Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream 40% với hai mặt hàng Sữa chua uống 16 triệu lít SP năm, Bơ lên men 1,8 tấn SP năm

Đồ án tốt nghiệp - 1 - Thiết kế nhà máy sữa
LỜI MỞ ĐẦU
Sữa là một sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, trong sữa chứa
nhiều chất cần thiết cho cơ thể như: glucid, protein, lipid, các axit amin không
thay thế, các vitamin và muối khoáng . . . Ngoài ra, sữa còn sử dụng vào nhiều
mục đích khác như giải độc, chữa bệnh . . .
Công nghệ chế biến sữa luôn là một lĩnh vực quan trọng của ngành chế biến
thực phẩm. Ở nước ta, ngành chế biến sữa đang phát triển mạnh, sự ra đời của
nhiều nhà máy sữa đã đáp ứng phần nào nhu cầu về sữa trong nước, hạn chế nhập
khẩu sản phẩm sữa từ nước ngoài.
Nước ta có vị trí địa lý thuận lợi , khí hậu nhiệt đới gió mùa. Đây là những điều
kiện rất tốt cho việc chăn nuôi gia súc mà đặc biệt là chăn nuôi bò sữa. Trên thị
trường nước ta đang tiêu thụ mạnh các sản phẩm sữa tiệt trùng, sữa chua uống, bơ lên
men, phô mai, … Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, trong tương lai nhu cầu về
sữa tại nước ta sẽ tăng lên rất mạnh. Tuy nhiên ngành chế biến sữa ở nước ta còn non
trẻ, sản lượng sữa chế biến không nhiều, việc chăn nuôi và chế biến chưa đồng bộ.
Từ thực tế trên, trong những năm gần đây nhà nước đã tổ chức khai thác tiềm
năng và phát triển đàn bò sữa theo hình thức quốc doanh kết hợp với quy mô nhỏ
trong các hộ nông dân dựa trên các điều kiện ở địa phương và tiến hành xây dựng các
nhà máy chế biến sữa mới. Các nhà máy này có thể vừa sản xuất từ nguồn nguyên
liệu sữa tươi hay sữa bột gầy. Hiện tại các nhà máy sữa vẩn phải nhập nguyên liệu từ
nước ngoài là chủ yếu. Do đó, tôi chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu
sữa tươi và cream 40% với hai mặt hàng :
- Sữa chua uống năng xuất 16 triệu lít sản phẩm/ năm.
- Bơ lên men năng xuất 1,8 tấn sản phẩm/ năm“.
Với sự ra đời của nhà máy sữa ở khu công nghiệp Phú Bài, huyện Hương Thủy,
tỉnh Thừa Thiên Huế sẽ đáp ứng một phần nhu cầu về các sản phẩm sữa ở miền
Trung của nước ta.
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 2 - Thiết kế nhà máy sữa
CHƯƠNG 1

LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa:
Sữa và bơ là hai loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt là sữa. Hiện
nay, nhu cầu sử dụng của con người ngày càng lớn, không những gia tăng về số
lượng, chất lượng mà còn đòi hỏi rất nghiêm ngặt về an toàn vệ sinh thực phẩm. Vì
vậy, việc đầu tư để xây dựng nhà máy sản xuất sữa và bơ là rất cần thiết. Hơn nữa,
xây dựng nhà máy còn góp phần giải quyết việc làm cho người lao động, nâng cao
tiềm lực kinh tế của Nhà nước.
Nhà máy được xây dựng đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Vị trí đặt nhà máy gần nguồn nguyên liệu và 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, chúng tôi chọn địa điểm
xây dựng nhà máy chế biến sữa và bơ tại khu công nghiệp Phú Bài, tỉnh Thừa Thiên
Huế.
Khu công nghiệp Phú Bài nằm cách biệt khu dân cư. Do đó, có khá nhiều
thuận lợi cho việc xử lý nước thải, tiếng ồn, tránh ảnh hưởng đến đời sống nhân
dân địa phương.
Khí hậu: Huế nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Một năm chia ra hai
mùa rõ rệt: mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8 và mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12.
Nhiệt độ trung bình khoảng 25
0
C, độ ẩm trung bình khoảng 85%, hướng gió chủ
đạo là hướng Đông Nam Nhà máy được xây dựng trên khu đất bằng phẳng, chịu
lực và gần đường quốc lộ thuận tiện trong việc giao thông đi lại.
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 3 - Thiết kế nhà máy sữa

1.3. Nguồn nguyên liệu:
Nguyên liệu chính để sản xuất sữa chua uống là sữa tươi, bơ là cream.
Nguyên liệu sữa tươi và cream được thu mua tại các vùng lân cận như: các huyện
ở tỉnh Quảng Nam, và việc vận chuyển nguyên liệu về Phú Bài tương đối gần,
thuận tiện, dễ dàng cho việc sản xuất của nhà máy.
Hiện nay công trình hầm Hải Vân đã hoạt động nên vấn đề giao thông có
nhiều thuận lợi theo đường bộ, ngoài ra nguyên liệu cũng có thể được nhập về qua
đường thuỷ theo cảng Chân Mây sau đó được chuyển về nhà máy bằng đường bộ.
1.4. Thiết bị:
Nhà máy có thể nhập các thiết bị hiện đại. Ngoài ra, để giảm bớt chi phí ta có
thể đặt hàng tại các cơ sở để tự gia công một số thiết bị ở trong nước.
1.5. Giao thông vận tải:
Nhà máy được xây dựng gần Quốc lộ 1A, đồng thời giáp với tuyến đường sắt
xuyên Việt. Hai đầu của thị trấn Phú Bài là hai ga đường sắt: ga Nông và ga
Hương Thuỷ, đối diện với khu công nghiệp là sân bay Phú Bài. Do đó việc vận
chuyển nguyên liệu, trang thiết bị, sản phẩm sẽ dễ dàng hơn.
1.6. Nguồn cung cấp điện, hơi, nước:
1.6.1. Điện:
Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia qua trạm biến áp
riêng. Điện thế nhà máy sử dụng là 220V/380V. Ngoài ra nhà máy còn trang bị
thêm một máy phát điện dự phòng để đảm bảo quá trình sản xuất liên tục khi có sự
cố về điện.
1.6.2. Hơi:
Lượng hơi đốt cung cấp cho các phân xưởng được lấy từ lò hơi riêng của nhà
máy. Nhiên liệu chủ yếu là dầu FO được mua từ các trạm xăng dầu địa phương.
Nhà máy có kho dự trữ nhiên liệu để đảm bảo cho sản xuất.
1.6.3. Nước:

SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 4 - Thiết kế nhà máy sữa

Nhà máy sử dụng nguồn nước thành phố. Nước thải của nhà mày được qua
khâu xử lý sơ bộ của nhà máy sau đó được đưa ra ngoài xử lý chung với các nhà
máy khác trong khu công nghiệp.
1.7. Hợp tác hóa:
Nhà máy hợp tác với các nhà máy khác nằm trong khu công nghiệp như công ty
bia Huế, công ty bao bì, nhà máy xử lý nước, để cùng chung phát triển cơ sở hạ tầng,
điện, nước nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư.
1.8. Nguồn nhân lực:
Việc xây dựng một nhà máy sữa và bơ sẽ góp phần giải quyết việc làm cho
một lượng lớn dân cư trong tỉnh. Vì thế, công nhân trong nhà máy được tuyển sẽ
ưu tiên là người địa phương; cán bộ quản lý, kỹ sư của nhà máy sẽ được tuyển từ
các trường đại học chủ yếu thuộc khu vực Miền Trung: Đà Nẵng, Huế,
1.9. Thị trường tiêu thụ sản phẩm:
Với sự thu hút ngày càng nhiều lao động ngoại tỉnh đến, Thừa Thiên Huế đang
trở thành một thị trường tiêu thụ sản phẩm khá hấp dẫn với nhiều nhà sản xuất. Ngoài
ra, Thừa Thiên Huế còn là một trung tâm du lịch của miền Trung. Tại đây, thu hút
một lượng lớn khách du lịch đến với hành trình di sản miền Trung.
1.10. Kết luận:
Từ những tìm hiểu và phân tích thực tế như trên, ta thấy việc xây dựng một
nhà máy sản xuất sữa và bơ tại khu công nghiệp Phú Bài, tỉnh Thừa Thiên Huế là
cần thiết và khả thi, góp phần phát triển nền kinh tế tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng
và nền kinh tế Quốc gia nói chung.
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 5 - Thiết kế nhà máy sữa
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
A. Sữa tươi.
2.1. Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi:
Chúng ta đã biết, hiệu quả của một quá trình sản xuất bao giờ cũng phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như: nguyên liệu, quy trình công nghệ, thiết bị, Nhưng trong đó,

chất lượng của nguyên liệu được xem là một trong những yếu tố hàng đầu quyết
định đến chất lượng của sản phẩm. Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên
thế giới tập trung sản xuất dựa vào ba nguồn ngyên liệu chính là sữa bò, sữa dê và
sữa cừu. Ở nước ta, nguồn nguyên liệu chính là sữa bò.
Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, trong sữa có đầy đủ các chất cần
thiết cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể, 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 acid amin không thay thế. Đây là các acid
amin rất cần thiết cho cơ thể. Có thể nói không một loại thực phẩm nào có đầy đủ các
thành phần và số lượng các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể như sữa.
2.1.1. Tính chất vật lý:
Sữa là một chất lỏng đục, độ đục này do các chất béo, protein và các chất
khoáng tạo nên; có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước; hơi ngọt.
Một số chỉ tiêu vật lý: [2- tr11]
- Nhiệt dung riêng: 0,933 – 0,954 (cal/g.
0
C)
-
Tỷ trọng: 1,028 - 1,036 (g/cm
3
)
- Nhiệt độ đông đặc: - 0,54
÷
- 0,59 (
0
C)
- pH: 6,5-6, 7
- Độ chua: 15-18 (
o

D)
- Sức căng bề mặt ở 20
0
C: 50 (dynes/cm)
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 6 - Thiết kế nhà máy sữa

- Thế oxy hoá khử: 0,10 - 0,20 (V)
- Độ dẫn điện: 0,004 - 0,005 (1/ohm.cm)
2.1.2. Thành phần hóa học và cấu trúc hóa lý:
Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một thể keo gồm các tiểu cầu béo
có đường kính từ 3-5
µ
m và các mixen protein đường kính khoảng 0,1
µ
m trong pha
phân tán là nước
Về mặt hóa học, sữa là một hỗn hợp bao gồm thành phần chính là nước, đường
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 nitơ phi protein, vitamin, hocmon, các chất màu và
khí. Hàm lượng các chất trên có thể dao động trong một khoảng rộng phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như: chủng động vật nuôi, tình trạng sinh lý của từng con vật, diều kiện
chăn nuôi,
Nước là thành phần lớn nhất và quan trọng nhất chiếm tỉ lệ 9/10 của thành phần
sữa, còn lại là tổng các chất khô (chiếm 125-130 g/l sữa).
Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng): [2-tr14]
Các thành phần chính Khoảng biến thiên
Nước 85,5 ÷ 89,5
Tổng chất khô 10,5 ÷ 14,5
Đường lactose 3,6 ÷ 5,5

Protein 2,9 ÷ 5,0
Chất béo 2,5 ÷ 6,0
Chất khoáng 0,6 ÷ 0,9
2.1.2.1. Đường lactose:
Là một disaccharide, một loại đường khử có độ ngọt thấp hơn nhiều so với các
disaccharide (như sacarose) và monosaccharide (như glucose). Thành phần do một
phân tử glucose và một phân tử galactose liên kết với nhau tạo thành.
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 7 - Thiết kế nhà máy sữa
Đường lactose trong sữa có hàm lượng trung bình 50 g/l và tồn tại dưới hai dạng
α, β-lactose. Khi thủy phân lactose bởi enzim β-galactodase cho ra một phân tử
đường glucose và một phân tử đường galactose theo phương trình tổng quát:
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O Enzim C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12

O
6
Trong sữa, đường lactose luôn ở trạng thái hòa tan. Những đặc điểm về khả
năng hòa tan và kết tinh của nó rất quan trọng cho phép áp dụng trong công nghiệp
chế biến sữa. Cơ chế của sự kết tinh đường lactose có ích lớn trong công nghiệp sữa
cô đặc có đường.
Hai đường α,β - lactose luôn tồn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ
nhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt độ.
Đường lactose ít hòa tan hơn đường sacarose ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn.
Độ hòa tan của đường lactose tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thủy phân rất
chậm theo nhiệt độ. Sự có mặt của đường lactose góp phần biến màu của sữa trong
công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao.
Đường lactose dễ bị lên men dưới tác dụng của vi sinh vật để tạo ra các sản
phẩm khác nhau. 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
lactose Axit lactic
Axit lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit
propionic hay axit butyric.
3CH

3
- CHOH-COOH 2CH
3
-CH
2
-COOH + CO
2
+ H
2
O + CH
3
-COOH
Axit propionic
2CH
3
-CHOH-COOH CH
3
-(CH
2
)
2
-COOH + 2CO
2
+ 2H
2
Axit butyric
Cùng với một số sản phẩm phụ với hàm lượng khác nhau tùy thuộc vào
chủng loại vi khuẩn chính của sự biến đổi và điều kiện biến động. Trong số các
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Lên men

Đồ án tốt nghiệp - 8 - Thiết kế nhà máy sữa
chất nhận được, một vài chất đóng vai trò trong việc hình thành các chất thơm của các
sản phẩm sữa như: axetylmetylcarbinol và diaxetyl.
Đường lactose của sữa rất nhạy cảm bởi nhiệt. Nhiệt độ từ 110-130
O
C xảy ra
dạng mất nước của tinh thể đường. Trên 150
0
C ta nhận được màu vàng và ở 170
0
C
màu nâu đậm hình thành bởi quá trình caramen hóa. Tuy nhiên ở trong sữa, người ta
nhận thấy rằng sự xuất hiện màu vàng xảy ra ở nhiệt độ không cao lắm (<130
0
C).
Ngoài các sản phẩm sản sinh ra do sự caramen hóa đường lactose, cũng còn phải kể
đến phản ứng của đường với các chất chứa nitơ kéo theo sự xuất hiện các thành phần
có màu nâu được gọi là melanoidin. Phản ứng này rất mạnh và cơ chế còn ít biết đến
và phản ứng được xúc tác bởi thành phần sắt và đồng cũng như phosphat.
2.1.2.2. Hợp chất chứa nitơ:
Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện vì nó chứa hầu hết các acid amin,
đặc biệt là các acid amin không thay thế. Các acid amin chủ yếu có mặt trong sữa
tính theo % chất khô như sau: [3- tr10]
Alanin: 3% ; Prolin: 11,3%; Phenylamin: 5%;
Valin: 7,2% ; Cystin và cystein:0,34%; Methionin: 2,8%;
Lơxin: 9,2%; Serin: 6,3%; Treonin: 4,9%;
Izolơxin: 6,1%; Tryptophan: 1,7%; Arginin: 4,1%;
Histidin: 3,1%; Lysin: 8,2%; Acidaspartic: 7,1%;
Acid glutamic: 22,4%; Tyrosin: 6,3%;
Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm: [3- tr10]

- Cazein toàn phần chứa : 26 ÷ 29 g
-
β
- lactoglobulin : 2,5 ÷ 4 g
-
α
- lactalbumin : 0,8 ÷ 1,5 g
- Imunoglobulin : 0,5 ÷ 0,8 g
Và một số thành phần khác.
Trong các thành phần trên, cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 9 - Thiết kế nhà máy sữa
sữa.Về mặt cấu trúc, cazein là các hạt cầu có đường kính thay đổi từ 40 ÷200 µm
và bằng phương pháp ly tâm người ta có thể tập hợp tất cả các hạt này ở thể lắng
như keo có màu trắng hoặc kết tủa cazein dưới dạng hạt mixen lớn nhờ quá trình
axit hoá sữa đến pH đẳng điện (pH = 4,6).
Ðiều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần cazein là sự
không đồng nhất của các thành phần cazein, vì trong cazein có α, β, λ cazein. α-
cazein chiếm 60% cazein toàn phần, β-cazein chiếm 30% cazein toàn phần, λ-
cazein chiếm 4-10% cazein toàn phần. Khi nhiệt độ vượt quá 75-80
0
C có sự biến
tính của canxi phosphocazeinat bởi vì một phần muối canxi hoà tan chuyển thành
canxi riphosphat hông hoà tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixen
phosphocazein và các muối khoáng hoà tan.
2.1.2.3. Các chất khoáng:
Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8
÷
10 g/l. Các muối trong sữa ở
dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein).

Do trong sữa có mặt có các cation K
+
, Na
+
, Mg
2+
, Ca
2+
và các anion của các
acid phosphoric, limonic, clohydric nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau.
Nhưng chủ yếu là các muối clorua, phosphat, xitrat, bicacbonat.
Trong tất cả muối trên, muối canxi có ý nghĩa rất lớn đối với con người đặc
biệt là trẻ em. Hai nguyên tố Ca và P trong sữa có tỉ lệ rất hài hoà Ca/P = 1/1,3 ở
dạng cơ thể dễ hấp thụ.
Sự cân bằng giữa hai dạng muối Canxi (Ca
2+
của các muối hoà tan được phân
ly và Ca ở dạng phức của các thể keo) là điều kiện đặc biệt cho sự ổn định của sữa.
Sự tăng lên của Ca
2+
làm tăng khả năng bất ổn định của sữa khi đun nóng hoặc
dưới tác dụng của các men dịch vị. Để tránh hiện tượng này thông thường người ta
cho thêm vào sữa những dạng phức tạp đó là các muối phức (phosphat hoặc xitrat)
với liều lượng thích hợp.
Muối canxi có ý nghĩa lớn đối với con người, đặc biệt là trẻ em. Muối canxi
có ý nghĩa quan trọng trong chế biến các sản phẩm sữa. Khi sữa có hàm lượng
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 10 - Thiết kế nhà máy sữa
canxi thấp, sữa sẽ không bị đông tụ hoặc đông tụ rất chậm. Ngược lại, nếu sữa có
hàm lượng canxi cao thì sẽ bị đông tụ bởi renin nhanh hơn nhưng quện sữa (gel

đông tụ) lại không mịn. Trong sữa, canxi nằm trong các hợp chất canxi caseinat,
canxi phosphat, canxi limonat
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 acid phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụng
giữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa.
Ngoài ra, sữa còn có chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo… Chúng
cần thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người. Một số nguyên tố độc hại như Pb,
As… đôi khi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa bò.
2.1.2.4. Chất béo:
Chất béo trong 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 (A,D,E). Ðối với
các sản phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm.
- Phân loại:
Chất béo trong sữa gồm hai 2 loại: đơn giản và phức tạp.
+ Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35÷45 g/l gồm acid béo no và không
no như: acid oleic, acid palmitic, acid stearic.
+ Chất béo phức tạp: thường chứa một ít P, N, S trong phân tử, các chất
béo phức tạp này có tên gọi chung là phosphoaminolipit đại diện là lexitin
và xephalin.
- Đặc tính hoá lí của chất béo: [3- tr7]
+ Mật độ quang ở15
0
C : 0,91÷ 0,95
0
C
+ Nhiệt độ nóng chảy : 31÷36
0
C
+ Nhiệt độ đông đặc : 25÷30

0
C
+ Chỉ số iod : 25÷45
+ Chỉ số xà phòng hoá : 218÷235

SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 11 - Thiết kế nhà máy sữa
+ Chỉ số acid bay hơi không hoà tan: 1,5÷3
+ Chỉ số khúc xạ : 1,453÷1,462
- Cấu trúc: Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt
nhỏ hình cầu hoặc ôvan có đường kính 2 ÷ 10 µm.
Cấu trúc tiểu cầu béo: không đồng nhất, nhân là triglyxerit có điểm nóng chảy
thấp, giàu acid oleic và luôn ở dạng lỏng trong điều kiện nhiệt độ môi trường. Phần
ngoại vi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit với chỉ số iot rất thấp (5-6) nhưng có
điểm nóng chảy cao có thể đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường. Vì lẽ đó, xu thế
chung của các hạt chất béo có trong sữa sẽ liên kết lại với nhau để tạo thành hạt
hình cầu có kích thước lớn hơn. Vỏ bọc tiểu cầu béo là một màng protit có cấu tạo
phức tạp gồm 2 phần: phần có thể hòa tan được và phần không thể hoà tan được
trong nước. Bề mặt bên trong của màng có liên quan mật thiết với một lớp phụ có
bản chất phospholipit có thành phần chủ yếu là lexitin và xephalin. Màng tiểu cầu
béo còn chứa nhiều chất khác như sắt, đồng (các chất xúc tác sinh học), các enzym
nhất là enzym phosphataza mang tính kiềm tập trung trong phần protit và enzym
reductaza có trong phần không hoà tan được.
Trong quá trình làm lạnh các tryglyxerit ngoại vi bắt đầu kết tinh từ 6-7
0
C
gây ra sự co rút thành phần protein làm cho bề mặt lớp vỏ màng của các cầu béo bị
phá vỡ và có thể bị kết tinh làm mất đi tính mềm mại của thành phần chất béo. Ở
nhiệt độ lạnh tất cả các chất béo hầu hết được tập trung ở bề mặt và thành từng
khối.

Khi đun nóng sữa trên 65
0
C protein của màng bị biến tính và tất cả các
glyxerit đều trở thành dạng lỏng. Chất béo hoàn toàn bị nóng chảy và xuất hiện
màng cream đồng thời gây ra sự kết dính ở bề mặt của các cầu béo.
2.1.2.5. Axit hữu cơ:
Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như: axit xitric, lactic, axetic Trong đó,
axit xitric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa nhờ
sự tạo thành axetoin, diaxetyl và 2,3- butylen glycol.
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 12 - Thiết kế nhà máy sữa
2.1.2.6. Các chất xúc tác sinh học:
2.1.2.6.1. Vitamin:
Sữa được coi là thực phẩm cân đối nhất về số lượng vitamin tuy với hàm
lượng không lớn lắm. Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm tùy
theo khả năng hoà tan của chúng trong chất béo hay trong nước:
+ Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo: Vitamin A, D, E (chủ yếu nằm
trong thành phần của mỡ sữa).
+ Nhóm vitamin hoà tan trong nước: B, C, PP.
2.1.2.6.2. Các enzym:
Các enzym có trong sữa mang ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa và
các sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzym trong sữa được chia làm hai
nhóm chính:
+ Nhóm enzym thuỷ phân: gồm lipase, phosphatase, galactase, protease,
amylase. Trong đó, vai trò của các enzym lipase có tính quyết định đến quá trình
chế biến và bảo quản sữa. Lipase có tác dụng thuỷ phân chất béo tạo thành acid
béo và glyxerin có pH = 9,4.
+ Nhóm enzym oxy hoá: gồm reductase, lactoperoxydase, catalase. Các
enzym này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa.
2.1.2.7. Hệ vi sinh vật trong sữa:

Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc.
+ Vi khuẩn: Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó
không vượt quá vài micromet. Các vi khuẩn trong sữa: Coccus, Bacterium,
Clostridium, Vitrion, Spirille, Meningocoque, Streptomycin, quan trọng nhất là
vi khuẩn lactic với các đặc tính chủ yếu sau:
- Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện.
- Không sản sinh ra enzym catalaza vì vậy chúng không phân hủy nước
oxy già.
- Không sản sinh ra các hợp chất nitrat.

SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 13 - Thiết kế nhà máy sữa
- Ít hoặc không tiết ra enzym proteaza trong sữa nhưng đôi khi trong
phomat các vi khuẩn lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thành phần
casein.
- Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau.
 Dựa vào nhóm sản phẩm được tổng hợp từ quá trình trao đổi năng lượng,
người ta chia vi khuẩn lactic thành hai nhóm:
● Vi khuẩn lactic đồng hình: acid 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 acid lactic, acid acetic, ethanol, khí CO2, Hàm lượng acid lactic
thu được không cao hơn nhiều so với các sản phẩm còn lại.
Các loại vi khuẩn điển hình trong công nghệ chế biến sữa là:
- Streptococcus thermophillus được coi là tác nhân của sự hình thành axit
và quá trình chín của pho mát.
- Nhóm vi khuẩn Lactic là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Streptococcus
cremoris và Streptococcus lactic là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên một vài loài
của chúng sản sinh ra các kháng sinh. Clostridium tác nhân của sự phồng lên của
phomat.

- Loài Leuconostoc oenos đều là các loài lên men không điển hình, lên men
các loại đường tạo ra một ít acid lactic hoặc axetoin từ diaxetyl là các hợp chất tạo
nên hương thơm tự nhiên của bơ.
 Vi sinh vật gây bệnh:
- Tồn tại trong sữa do quá trình nhiễm từ người hoặc động vật, đặc trưng là
Samonella typhi, Samonella paratyphi, Shigella dysenterial, . . .
- Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường.
+Ở 60
0
C và giữ nhiệt độ này trong vài phút làm cho phần lớn hệ vi sinh vật bị tiêu
diệt. Ngoại trừ, một số loài vi khuẩn (cầu khuẩn, liên cầu khuẩn và các trực khuẩn)
vẫn tồn tại. Một số loài vi sinh vật có khả năng sinh bào tử, bào tử của chúng chỉ
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 14 - Thiết kế nhà máy sữa
có thể bị tiêu diệt một cách chắc chắn ở nhiệt độ cao hơn 100
0
C rất nhiều.
+ Nấm men: Là những cơ thể đơn bào, thường có dạng hình cầu, elip, ôvan
hoặc hình trứng, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9µm. Một số nấm men có thể sử
dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Phần đông các loại chuyển đường
thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi. Chúng phát triển trong sữa và gây ra
những biến đổi về thành phần hóa học trong quá trình bảo quản sữa.
+ Nấm mốc: Chủ yếu là Mucor và Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây
nên những biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phomat dạng nhão.
Ngoài ra còn có các loài: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum, Oide và Monilia.
Tất cả các loài nấm mốc này đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của môi
trường nuôi cấy. Chúng phát triển thích hợp trên các môi trường acid và trong sữa
tạo acid lactic.
2.2. Nguyên nhân biến chất của sữa:
Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý

và hóa sinh có thể diễn ra. Tuy nhiên, tốc độ các biến đổi trên phụ thuộc vào thành
phần hóa học và hệ vi sinh vật có trong sữa sau khi vắtcungx như phụ thuộc vào
các điều kiện bảo quản (nhiệt độ, sự có mặt của oxy).
2.2.1. Bổ sung các chất từ bên ngoài:
- Các loại thuốc kháng sinh có trong thức ăn của bò.
- Chất tẩy rửa chuồng trại.
- Sữa đựng lâu trong thiết bị kim loại gỉ.
2.2.2. Các biến đổi về sinh học:
Nguyên nhân là do các vi sinh vật tổng hợp, phân giải, sử dụng chất dinh dưỡng
có trong sữa theo hai con đường dị hóa và đồng hóa, các biến đổi này do vi khuẩn,
nấm men, nấm sợi gây nên. Những biến đổi sinh học làm cho sản phẩm tích tụ các
chất không mong muốn, làm thay đổi cấu trúc hóa lý của sữa.
2.2.3. Các biến đổi về hóa học và sinh hóa:
- Do các phản ứng hóa học xảy ra giữa các chất có trong sữa.
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 15 - Thiết kế nhà máy sữa
- Do xuất hiện và kết tụ các enzyme, các enzyme do vi sinh vật trong sữa tiết ra,
vì thế làm tăng các quá trình sinh hóa trong sữa.
2.2.4. Các biến đổi về vật lý và hóa lý:
- Thay đổi độ nhớt, tỷ trọng, độ khúc xạ … tuy nhiên rất ít.
- Thay đổi cấu trúc các micelle. Khi giảm nhiệt độ thì giảm kích thước micelle
do phân tử β – casein thoát ra khỏi cấu trúc micelle và hòa tan vào dịch sữa. Và các
ion Ca, P thoát ra khỏi micelle làm giảm cấu trúc micelle.
- Thay đổi hệ nhũ tương:
+ Do các hạt cầu béo trong sữa có đường kính 2÷10μm được bao quanh trong
sữa, sự thay đổi hệ nhũ tương trong sữa phụ thuộc khả năng kết tinh, độ lớn tinh thể
các chất béo, tức là phụ thuộc chế độ làm lạnh nhanh hay chậm. Quá trình làm lạnh
triglyceride thoát ra khỏi cầu béo và nổi lên bề mặt sữa làm thay đổi hệ nhũ tương
sữa.
+ Do các tác động cơ học làm thay đổi cấu trúc màng micelle, làm cho các

photpholipid thoát ra khỏi màng micelle, lúc này các enzyme dễ tấn công vào lipid
làm các hạt cầu béo thay đổi.
2.3. Các nguyên liệu phụ
2.3.1. Đường cát trắng RE
 Chỉ tiêu cảm quan: vị ngọt không có mùi vị lạ, màu sắc trắng sáng óng ánh,
trạng thái đồng đều, không vón cục, không lẫn tạp chất.
 Chỉ tiêu hóa lý:
+ Hàm lượng đường sacaroza tính bằng % chất khô: không nhỏ hơn 99,8%.
+ Độ ẩm: không lớn hơn 0,05%.
+ Hàm lượng đường khử tính bằng % khối lượng : không lớn hơn 0,03%.
+ Hàm lượng tro tính bằng % khối lượng: không lớn hơn 0,03%.
+ Dư lượng SO
2
(ppm): không lớn hơn 7.
+ Độ màu (ICUMSA): không lớn hơn 30.
2.3.2. Chất ổn định (phụ gia):

SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 16 - Thiết kế nhà máy sữa
Chất ổn định bổ sung vào nhằm tạo trạng thái bền vững, tăng giá trị cảm
quan cho sản phẩm.
Chất phụ gia đưa vào sản phẩm phải đạt các yêu cầu sau:
- Không mang tính chất dinh dưỡng.
- Không độc hại đối với sức khỏe con người.
- Phải tuân theo những quy định của tổ chức lương thực thế giới (FAO), tiêu chuẩn
Việt Nam.
Trong công nghệ sản xuất sữa chua uống, sử dụng chất ổn định có kí hiệu
5846, hàm lượng từ 0,1% - 0,5% có thành phần chủ yếu là pectin, gelatin, tinh bột
ngô biến tính.
2.3.3. Vi sinh vật:

Vi sinh vật được sử dụng ở đây là vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus
(L.bulgaricus) thuộc loài vi khuẩn lactic lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt
độ 45 -50
0
C, trong môt trường có độ axit cao và Streptococcus thermophilus (S.
thermophilus) phát triển tốt ở nhiệt độ 50
0
C, trong môt trường có độ axit thấp hơn
L.bulgaricus.
B. Bơ lên men.
2.4. Giới thiệu về nguyên liệu cream:
Là nguyên liệu chính trong 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. Hàm lượng chất béo trong cream thường dao động trong khoảng 35
÷ 40%.
Để đánh giá chất lượng cream, người ta dựa vào ba nhóm chỉ tiêu sau:
 Nhóm chỉ tiêu cảm quan: mùi và vị cream là hai chỉ tiêu quan trọng nhất.
Cream không được có mùi vị lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa.
 Nhóm chỉ tiêu hóa lý: ngoài hàm lượng chất béo, người ta thường quan
tâm đế chỉ số iod của cream. Nếu chỉ số iod quá cao (lớn hơn 42), bơ thành phẩm
có cấu trúc rất mềm. Ngược lại, nếu chỉ số iod quá thấp (nhỏ hơn 28), bơ sẽ trở
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 17 - Thiết kế nhà máy sữa
nên cứng và khó phết lên bánh khi sử dụng. Dựa vào giá trị 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 định.
 Nhóm chỉ tiêu vi sinh vật: hàm lượng vi sinh vật trong cream càng thấp
càng tốt. Thường chú ý đến nhóm vi khuẩn ưa lạnh vì chúng có khả năng sinh
tổng hợp enzym lipaza chịu nhiệt. Trong quá trình thanh trùng cream, hầu hết các
vi sinh vật bị biêu diệt. Tuy nhiên, lipaza từ vi khuẩn ưa lạnh có thể giữ được hoạt

tính ở 100
0
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 tốt nhất để khắc phục hiện tượng này là phải tiến hành thanh trùng
ngay sữa tươi khi mới nhập về nhà máy rồi bảo quản sữa ở nhiệt độ thấp (2 ÷ 4
0
C)
trước khi đem vào chế biến. Chế độ thanh trùng 63 ÷ 65
0
C trong 15 giây.
Trường hợp nhà máy mua cream nguyên liệu có chất lượng không tốt như
cream có độ chua cao (15 ÷ 20
0
D) thì cần tiến hành xử lý cream trước khi đưa vào
sản xuất. Một trong những phương pháp xử lý thông dụng là rửa cream bằng nước
sạch với tỉ lệ cream/nước là 1/2 (v/v). sau đó, tiến hành ly tâm để tách nước. Ngoài
ra, ta có thể sử dụng bphuowng pháp trung hòa để làm giảm độ chua của nguyên
liệu, hóa chất thường dùng là CaO, Ca(OH)
2
,
Ngoài ra, đặc biệt đối với sản phẩm bơ lên men, nguyên liêu cream không
được chứa các chất kháng sinh và không bị nhiễm các chất tẩy rửa công ghiệp.
Những chất này sẽ ức chế sự 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 vị của sản phẩm.
2.5. Vi sinh vật:
Trong sản xuất bơ lên men, người ta sử dụng vi khuẩn lactic dang 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

SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 18 - Thiết kế nhà máy sữa
như aldehyde acetic, diacetyl, acetoin, Các hợp chất này sẽ tạo cho bơ sản phẩm
có hương vị đặc trưng.
2.6. Các chất phụ gia:
2.6.1. Chất màu:
Màu sắc của bơ do các hợp chất carotenoides có trong cream nguyên liệu
quyết định. Trong sản xuất bơ, người ta cho phép sử dụng một số chất màu thực
phẩm nhất định, tùy theo qui định của từng Quốc gia.
Chẳng hạn như ở Pháp, các chất màu có nguồn gốc thiên nhiên sau đây được
phép sử dụng:
Curcumine (E100) Lactoflavin (E101)
Cochenille (E120) Indigotine (E132)
Chlorophylle (E140) Caramel (E150)
Carbomedicinalis vegetalis (E153) Carotenoides (E160)
Anthocyane (E163)
2.6.2. Muối NaCl:
- Trong sản xuất bơ lên men, có thể sử dụng muối bột hoặc dung dich muối
khoảng 68%.
- Độ tinh sạch của muối không được thấp hơn 99,7%.
2.6.3. Chất chống oxy hóa:
- Phổ biến nhất là gallat propyle, gallat octyle, gallat dodecyle, butyl hydroxy
anisol (BHA) hoặc butyl hydroxy toluen (BHT).
- Hàm lượng sử dụng không quá 0,01%.
2.6.4. Các gia vị khác:
Nhằm đa dạng hóa các sản phẩm bơ trên thị trường, nhà sản xuất có thể sử
dụng một số gia vị khác. Việc lựa chọn gia vị trong sản xuất bơ len men phụ thuộc
vào thị hiếu của người tiêu dùng và những qui định của mỗi nước. Chẳng hạn ở
Pháp, người ta cho phép sử dụng những gia vị như tiêu, tỏi, củ đinh hương, mùi
tây,

SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 19 - Thiết kế nhà máy sữa
CHƯƠNG 3
CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
3.1. Dây chuyền công nghệ:
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Sữa tươi
Kiểm tra, lọc
Định lượng
Nâng nhiệt, bài khí
(t = 60-65
0
C, P = 556
mmHg).
Xử lý nhiệt
(t = 90-95
0
C)
Tiêu chuẩn hóa
Cream 40%
Phối trộn
Chất ổn định
Sirô đường
70%
Lên men
(t = 42-43
0
C/ 5h)
Kiểm tra
Thanh trùng

(t=90-95
0
C/ 15-
20s), làm nguội
Lên men và xử lý
nhiệt, lạnh
Đánh cream
Tách sữa bơ
Rửa, nhào
Ướp muối
Ly tâm
W=60%
W=32%
W=32%
W=30%
Cấy giống
Nhân giống
Vi khuẩn
Vi khuẩn
Hoạt hóa
Cấy giống
Sữa bơ
Cream
nguyên liệu
Muối bột
Nước
Đồng hóa
(P = 200-250 bar,
t = 55-80
0

C)
Đồ án tốt nghiệp - 20 - Thiết kế nhà máy sữa
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Tiệt trùng (135-
140
0
C/ 2-3s), làm
nguội(t=25
0
C)
Rót sản phẩm
Bảo quản
t = 25
0
C
Bao gói
Bảo quản
t = -4 ÷ -6
0
C
Bao bì vô trùng
Bao bì vô trùng
Bơ thành phẩm
W=13%
W=13%
Đồ án tốt nghiệp - 21 - Thiết kế nhà máy sữa
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ:
3.2.1. Thuyết minh dây chuyền công nghệ sản xuất sữa chua uống:
3.2.1.1. Nguyên liệu:
Sữa tươi là nguyên liệu chính dùng để sản xuất các sản phẩm sữa của nhà máy.

Chất lượng của nguyên liệu có tính quyết định đến chất lượng của sản phẩm, sữa tươi
càng tốt thì sản phẩm có chất lượng càng cao và ngược lại. Ngoài ra, trong quy trình
sản xuất sữa chua uống cần có thêm một số nguyên liệu phụ như: đường cát trắng RE,
chất ổn định…
3.2.1.2. Kiểm tra, lọc:
- Kiểm tra:
Mục đích: kiểm tra độ chua, độ nhiễm khuẩn, tỷ trọng, hàm lượng chất khô, hàm
lượng protein và nhiệt độ của sữa, đồng thời phải khuấy đều sữa để tránh nổi mỡ.
Sữa sau khi nhập về phải đưa vào chế biến ngay, nếu chưa được sản xuất phải
được bảo quản ở nhiệt độ 8
÷
10
0
C và không được để quá 3 giờ.
- Lọc:
Mục đích: nhằm loại bỏ hoàn toàn tạp chất vô cơ và hữu cơ còn lẫn trong sữa để
đảm bảo sữa sạch đưa vào sản xuất.
Quá trình lọc bao gồm 2 giai đoạn:
+ Lọc thô: để loại bỏ tạp chất lớn. Các cơ cấu lọc có dạng ống tháo lắp được và
được bịt kín bằng các túi lọc. Các túi lọc được lồng vào giữa 2 vỏ kim loại cố định.
Giữa hai cơ cấu lọc có rôbinê, với ba đường hướng khác nhau sẽ hướng đường chảy
của sữa luân phiên thay đổi từ cơ cấu này sang cơ cấu khác.
+ Lọc sạch: lọc bằng vải lọc nhằm loại bỏ hoàn toàn tạp chất có trong sữa. Khi
lọc, sữa được đi qua một lớp vải lọc (được làm bằng màng xenluloza hoặc là bằng
nilon). Trong khi thao tác, lớp vải lọc sẽ bị bít lại do cặn lọc nên cần thay luôn theo
định kì để đảm bảo năng suất lọc.
Sử dụng thiết bị lọc thuỷ tĩnh GEAKA70-76 của Ý.

SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 22 - Thiết kế nhà máy sữa

Mỗi thiết bị lọc gồm 4 ống lọc được làm bằng thép không gỉ, sữa đã được loại
bỏ tạp chất chảy xuống phần đáy qua phễu và được bơm sang thùng chứa. Quá trình
lọc tiến hành nhanh hơn khi nhiệt độ của khối sữa nóng so với khối sữa nguội.
3.2.1.3. Định lượng:
Mục đích: cân đúng lượng thể tích sữa cần sản xuất nhằm đưa vào lượng sữa cần
thiết cho quá trình sản xuất, đảm bảo đúng năng xuất làm việc của nhà máy. Sử
dụng cân định lượng GHJ-15.
Cân được làm bằng thép không gỉ, thân hình trụ. Sữa được bơm vào cân nhờ hệ
thống van định lượng đặt dưới đáy cân cho phép xác định được lượng sữa nguyên liệu
đưa vào.
3.2.1.4. Nâng nhiệt, bài khí:
Mục đích: nhằm tách các khí phân tán và hoà tan ra khỏi sữa nguyên liệu. Trong
quá trình bài khí, một số hợp chất dễ bay hơi (đặc biệt là các chất gây mùi không tốt
cho sữa) cũng sẽ bị tách ra.
Trong quá trình vận chuyển sữa từ nông trại về nhà máy và bảo quản, mặc dù
đã luôn hạn chế sự tiếp xúc của sữa với không khí như: hạn chế sự khuấy trộn
nhưng hàm lượng các chất khí trong sữa vẫn tăng nhẹ.
Các chất khí dạng phân tán trong sữa có thể gây ra một số khó khăn trong các
quá trình chế biến sữa của nhà máy như sau:
- Giảm hiệu quả hoạt động của các thiết bị truyền nhiệt.
- Giảm hiệu suất phân riêng trong thiết bị li tâm tách chất béo.
- Giảm độ chính xác trong dây chuyền hiệu chỉnh hàm lượng chất béo có ở
trong sữa.
Đầu tiên sữa sẽ được nâng nhiệt độ trong thiết bị trao đổi nhiệt lên 60
÷
65
0
C rồi
đi vào thiết bị bài khí. Áp lực chân không trong thiết bị bài khí làm cho nhiệt độ sữa
giảm 7

÷
8
0
C. Khi đó, các khí ở dạng phân tán; hoà tan và một phần hơi nước cùng các
hợp chất dễ bay hơi khác thoát ra khỏi thiết bị. Toàn bộ hỗn hợp này sẽ được đi vào
bộ phận ngưng tụ được đặt ở trên đỉnh thiết bị. Khi đó, nước và một số cấu tử sẽ được
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 23 - Thiết kế nhà máy sữa
chuyển sang dạng lỏng rồi tự chảy xuống đáy thiết bị bài khí. Các khí và các cấu tử
không ngưng tụ sẽ được bơm chân không hút thải ra ngoài.
Sử dụng thiết bị bài khí DART-10 [9]
Thiết bị bài khí có dạng hình trụ đứng, đáy nón với phần đỉnh nón được quay lên phía
trên. Dưới nắp thiết bị là bộ phận ngưng tụ được nối với một bơm chân không. Sữa
được bơm vào theo phương tiếp tuyến với thiết bị hình trụ.
3.2.1.5. Xử lý nhiệt:
Mục đích: sữa vào thiết bị trao đổi nhiệt để nâng nhiệt độ của sữa lên 90
÷
95
0
C.
Khi tăng nhiệt độ thì độ nhớt giảm lúc đó hiệu quả của quá trình li tâm sẽ cao hơn,
đồng thời còn có tác dụng tiêu diệt một số loài vi sinh vật có mặt ở trong sữa.
Sử dụng thiết bị thanh trùng loại Tetra plex C6. Bộ phận chính của thiết bị là
những tấm bản hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và được làm bằng thép không
gỉ. Mỗi tấm bản sẽ có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường rãnh ở trên khắp
bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt.
3.2.1.6. Tiêu chuẩn hóa:
Mục đích: đảm bảo tổng lượng chất béo theo yêu cầu sản phẩm là 3,0%.
Dùng cream 40% để tiêu chuẩn hoá hàm lượng chất béo. Đồng thời quá trình
tiêu chuẩn hoá còn có tác dụng làm cho chất lượng sản phẩm được đồng nhất.

Thiết bị dùng để tiêu chuẩn hóa là một thùng hình trụ làm bằng thép không gỉ có
cánh khuấy. Cream được cho vào thiết bị một cách tự động nhờ hệ thống điều chỉnh
tự động gắn liền với thùng tiêu chuẩn hóa.
3.2.1.7. Phối trộn:
Mục đích:
+ Hoà tan hoàn toàn sirô đường vào sữa nguyên liệu.
+ Trộn đều chất ổn định vào sữa nguyên liệu.
+ Bổ sung sirô đường 70% nhằm đáp ứng yêu cầu về độ ngọt cho sản
phẩm.
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 24 - Thiết kế nhà máy sữa
Chất ổn định, siro đường 70% cho vào thùng phối trộn Tetra Almix 10 có cánh
khuấy, được làm bằng thép không gỉ nhằm làm cho sản phẩm được đồng đều. Chất ổn
định làm cho sữa chua có được độ nhớt và cấu trúc theo yêu cầu, các chất ổn định như
là: gelatin, pectin, agar-agar Các chất cho vào phối trộn đều phải ở dạng vô trùng.
Sirô có nồng độ 70% được bơm vào thùng phối trộn. Quá trình được thực hiện
trong thùng có cánh khuấy và hoạt động liên tục nhằm tăng sự hoà tan các chất vào
nhau.
3.2.1.8. Chuẩn bị giống:
Mục đích: chuẩn bị lượng giống thích hợp và đủ để lên men tạo ra sản phẩm
theo yêu cầu. Thường sử dụng giống vi khuẩn lactic lên men đồng hình như:
Streptococcus thermophillus và Lactobacillus bulgaricus.
Chế phẩm vi khuẩn lactic được hoạt hoá trên môi trường pha chế từ sữa bột
gầy. Quá trình hoạt hóa được thực hiện ở trong thiết bị vô trùng có dạng hình trụ,
đáy hình côn và được chế tạo bằng thép không gỉ.Hàm lượng chất khô trong môi
trường hoạt hóa dao động từ 9
÷
12% trong thời gian
t =30
÷

45 phút.
3.2.1.9. Lên men:
Mục đích: chuyển hoá đường lactose trong sữa thành axít lactic và chất thơm
dưới tác dụng của hệ vi khuẩn lactic tạo ra cho sản phẩm có mùi, vị thích hợp.
Cấy hỗn hợp cả hai loài vi khuẩn: Streptococcus thermophillus và Lactobacillus
bulgaricus vào thiết bị lên men PH-OTH-2 kiểu đứng, dạng hình trụ đứng, bên trong
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, thiết bị có lớp cách nhiệt để đảm bảo
nhiệt độ lên men. Quá trình lên men được thực hiện trong thiết bị lên men ở nhiệt độ t
= 42
÷
43
0
C trong thời gian là t = 5 giờ. Kết thúc quá trình lên men khi khối sữa đạt độ
chua là 80
÷
100
0
D.
Khi kết thúc quá trình lên men, tiến hành khuấy trộn để phá vỡ cấu trúc gel của
khối đông, sau đó làm lạnh về nhiệt độ 18
÷
20
0
C.
SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp - 25 - Thiết kế nhà máy sữa
3.2.1.10. Đồng hóa:
Mục đích: chuyển từ khối đông sang lỏng, trộn đều các chất tan, giảm kích
thước các cầu mỡ, làm tăng tốc độ phân tán của mỡ, 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.
Sữa được bơm vào thiết bị đồng hoá Tetra Alex 2 bởi một bơm pitton. Trong
công nghiệp chế biến sữa, quá trình đồng hoá được thực hiện ở áp suất 200
÷
250
bar, nhiệt độ đồng hoá thường dao động từ 55
÷
80
0
C. Các cầu mỡ trong thiết bị
đồng hoá được phân chia là kết quả của sự thay đổi đột ngột tốc độ của sữa qua các
khe van. Trong khe van, sữa có tốc độ chuyển động lớn v = 200
÷
300 m/s. Khi các
cầu mỡ chuyển động từ vùng có áp lực nhỏ sang vùng có áp lực lớn, nó sẽ bị kéo
căng và từng phần của nó bị đứt khỏi cầu mỡ. Dung dịch sữa sau khi đồng hoá sẽ
trở nên đồng nhất.
3.2.1.11. Tiệt trùng, làm nguội:
Mục đích: nhằm tiêu diệt các vi sinh vật chịu nhiệt và bào tử của nó, kéo dài
thời gian sử dụng của sản phẩm khi bảo quản ở nhiệt độ thường, đảm bảo an toàn
về mặt vi sinh cho sản phẩm.
Sử dụng thiết bị tiệt trùng, làm nguội dạng bản mỏng Alpha Laval. Chế độ
tiệt trùng ở nhiệt độ t =137
÷
140
0
C trong khoảng thời gian từ t = 2
÷
3s. Bộ phận

chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật với độ dày rất mỏng và được
làm bằng thép không gỉ. 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. Khi
ghép các tấm bảng mỏng lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành nên
những hệ thống đường vào và ra cho sữa và tác nhân gia nhiệt. Sau đó sữa được
làm nguội về nhiệt độ 25
0
C.
3.2.1.12. Bồn chờ rót:
Mục đích: chứa dịch sữa và đảm bảo vô trùng trước khi rót.

SVTH: Lê Viết Chương GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan