)
m
đường
(kg)

- Lượng đường hao hụt trong công đoạn phối trộn là 0,5%. Ta có lượng đường cần
thêm vào thực tế là:
m
đường (thực tế)
=
 Tính lượng chất ổn định thêm vào (hao hụt không đáng kể)
Hàm lượng chất ổn định trong sữa là 0,7%:
(kg)
 Tính khối lượng dịch sữa trước khi phối trộn là:
(kg)
Đổi sang thể tích:
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn phối trộn là 0,1%. Vậy lượng dịch sữa trước khi
phối trộn thực tế là:
G
v (phối trộn)
=
24
2.6. Lượng sữa trước khi lưu trữ, gia nhiệt
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn này là 0,1%. Lượng sữa sau khi lưu trữ và gia
nhiệt bằng lượng sữa trước khi phối trộn
Ta có: G
r (lưu trữ, gia nhiệt)
= G
v (phối trộn)
=
G
v (lưu trữ, gia nhiệt)
=
2.7. Lượng sữa trước khi thanh trùng
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn thanh trùng là 0,1%. Lượng sữa sau khi thanh

trùng bằng lượng sữa trước khi lưu trữ và gia nhiệt
Ta có: G
r (thanh trùng)
= G
v (lưu trữ, gia nhiệt)
=
G
v (thanh trùng)
=
2.8. Lượng sữa trước khi đồng hóa lần 1
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn thanh trùng là 0,1%. Lượng sữa sau khi đồng
hóa lần 1 bằng lượng sữa trước khi thanh trùng
Ta có: G
r (đồng hóa lần 1)
= G
v (thanh trùng)
=
G
v (đồng hóa lần 1)
=
2.9. Lượng sữa trước khi bài khí, gia nhiệt
Ta xét lượng sữa hao hụt ở công đoạn bài khí, gia nhiệt là 0,2%. Lượng sữa sau khi
bài khí, gia nhiệt bằng lượng sữa trước khi đồng hóa lần 1
Ta có: G
r (bài khí, gia nhiệt)
= G
v (đồng hóa lần 1)
=
G
v (bài khí, gia nhiệt)

=
2.10. Lượng sữa trước khi ly tâm tách béo và chuẩn hóa hàm lượng béo
 Ta có hàm lượng chất béo trong sữa gầy là 0,05%, còn trong cream là 40%. Đối với
sữa bò hàm lượng béo khoảng 3.9%. Sữa gầy và sữa chưa tách béo được hòa trộn với
nhau thành sữa có hàm lượng chất béo là 3,2%.
 Lượng sữa sau khi ly tâm tách béo và chuẩn hóa hàm lượng béo bằng lượng sữa trước
khi bài khí và gia nhiệt, bao gồm sữa gầy và sữa chưa tách béo
- Ta có : G
r (ly tâm, chuẩn hóa)
= G
v (bài khí, gia nhiệt)
=
- Đổi sang khối lượng :
(kg)
 Tính lượng sữa trước khi ly tâm tách béo
25