Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa đặc có đường năng suất 10000 lítca

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SỮA
CÔ ĐẶC CÓ ĐƯỜNG SACCHAROSE
NĂNG SUẤT 10.000 L/CA
GVHD : ThS Châu Trần Diễm Ái
SVTH : Trần Phương Tuấn
LỚP : HC07TP


Tp HCM, 06/2011
LỜI MỞ ĐẦU
Trong tự nhiên không có sản phẩm nào mà thành phần dinh dưỡng lại có thể
kết hợp một cách hài hoà như sữa. Sau sữa mẹ, sữa bò là thực phẩm chứa các chất
dinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất, trong sữa có chứa glucid, protein, lipid, một số
khoáng chất và vitamin rất cần thiết với nhu cầu trong khẩu phần ăn hàng ngày của
con người. Việc chế biến sữa bò không chỉ tạo ra các sản phẩm thực phẩm có ý
nghĩa đặc biệt quan trọng đối với dinh dưỡng của con người, nhất là với trẻ em,
người già và người bệnh, mà còn mang lại nguồn lợi kinh tế hết sức to lớn. Do
không ngừng đổi mới về công nghệ cũng như trang thiết bị hiện đại, ngành công
nghiệp chế biến sữa ở Việt Nam đã phát triển rất mạnh mẽ trong những năm qua và
đã đáp ứng được một phần nhu cầu tiêu dùng của cộng đồng. Sự đi lên của ngành
công nghiệp chế biến sữa là động lực để phát triển ngành chăn nuôi bò sữa, một
trong những ngành tạo ra thu nhập tương đối cao cho người nông dân Việt Nam.
Nước ta hoàn toàn có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển ngành này nhưng để
ngành chăn nuôi bò sữa thật sự là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của đất

nước thì sự phát triển các ngành công nghiệp chế biến sữa phải đi trước một bước.
Ngày nay, các sản phẩm từ sữa bò hết sức đa dạng và phong phú. Từ sữa bò
người ta đã sản xuất, chế biến vô vàn các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái và hương
vị khác nhau. Tuy nhiên, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và lợi ích riêng của mỗi
sản phẩm mà mức độ tiêu thụ của chúng trên thị trường cũng không giống nhau.
Chất lượng cuộc sống của người tiêu dùng ngày càng được nâng cao nên nhu cầu
tiêu dùng các sản phẩm dinh dưỡng ngày càng tăng. Người tiêu dùng có xu hướng
đòi hỏi cao hơn về tính phù hợp, sử dụng sản phẩm không những ngon, bổ mà còn
phù hợp với thể trạng và túi tiền. Hiện nay, trong các sản phẩm từ sữa như: sữa
thanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa bột, sữa cô đặc, sữa lên men,…, thì sữa cô đặc là
dòng sản phẩm tiện ích và chiếm tỷ trọng cao nhất trong cơ cấu doanh thu trong
nước của các công ty sản xuất, chế biến sữa.Theo báo cáo thường niên năm 2007
của Công ty cổ phần sữa Việt Nam – Vinamilk, dòng sữa đặc đã tăng trưởng doanh
thu lên 38%, vượt qua sữa bột và trở thành nhóm sản phẩm có doanh thu cao nhất.
Với ưu thế là sản phẩm lâu đời nhất, quen thuộc với nhiều thế hệ người tiêu dùng,
sản phẩm sữa đặc có đường chiếm thị phần tương đối cao trên thị trường (như
Vinamilk chiếm 79% thị phần toàn thị trường năm 2007). Hiện nay, sản phẩm sữa
đặc có đường có mức tiêu thụ lớn bởi mục đích sử dụng của nó hết sức rộng lớn.
Sữa đặc có đường không chỉ được sử dụng làm chất tạo ngọt, mà còn được dùng làm
nguyên liệu để bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm khác góp phần đa dạng sản
phẩm và tăng giá trị cảm quan như: uống cà phê, pha cocktail trái cây,…Tại những
vùng nông thôn và những vùng có phần lớn dân cư có thu nhập thấp, người tiêu
dùng chủ yếu dùng sữa này để uống. Từ những điều đã nói ở trên cho thấy rằng
dòng sản phẩm sữa đặc nói chung, sữa đặc có đường nói riêng đang có nhiều tiềm
năng phát triển và mang lại lợi nhuận cao cho ngành công nghiệp chế biến sữa.
Trước nhu cầu thực tế đó nên trong đề tài Đồ án môn học chuyên ngành thực
phẩm, em đã chọn phương án:“Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa đặc có đường từ
nguyên liệu sữa bò tươi, năng suất 10.000 lít/ca” nằm trong khuôn khổ của một
nhà máy chế biến sữa tổng hợp. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Châu
Trần Diễm Ái – người đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho em

hoàn thành đồ án này.
Chương 1
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
1.1 Tiềm năng phát triển ngành chế biến sữa ở Việt Nam
1.1.1 Về nguyên liệu sữa bò
Ngành công nghiệp chế biến sữa ngày càng phát triển mạnh mẽ làm cho
ngành chăn nuôi bò sữa cũng ngày càng tăng lên. Với điều kiện nông nghiệp đáp
ứng tốt, hiện nay cả nước có tổng đàn bò sữa với số lượng tương đối lớn và mỗi
năm số lượng bò sữa cứ tăng một cách đều đặn. Năm 2008, cả nước có tổng đàn
bò sữa đạt 107.983 con và năm 2009 là 115.518 con cho sản lượng sữa tăng từ
262.160 tấn/năm lên 278.190 tấn/năm (Theo Tổng cục thống kê – Ngành sữa Việt
Nam). Riêng ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh lân cận như Bình
Dương, Bình Phước, Đồng Nai, Long An, Bà Rịa-Vũng Tàu, Tây Ninh,Tiền
Giang… tổng đàn bò đã có gần 96000 con với số lượng bò cái sữa chiếm 56%
(Theo Cục chăn nuôi, 2009). Đồng thời hiện nay đang có nhiều dự án phát triển
đàn bò để chủ động nguồn nguyên liệu sữa, tạo nguồn cung dồi dào cho ngành
công nghiệp sữa nước ta.
Bảng 1.1 Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi cả nước
Khu vực Tổng đàn bò
sữa (con)
Bò cái sữa (con) Sản lượng
sữa (tấn)
Đồng bằng Sông
Hồng
8337 7102 16291
Đông Bắc 1999 1367 3854
Tây Bắc 5218 2799 16990
Bắc Trung Bộ 1438 775 209
Duyên hải Miền
Trung

519 218 479
Tây Nguyên 2839 2716 6089
Đông Nam Bộ 79569 45703 220125
Đồng Bằng Sông Cửu
Long
15599 7266 14153
Cả nước 115518 67946 278190
Nguồn: Cục chăn nuôi, ngày 01/10/2009
Bảng 1.2 Đàn bò sữa và sản lượng sữa tươi phân theo địa
phương khu vực Đông Nam Bộ và ĐBSCL
Tỉnh/thành phố Tổng đàn bò
sữa (con)
Bò cái sữa (con) Sản lượng
sữa (tấn)
Đông Nam Bộ 76587 44125 209406
Ninh Thuận 6 4 20
Bình Thuận 6 - -
Bình Phước 37 22 79
Tây Ninh 1407 1291 5764
Bình Dương 3112 2768 11622
Đồng Nai 1967 1553 2264
Bà Rịa-Vũng Tàu 521 278 522
Tp Hồ Chí Minh 69531 38209 189135
Đồng Bằng Sông
Cửu Long
9136 5062 13186
Long An 5157 3254 10186
Tiền Giang 1246 609 1540
Bến Tre 51 36 15
Vĩnh Long 65 48 96

Đồng Tháp 95 67 78
An Giang 27 20 20
Cần Thơ 1018 510 767
Sóc Trăng 1477 518 484
Nguồn: Tổng cục thống kê – Ngành sữa Việt Nam, 2008
Theo Viện Chính sách chiến lược phát triển nông nghiệp nông thôn, đến cuối
năm 2010 đàn bò sữa của Việt Nam đạt khoảng 135.000 con, tăng 10% so với năm
2009, cho sản lượng bình quân 320.000 tấn. Trong khi đó sản lượng sữa tươi hiện
nay của ta mới chỉ đáp ứng xấp xỉ 28% tổng nhu cầu sản xuất trong nước. Phần lớn
nguồn cung nguyên liệu chủ yếu hiện nay là nhập khẩu sữa dưới dạng sữa bột
nguyên kem và bột sữa gầy.

Nguồn: Tổng cục thống kê, VDSC
Hình 1.1 Biểu đồ thể hiện nguyên liệu cho ngành sữa Việt
Nam từ năm 2001 đến 2006
. Tuy nhiên, ngành công nghiệp sữa nước ta đang từng bước ưu tiên sử dụng
nguồn nguyên liệu sữa tươi trong nước hơn vì vừa giảm chi phí vận chuyển, vừa tạo
công ăn việc làm cho người nông dân ở những vùng mà khả năng canh tác cây trồng
kém, góp phần xóa đói giảm nghèo, cải thiện cuộc sống dân sinh ngày một tốt hơn.
Đây là mục tiêu hết sức quan trọng mà các cấp các nghành đang hết sức quan tâm.
Bảng 1.3 Các nguồn cung cấp nguyên liệu chính cho Vinamilk
Nguyên liệu Ghi chú
Bột sữa các loại 100% nguyên liệu nhập khẩu
Sữa tươi 100% nguyên liệu trong nước
Đường Chủ yếu dùng sản phẩm trong nước
Hộp thiếc các loại Chủ yếu dùng sản phẩm trong nước
Nguồn: Bản cáo hạch Vinamilk, 2008
1.1.2 Về thị trường tiêu thụ
Ngành sữa Việt Nam mới bắt đầu phát triển từ những năm 90, khi có sự tham
gia thị trường của các Công ty nước ngoài. Đến nay, quy mô ngành vẫn còn nhỏ so

với các nước khác trong khu vực. Thị trường sữa Việt Nam ước tính có quy mô
khoảng 800 triệu USD năm 2007, tăng trưởng bình quân hằng năm khoảng 12-
15%/năm (Báo cáo thường niên 2007 của Vinamilk).
Nguồn: Vinamilk, VDSC ước tính
Hình 1.2 Biểu đồ thể hiện mức tiêu thụ sữa bình quân đầu người
Qua biểu đồ hình 1.2 cho thấy, mức tiêu thụ sữa bình quân đầu người ở Việt
Nam chỉ khoảng 9kg/năm, thấp hơn nhiều so với Trung Quốc và các nước Châu
Âu. Tuy nhiên, với tốc độ tăng trưởng GDP trên 8% mỗi năm, mức sống người
dân đang được cải thiện, tỷ trọng chi tiêu cho các sản phẩm dinh dưỡng ngày càng
tăng đặt biệt là sữa. Bên cạnh đó, nước ta có dân số động, cơ cấu dân số trẻ, mỗi
năm có hơn một triệu trẻ em ra đời cũng là một yếu tố thúc đẩy chỉ số tiêu thụ sữa
bình quân tăng mạnh trong tương lai. Một vài số liệu thống kê:
Nguồn: FAPRI, 2008
Hình 1.3 Biểu đồ về mức tiêu thụ một số sản phẩm sữa ở Việt
Nam từ năm 1997 – 2007
Bảng 1.4 Mức tiêu thụ sữa trong nước từ năm 1998 - 2010
Sản phẩm Đơn
vị
Năm
1998 1999 2000 2005 2010
Sữa đặc có đường
Sữa bột
Sữa UHT
Sữa chua
Kem
Sữa đậu nành
Triệu
lít
(quy
ra sữa

tươi)
209,47
15,4
28,6
36,0
4,0
6,0
219,94
15,84
37,84
4,3
4,2
7,8
230,93
16,64
48,33
55,8
4,41
12,7
298,3
26,43
197,43
275
5,83
31,1
379
40,1
500
784,5
7,18

411
Nguồn: www.vinamilk.com.vn
Theo bảng 1.3, cho thấy sữa đặc có đường vẫn là sản phẩm có số lượng tiêu thụ
lớn nhất trong cơ cấu các sản phẩm sữa.
Đối với thị trường nước ngoài, trong những năm qua các nhà máy trong nước
đã áp dụng các công nghệ tiên tiến nên các sản phẩm sữa Việt Nam đã có mặt ở thị
trường nhiều nước, điển hình là Tổng công ty sữa Việt Nam Vinamilk – là đơn vị
luôn dẫn đầu về lĩnh vực chế biến sữa trong nước. Hằng năm, công ty đã xuất nhiều
sản phẩm qua thị trường của nhiều nước như Mỹ, Canada, Pháp, Nga, Đức, Trung
Quốc, khu vực Trung Đông, Lào, Campuchia,… đem lại nguồn lợi doanh thu lớn
cho đất nước. Cho nên, xét về mặt hiện tại và tương lai thì Việt Nam hoàn toàn có
nhiều điều kiện để phát triển ngành sữa nói chung cũng như công nghiệp chế biến
sữa nói riêng.
1.2 Địa điểm xây dựng nhà máy
Phân xưởng sản xuất sữa đặc có đường nằm trong khuôn khổ của một nhà máy
chế biến sữa tổng hợp. Địa điểm chọn đặt nhà máy là khu công nghiệp Tây Bắc - Củ
Chi tọa lạc tại Quốc lộ 22, thị trấn Củ Chi, huyện Củ Chi, thành phố Hồ Chí Minh.
Tổng diện tích khu công nghiệp 220,643ha.Vị trí của nhà máy có những đặc điểm
thuận lợi sau:
1.2.1 Nguồn nguyên liệu:
Chương trình sản xuất sữa đã được Chính phủ phê duyệt với mục tiêu đưa đàn
bò sữa từ 35.000 con (năm 2000) lên 100.000 con (năm 2005) và lên 200.000 con
(đến năm 2010). Trong tổng đàn bò sữa trong cả nước hiện có, trên 80 - 85% tập
trung ở TP Hồ Chí Minh (TP HCM) và các tỉnh phụ cận Miền Đông Nam Bộ
(MĐNB) cung cấp nguồn nguyên liệu dồi dào. Vị trí của TP HCM và MĐNB rất
quan trọng trong chương trình sản xuất sữa của Nhà nước. Đàn bò sữa của TP HCM
tăng từ 25.000 con lên 50.000 và 70.000 con tại ba thời điểm: 2000, 2005 và 2010.
Các tỉnh MĐNB có đàn bò sữa từ 5.000 lên 20.000 và 60.000 tương ứng với ba thời
điểm trên. Đây là mức tăng mạnh đưa tỷ trọng bò sữa ở các tỉnh MĐNB so với TP
HCM từ 20% lên 28% và 46% ở ba thời điểm trên (theo báo cáo của Hội nghị KH-

CN-MT các tỉnh MĐNB lần 7). Mặc khác, TP Hồ Chí Minh có lợi thế gần nhà máy
chế biến, có nguồn phụ phẩm nông, công nghiệp, người chăn nuôi lại có kinh
nghiệm chăn nuôi bò sữa, có hệ thống dịch vụ, kỹ thuật thú y tốt, nên đàn bò sữa
tăng lên ngày một nhiều. Trong vùng MĐNB thì các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương,
Long An có vị trí quan trọng và nằm lân cận TP HCM, nhưng nói chung các tỉnh
MĐNB đều có tiềm năng lớn về đất đai, có nhiều khu du lịch và công nghiệp lớn, có
đàn bò lai Sind rất tốt, nguồn phụ phế phẩm nông công nghiệp dồi dào, gần nơi tiêu
thụ sữa, lại có hơn 10 năm kinh nghiệm phát triển bò sữa (cùng thời với TP HCM)
nên chắc chắn các tỉnh MĐNB sẽ đuổi kịp và vượt xa TP HCM về chăn nuôi bò sữa.
Bảng 1.5 Dự báo phát triển bò sữa miền Đông Nam Bộ và TP HCM
Vùng 2000 2005 2010
Tổng
đàn
(con)
% Bò vắt
sữa
(con)
Tổng
đàn
(con)
% Bò vắt
sữa
(con)
Tổng
đàn
(con)
% Bò vắt
sữa
(con)
Đồng

Nai
1.800 37,5 850 5.000 25,0 2.250 15.000 25,0 6.500
Bình
Dương
1.400 25,0 580 5.000 25,0 2.250 15.000 25,0 6.500
Tây
Ninh
150 3,3 70 2.000 10,0 900 6.000 10,0 2.800
Bà Rịa
–
Vũng
Tàu
50 1,0 20 1.500 7,5 675 4.500 7,5 2.000
Long
An
850 17,7 380 5.000 25,0 2.250 15.000 25,0 6.700
Lâm
Đồng
750 15,5 400 1.500 7,5 675 4.500 7,5 2.000
Cộng 5000 100 2.300 20.000 100 9000 60.000 100 27.000
TP
HCM
25.200 12.500 23.000 70.000 32.000
Nguồn: Hội nghị KH-CN-MT các tỉnh MĐNB lần 7
Bảng 1.6 Dự báo sản lượng sữa của miền Đông Nam Bộ và TP HCM
Nguồn: Hội nghị KH-CN-MT các tỉnh MĐNB lần 7
Theo bảng 1.5, sản lưởng sữa cả nước sẽ tăng lên từ 55.600 tấn (năm 2000)
lên 163.800 tấn (năm 2005) và 360.000 (năm 2010). Nâng mức tiêu dùng sữa bình
quân đầu người/năm từ 6,5kg năm 2000 lên 9kg năm 2005 và 12kg năm 2010. Tăng
tỷ trọng sữa sản xuất trong nước so với nhu cầu nguyên liệu trong các nhà máy sữa

từ 10% lên 20% đến 40% năm 2010, từ đó giảm dần sữa nguyên liệu phải nhập khẩu
từ nước ngoài. Sản lượng sữa các tỉnh MĐNB và TP HCM ngày càng tăng mạnh:
MĐNB cho sản lượng từ 8.050 tấn lên 36.000 tấn và đạt 121.500 tấn năm 2010, còn
TP HCM thì từ 44.000 tấn lên 96.600 tấn và 153.600 tấn. Trong khi đó, tỷ trọng sản
lượng sữa tại các tỉnh MĐNB theo chiều hướng tăng, còn TP HCM ngày càng giảm
và tới một thời điểm không xa đàn bò sữa và sản lượng sữa MĐNB sẽ ngang bằng
với TP HCM, thậm chí vượt xa TP HCM vì có tiềm năng phát triển khá lớn.
Ngoài ra, các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long trong những thời gian gần đây
cũng đã tập trung chú ý đầu tư phát triển đàn bò sữa rất mạnh như Cần Thơ, An
Giang, Long An, Đồng Tháp, Tiền Giang, Trà Vinh, …, điển hình là nông trường
Sông Hậu (thành phố Cần Thơ) đã thành lập xong trang trại bò sữa lớn nhất vùng
với đàn bò trên 510 con, xây dựng theo tiêu chuẩn Úc. Long An cũng có đàn bò
6104 con, Sóc Trăng là 5071, Tiền Giang là 3371 con, các tỉnh khác có từ vài trăm
con trở lên. Nhiều dự án đầu tư phát triển đàn bò sữa cho vùng ĐBSCL như Long
An đầu tư 52 tỷ đồng, Cần Thơ cũng dành 140 tỷ đồng, Đồng Tháp 95 tỷ đồng,
mang lại nhiều niềm vui cho người nông dân chăn nuôi bò sữa và ngành công
nghiệp chế biến sữa khu vực Miền Nam nói chung, thành phố Hồ Chí Minh nói
riêng. Hơn nữa, hệ thống giao thông ĐBSCL đang dần hoàn thiện. Cầu Cần Thơ
thông xe, nối liền toàn tuyến quốc lộ 1A, đoạn đi xuyên vùng ĐBSCL; đường cao
tốc Trung Lương – TP HCM cũng đã đưa vào sử dụng và không bao lâu nữa nhiều
tuyến đường dọc, nằm song song, nối TPHCM với vùng ĐBSCL đang hoàn thiện
dần, rồi những trục đường ngang cũng đang định hình. Bức tranh giao thông đường
bộ của vùng ĐBSCL đang dần hoàn chỉnh tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận
chuyển nguồn nguyên liệu từ các tỉnh ĐBSCL lên TP HCM để sản xuất.
Do đó, đặt nhà máy tại thành phố Hồ Chí Minh sẽ không lo thiếu nguồn
nguyên liệu phục vụ cho sản xuất. (Các số liệu lấy từ Cục Chăn nuôi-2009, Cục
Nông nghiệp – 2006 và Hội nghị KH-CN-MT các tỉnh MĐNB lần 7: Nghiên cứu
phát triển bò sữa – PGS.TS Lê Xuân Cương).
1.2.2 Cơ sở hạ tầng:
Khu Công Nghiệp Tây Bắc Củ Chi toạ lạc tại trung tâm Huyện Củ Chi cách

trung tâm Tp Hồ Chí Minh 32Km về phía Tây Bắc, cách sân bay Tân Sơn Nhất 30
Km và cách cảng Sài Gòn 36 Km. Khu công nghiệp nằm sát cạnh đường cao tốc
xuyên Á, do đó rất thuận lợi cho tuyến giao thông từ Tp Hồ Chí Minh đi
Campuchia, Thái lan,…và ngược lại. Đường giao thông trong khu công nghiệp được
tải nhựa: đường chính dài 3,2km và rộng 23m; đường nội bộ có mặt đường rộng
15m được bố trí cho mỗi khu thuận lợi cho container ra vào, thuận lợi cho việc vận
chuyển hàng hóa. Mặc khác, hệ thống điện sử dụng điện trung thế 22Kv thuộc mạng
lưới quốc gia đảm bảo cung cấp nguồn điện ổn định cho sản xuất. Hệ thống thoát
nước mưa, nước bẩn được bố trí trước hàng rào xí nghiệp để đấu nối với hệ thống
của các xí nghiệp, trong Khu Công Nghiệp có nhà máy xử lý nước thải tập trung và
xử lý nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp trong Khu Công Nghiệp thải ra. Có nhà
máy và hệ thống cung cấp nước sạch dẫn đến hàng rào các xí nghiệp.
Hình 1.4 Khu công nghiệp Tây Bắc – Củ Chi
Thêm nữa, thành phố Hồ Chí Minh rất được chính phủ quan tâm đầu tư phát
triển, xây dựng mạng lưới giao thông hiện đại, thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu,
luân chuyển và phân phối sản phẩm khắp nơi trong cả nước và xuất khẩu: sân bay
quốc tế, quốc nội; cảng; đại lộ Đông Tây và hệ thống mạng lưới giao thông chằng
chịt. Đầu tư vào Thành phố Hồ Chí Minh sẽ hưởng được các lợi thế sẵn có như:
nguồn lao động, cơ sở vật chất, dịch vụ phát triển và thị trường tiêu thụ rộng lớn, …
Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong Vùng kinh tế trong điểm phía Nam là nơi có
nhiều lợi thế trên nhiều mặt so với các vùng khác của Việt nam. Trong Vùng kinh tế
trong điểm phíaNam, Thành phố Hồ Chí Minh có vai trò trung tâm rất quan trọng về
nhiều mặt. Các địa phương trong vùng kinh tế trong điểm phía Nam có vai trò hỗ
trợ, bổ sung lẫn nhau để phát triển.
Từ những yếu tố trên cho thấy rằng Khu công nghiệp Tây Bắc – Củ Chi, Thành
phố Hồ Chí Minh là nơi lý tưởng để xây dựng nhà máy chế biến sữa.

Chương 2
TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM VÀ
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT

2.1 Sản phẩm: [8], [9], [10], [11], [16]
2.1.1 Sữa cô đặc
Sữa cô đặc (condensed milk hay concentrated milk) là nhóm sản phẩm có hàm
lượng chất khô cao và được chế biến từ sữa. Năm 1827, Appert có ý tưởng sản xuất
loại sữa này nhưng mãi đến năm 1858 mới thành lập các xưởng sản xuất ở Mỹ, sau
đó năm 1866 mới được thiết lập ở Châu Âu (Thụy Sĩ). Ở pháp bắt đầu áp dụng công
nghệ sản xuất này vào đầu thế kỉ XIX. Sữa cô đặc được chia làm hai nhóm chính:
- Sữa cô đặc không đường tiệt trùng: loại này không có bổ sung đường
saccharose trong quy trình chế biến, thường được gọi tắt là sữa đặc không ngọt
(unsweetened condensed milk). Ngoài ra, nó còn có tên gọi khác là “sữa bay hơi”
(Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng, 2002). Hàm lượng chất khô trong sản phẩm
thường dao động trong khoảng 26 – 31% (Lê Văn Việt Mẫn, 2009). Sản phẩm này
có màu nhạt, có mùi thơm tự nhiên, được sử dụng hết sức rộng rãi cho nhiều đối
tượng với nhiều mục đích khác nhau. Đặc biệt ở những nơi chưa có đủ sữa tươi
(Lâm Xuân Thanh, 2003).
- Sữa cô đặc có đường saccharose: loại này có bổ sung đường saccharose
trong quy trình sản xuất.
2.1.2 Sữa cô đặc có đường saccharose
Sữa đặc có đường hay còn gọi là sữa đặc ngọt (sweetened condensed milk) là
sản phẩm sữa cô đặc (condensed milk hay concentrated milk) được chế biến từ sữa
tươi và đường kính hoặc từ sữa bột, chất béo sữa và đường kính (TCVN 5539:2002).
Tổng hàm lượng chất khô trong sản phẩm thường nằm trong khoảng 73,0 – 74,5%
(Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự,2009).
Sữa đặc có đường được sản xuất lần đầu tiên trên thế giới tại New York (Mỹ)
năm 1858 bởi G. Borden. Hiện nay có hai phương pháp để sản xuất sữa đặc có
đường: phương pháp đi từ nguyên liệu là bột sữa (sữa hoàn nguyên) và phương pháp
dùng trực tiếp sữa bò tươi làm nguyên liệu. Tuy nhiên đi từ nguyên liệu sữa bột thì
trước tiên sữa bột phải qua quá trình hoàn nguyên lại sữa hết sức nghiêm ngặt. Mặt
khác, sữa bột hiện nay thường phải nhập do đó giá thành cao nên ít sử dụng. Thường
chỉ thực hiện phương pháp này khi nguồn sữa tươi nguyên liệu khan hiếm hoặc ở xa

nhà máy sản xuất.
Chất lượng sữa cô đặc được đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 5539:2002 như
sau:
- Chỉ tiêu cảm quan:
• Màu sắc:
 Màu tự nhiên của sữa đặc có đường từ vàng kem nhạt đến vàng
kem đậm.
 Màu đặc trưng của sản phẩm đối sữa có bổ sung phụ liệu.
• Mùi,vị: thơm, ngọt đặc trưng của sản phẩm, không có mùi vị lạ.
• Trạng thái: mịn, đồng nhất, không vón cục, không bị lắng đường.
- Chỉ tiêu hóa lý:
• Hàm lượng chất khô:
≥
71% khối lượng
• Hàm lượng chất béo:
≥
6,5% khối lượng
• Hàm lượng saccharose:
≥
43% khối lượng
• Độ axit:
≤
50
0
T
• Tạp chất không tan trong nước:
≤
5mg/kg
• Hàm lượng kim loại nặng
 Asen:

5 /mg kg≤
 Chì:
5 /mg kg≤
 Cadimi:
1,0 /mg kg≤
 Thủy ngân:
0,05 /mg kg≤
• Độc tố vi nấm: Aflatoxin M
1

0,5 /g kg
µ
≤
- Chỉ tiêu vi sinh:
• Tổng số vi sinh vật hiếu khí:
4
10≤
khuẩn lạc/1g sản phẩm
• Nhóm Coliform:
10
≤
vi khuẩn/1g sản phẩm
• E.coli: không được có
• Salmonella: không được có
• Staphylococcus: không được có
• Nấm men và nấm mốc:
10
≤
khuẩn lạc/1g sản phẩm.
Sữa đặc có đường saccharose không phải là một sản phẩm vô trùng. Sản phẩm

có thể chứa vi sinh vật ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử. Do sản phẩm có hoạt
độ của nước khá thấp (a
w
≈ 0,83) và áp lực thẩm thấu cao nên sự sinh trưởng của vi
sinh vật trong sữa đặc có đường bị ức chế mạnh mẽ.
Ngày nay, sữa đặc có đường được sử dụng khá rộng rãi trong ngành công
nghiệp thực phẩm (sản xuất kem, bánh kẹo,…).
2.2 Bảo quản sản phẩm
Sữa đặc có đường saccharose cần được bảo quản ở nơi thoáng mát và trong
điều kiện nhiệt độ phòng.
Trong quá trình bảo quản, hai kiểu hư hỏng có thể xuất hiện: hư hỏng do vi
sinh vật và hư hỏng do các biến đổi hóa lý:
- Một số loài vi sinh vật có thể phát triển được trong sữa đặc ngọt, thường gặp
nhất là nhóm vi sinh vật chịu được áp suất thẩm thấu cao như các loài thuộc
giống Torulopsis. Khi vi sinh vật phát triển, thành phần hóa học và giá trị
cảm quan của sữa sẽ bị thay đổi mạnh mẽ.
- Trong một số trường hợp, độ nhớt của sữa cô đặc ngọt sẽ gia tăng trong quá
trình bảo quản, trạng thái của sữa bị thay đổi, sản phẩm trở nên ″đặc″ hơn.
Hiện tượng này gọi là ″đặc hóa theo thời gian″ (age thickening). Nếu xảy ra ở
mức độ lớn, sản phẩm sẽ bị gel hóa. Cơ chế của hiện tượng này đến nay chưa
được hiểu rõ nhưng nguyên nhân chính là do sự thay đổi cấu hình không gian
của các phân tử protein có trong sữa. Để hạn chế hiện tượng này, cần tuân thủ
nghiêm ngặt các thông số công nghệ trong quy trình sản xuất và sử dụng phụ
gia với liều lượng thích hợp để ổn định các thành phần protein trong sản
phẩm.

2.3 Nguyên liệu sản xuất: [8], [9], [10], [11], [16]
Sữa cô đặc có đường có thể sản xuất từ nguyên liệu chính là sữa tươi hoặc sữa
tái chế. Ngoài ra,người ta còn sử dụng đường saccharose, lactose và một số phụ gia.
Để làm giảm giá thành sản phẩm, một số nhà sản xuất còn sử dụng dầu thực vật để

hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sản phẩm.
2.3.1 Sữa bò tươi
Sữa bò tươi là chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với
nước, có vị đường nhẹ và có mùi ít rõ nét (Lê Thị Liên Thanh và Lê Văn Hoàng,
2002). Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số khoáng chất trong sữa
tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng - carotene có trong chất
béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt. Sữa bò có mùi vị rất đặc
trưng và vị ngọt nhẹ. Độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước (Lê Văn Việt Mẫn, 2010).
Thành phần hóa học của sữa bò như sau:
- Nước: 87,1%
- Tổng các chất khô chiếm 12,9%, gồm có:
 Protein: 3,4%
 Chất béo: 3,9%
 Carbohydrate: 4,8%
 Khoáng: 0,8%
Tính chất vật lý của sữa:
 Tỷ trọng: 1,028 – 1,038 g/cm
3
 Điểm đông đặc: -0,54 ÷ -0,59
0
C
 Sức căng bề mặt ở 20
0
C: 50 dyne/cm
 Độ dẫn điện: 0,004 – 0,005 1/ohn.cm
 Nhiệt dung riêng: 0,933 – 0,954 cal/g.
0
C
 pH: 6,5 – 6,7
 Độ chua: 0,14 – 0,18 acid lactic

 Độ nhớt: 20 cP tại 20
0
C

2.3.2 Sữa bột gầy
Sữa bột gầy là loại sữa lấy từ sữa tươi đã ly tâm tách béo và qua các quá trình
cô đặc, sấy phun.
Sữa bột gầy thường được các nhà sản xuất sử dụng vì có thời gian bảo quản rất
lâu có thể lên đến 3 năm (so với sữa bột nguyên kem có thời gian bảo quản trung
bình chỉ 6 tháng). Ngoài ra, sử dụng phối hợp sữa bột gầy và chất béo khan từ sữa
(AMF) sẽ dễ điều chỉnh hàm lượng chất khô, chất béo trong sữa.
Thành phần hoá học của sữa bột gầy (% khối lượng):
+ Nước: 4,3%
+ Protein: 35,0%
+ Chất béo: 1,0%
+ Lactose: 51,9%
+ Chất khoáng: 7,8%
Chất lượng của sữa bột gầy theo tiêu chuẩn TCVN 7404:2004 như sau:
- Chỉ tiêu cảm quan:
• Màu: màu tự nhiên, từ trắng sữa đến kem nhạt.
• Mùi, vị: mùi thơm, ngọt dịu, không mùi lạ.
• Trạng thái: dạng bột, đồng nhất, không vón cục, không có tạp chất.
- Chỉ tiêu hóa lý:
• Độ ẩm:
5%≤
• Hàm lượng chất béo:
1,5%≤
• Hàm lượng protein:
33%
≥

(tính theo hàm lượng chất khô không béo)
• Độ axit chuẩn độ:
18≤
(tính theo axit lactic)
• Hàm lượng kim loại: Asen
0,05 /mg kg≤
Chì
0,5 /mg kg≤
Cadimi
1 /mg kg≤
Thủy ngân
0,05 /mg kg≤

• Độc tố nấm mốc: Aflatoxin M
1
0,5 /g kg
µ
≤
- Chỉ tiêu vi sinh:
• Tổng số vi sinh vật hiếu khí:
4
10≤
khuẩn lạc/1g sản phẩm
• Coliforms:
10≤
vi khuẩn/1g sản phẩm
• E.coli: không được có trên 1g sản phẩm
• Salmonella: không được có trên 25g sản phẩm
• Staphylococcus aureus: không được có trên 1g sản phẩm
• Nấm men và nấm mốc:

10≤
khuẩn lạc/1g sản phẩm

2.3.3 Chất béo khan từ sữa AMF
AMF (anhydrous milk fat) là sản phẩm được chế biến từ cream (thu được khi
ly tâm sữa tươi thành sữa gầy và cream) hoặc bơ, không có sử dụng phụ gia (như
các chất để trung hoà acid béo tự do). Hàm lượng chất béo sữa trong AMF tối thiểu
là 99,8%. AMF thường được đóng trong thùng phuy 200 lít có nạp khí nitơ để tránh
oxy hoá chất béo. AMF là chất lỏng ở nhiệt độ trên 36
0
C và đóng rắn ở nhiệt độ
dưới 16
0
C.
AMF được dùng để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa. AMF có thể
bảo quản ở nhiệt độ 30 – 40
0
C từ 6 – 12 tháng.
2.3.4 Đường saccharose
Saccharose là một disaccharide do glucose và fructose tạo thành. Việc sử dụng
saccharose trong sản xuất sữa đặc có đường với mục đích chủ yếu là làm tăng áp suất
thẩm thấu trong sản phẩm, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản sữa cô đặc. Trong công
nghiệp thực phẩm Việt Nam thường dùng loại đường RE theo tiêu chuẩn TCVN
6958:2001.
Bảng 2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam 6958:2001 về đường RE
Tên chỉ tiêu Đặc trưng của đường RE
Chỉ tiêu cảm quan -Màu: trắng ngà, đồng đều
-Mùi: không có mùi lạ
-Vị: ngọt, không có vị lạ
-Trạng thái: hạt, tương đối đồng đều,

không tạp chất, không vón cục.
Chỉ tiêu hóa lý
-Độ Pol:
99,8≥
-Tro:
0,03%≤
-Đường khử:
0,03%≤
-Dư lượng SO
2
:
7 ppm≤
-Hàm lượng kim loại:
Asen:
1 /mg kg≤
Đồng:
2 /mg kg≤
Chì:
0,5 /mg kg≤
Chỉ tiêu vi sinh
-Tổng vi sinh vật hiếu khí:
4
5.10≤
cfu/g
-Coliforms: không có
Bảo quản Nơi khô ráo, sạch sẽ, thoáng mát.
Bảng 2.2 Chỉ tiêu hóa lý của đường trắng theo tiêu chuẩn
quốc tế qui định bởi CAC
Thành phần chủ yếu và chỉ
tiêu chất lượng

Loại A Loại B
-Pol(%)
-RS(%)
-Độ tro(%),(theo độ dẫn
điện)
-Độ ẩm(%),(sấy 105
0
C,3
giờ)
-Độ màu (IU)
99,70≥
0,04≤
0,04≤
0,1≤
60
≤
20≤
1≤
99,50≥
0,1≤
0,1≤
0,1≤
150
≤
70≤
-SO
2
(mg/kg)
-As (mg/kg)
-Cu (mg/kg)

-Pb (mg/kg)
2≤
2≤

Ghi chú:
- Độ Pol là số gram đường saccharose có trong 100g đường tổng, tính
bằng
0
Z.
- RS là hàm lượng đường khử có trong đường tổng, tính bằng % khối
lượng.
2.3.5 Đường lactose
Trong sản xuất sữa đặc ngọt, lactose được bổ sung vào sữa dưới dạng mầm tinh
thể nhằm mục đích điều khiển quá trình kết tinh lactose sao cho kích thước tinh thể
phải nằm trong một khoảng giá trị yêu cầu. Nếu kích thước tinh thể lactose quá lớn
thì sẽ ảnh hưởng xấu đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Trước khi sử dụng, đường
lactose sẽ được sấy khô và nghiền mịn đến kích thước vài µm.
2.3.6 Dầu thực vật
Dầu thực vật là chất béo có giá thành thấp hơn chất béo khan từ sữa. Hàm
lượng béo trong sữa cô đặc thường dao động trong khoảng 8 - 9%. Việc sử dụng dầu
thực vật sẽ góp phần làm giảm giá thành sữa cô đặc nhưng có thể ảnh hưởng đến
một số chỉ tiêu vật lý và cảm quan của sản phẩm nên ít được sử dụng. Các chỉ tiêu
chất lượng quan trọng của dầu là lượng triglyceride, độ ẩm, chỉ số acid, peroxide và
iodine.
2.3.7 Phụ gia
Quan trọng nhất là nhóm phụ gia có chức năng ổn định các protein sữa nhằm
hạn chế hiện tượng đông tụ protein dưới tác dụng của nhiệt. Các chất phụ gia thường
sử dụng trong sản xuất sữa đặc ngọt là muối sodium phosphate, citrate hoặc
tetrapolyphosphate.
Ngoài ra, để ổn định hệ nhũ tương của sản phẩm, các nhà sản xuất còn sử

dụng chất nhũ hóa (lecithin), chất hiệu chỉnh độ nhớt (carrageenant). Hàm lượng các
chất ổn định bổ sung vào không quá 0,01% lượng sản phẩm.
Để làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, người ta còn bổ sung các loại
vitamin, gồm các vitamin tan trong nước và các vitamin tan trong dầu béo.
2.3.8 Nước sản xuất
Nước chiếm tỷ lệ lớn trong sản phẩm. Nước được cung cấp từ các nhà máy
nước ở khu đô thị, nước cấp theo hệ thống đường ống từ các trạm cấp nước tập
trung cho 500 người trở lên. Nước dùng trong sản xuất, chế biến thực phẩm phải
đảm bảo theo Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống theo Quyết định số 1329/2002/QĐ-
BYT ngày 18/04/2002.
Bảng 2.3 Tiêu chuẩn nước sản xuất theo 1329/2002/QĐ-BYT
Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Giới hạn tối đa
-Màu sắc
-Mùi vị
-Độ đục
-pH
-Độ cứng
-Tổng chất rắn hòa tan (TDS)
-Hàm lượng kim loại:
Asen
Cu
Fe
Pb
Mg
Zn
Hg
Na
Cd
Al
-Hàm lượng clorua

-Hàm lượng amoni (theo NH
4
+
)
-Hàm lượng Nitrat
-Hàm lượng Nitrit
-Hàm lượng Sunfat
-Độ oxy hóa
TCU
NTU
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
15
Không có mùi vị lạ

2
6,5 – 8,5
300
1000
0,01
2
0,5
0,01
0,5
3
0,001
200
0,003
0,2
250
1,5
50
3
250
2

Chương 3
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA ĐẶC CÓ ĐƯỜNG
3.1 Quy trình công nghệ: [8], [9], [13]

Hình 3.1 Sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất sữa đặc có đường saccharose
3.2 Thuyết minh quy trình công nghệ: [8], [9], [10], [11], [13], [14], [15], [16]
3.2.1 Chuẩn hóa
a)Mục đích: hiệu chỉnh hàm lượng chất béo và chất khô không béo trong sữa
nguyên liệu, hoàn thiện sản phẩm.

b)Nguyên tắc thực hiện:
- Chỉnh béo (Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự, 2009):
Sữa bò tươi
Chuẩn hóa
Bột gầy,
AMF
Thanh trùng
Đồng hóa
Cô đặc Chuẩn bị syrup
Làm nguội và cấy
mầm tinh thể
Kết tinh lactose
Rót lon
Sản
phẩm
Dán nhãn
Mầm lactose
Lon vô trùng
Saccharose
+ Nếu nguyên liệu sữa tươi có hàm lượng béo cao hơn so với yêu cầu sản
phẩm thì tách bớt chất béo ra khỏi nguyên liệu.
+ Ngược lại, nếu nguyên liệu sữa tươi có hàm lượng béo thấp hơn so với yêu
cầu sản phẩm thì bổ sung thêm chất béo ở dạng cream hoặc AMF.
- Chỉnh nồng độ chất khô : bổ sung thêm bột sữa gầy.
c)Yêu cầu:
- Tỷ lệ hàm lượng béo/hàm lượng chất khô không béo (F/SNF): có nhiều tiêu
chuẩn khác nhau được áp dụng,tùy mỗi quốc gia và cơ sở sản xuất mà tỷ lệ này có
thể thay đổi, thường là tỷ lệ S:SNF = 8:18 hay 1:2,25 (Bylund Gosta,1995). Theo
tiêu chuẩn của Hoa Kỳ thì tỷ lệ F:SNF có nguồn gốc từ sữa trong sữa đặc có đường
là 2/5 (Walstra và cộng sự,1999)  Đồ án này sử dụng tỷ lệ F/SNF = 8/20 hay 2/5

bằng cách bổ sung thêm AMF và bột gầy vào sữa tươi nguyên liệu.
- Nhiệt độ dòng sữa trước khi vào thiết bị ly tâm và bồn trộn được gia nhiệt lên
60
0
C.
- Thời gian trộn: 45 phút.
d)Thực hiện:
- Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu:
Trong sản xuất, khi tiếp nhận sữa thường phải được kiểm tra một vài chỉ tiêu
nhất định như: độ chua, độ tươi, mức độ nhiễm khuẩn, hóa chất, hàm lượng chất
khô. Sau đây là bảng chỉ tiêu chung cho sữa tươi nguyên liệu đầu vào:
Bảng 3.1 Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu theo TCVN 7405:2009
Chỉ tiêu cảm quan
- Màu: màu đặc trưng của sữa.
- Mùi vị: thơm ngọt đặc trưng của sữa tươi, không có mùi
lạ.
- Trạng thái : dịch thể đồng nhất.
Chỉ tiêu hóa lý
- Hàm lượng chất khô:
11,5%≥
- Hàm lượng béo :
3,2%≥
- Tỷ trọng sữa ở 20
0
C:
1,026 /g ml≥
- Độ acid chuẩn độ:
0,13 0,16÷
(tính theo acid lactic)
- Điểm đóng băng:

0,51 0,58− ÷−
0
C
- Tạp chất lạ: không được có.
Chỉ tiêu vi sinh
- Tổng số vi sinh vật hiếu khí:
6
10≤
khuẩn lạc/1ml sản
phẩm
- Số lượng tế bào Xôma:
5
4.10≤
tế bào/1ml sản phẩm

- Sơ đồ chuẩn hóa:
Hình 3.2 Sơ đồ chuẩn hóa sữa tươi 3,9% béo để sản xuất sữa cô đặc 8% béo
Chú thích: gọi x là lượng sữa bột gầy bổ sung, kg.
y là lượng AMF bổ sung, kg.
Giải hệ phương trình:
9 0,947 0,2.(100 ) 16,3
3,9 0,998 0,08.(100 ) 5,89
x x y x
y x y y
+ = + + =
 
⇔
 
+ = + + =
 

- Thành phần nguyên liệu được chuẩn hóa :
Bảng 3.2 Thành phần của dịch trộn sau chuẩn hóa
Thành phần chính Tỷ lệ %
Nước 72
Đường saccharose 0
Chất béo 8
Chất khô không béo 20
Tổng hàm lượng chất khô 28
e)Thiết bị:
Theo Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự (2009), hàm lượng béo trong sữa tươi thấp
hơn sữa thành phẩm: sử dụng thiết bị phối trộn hình trụ đứng, có cánh khuấy và bộ
phận gia nhiệt. Cream hoặc AMF được bổ sung vào sữa tươi.
Với thiết bị hiện đại như ngày nay, tiêu chuẩn hóa chất béo và chất khô không
béo là hoàn toàn tự động. Tuy nhiên, cần thận trọng vì chỉ sai sót nhỏ trong tính toán
khi tiêu chuẩn hóa, sẽ dẫn tới sai sót lớn trong cô đặc.
3.2.2 Thanh trùng
a)Mục đích:
Đây là khâu xử lý nhiệt nhằm mục đích:
Gia nhiệt
đđđến
60
0
C
100kg sữa tươi
3,9% beùo
9% chất khoâ
khoâng beùo
Phối
trộn
16,3kg Bột gầy

1,0% beùo
94,7% chất khoâ
khoâng beùo
5,89kg AMF
99,8% beùo
Sữa
chuẩ
n
hóa
- Tiêu diệt phần lớn các vi sinh vật trong sữa nguyên liệu, đảm bảo an toàn
vi sinh cho người tiêu dùng, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
- Làm vô hoạt các men sinh học, đặc biệt là men lipase và các men oxy hóa
chất béo. Các men này là tác nhân gây cho sữa có mùi vị lạ làm mất giá trị cảm quan
sản phẩm.
- Cải thiện tính ổn định của protein, tạo cấu trúc cho sản phẩm.
b)Chế độ thanh trùng: xử lý ở nhiệt độ 82
0
C trong 10 phút để sản phẩm sữa cô
đặc có độ nhớt cao, sau đó làm nguội dung dịch sữa xuống 70
0
C trước khi đưa vào
thiết bị đồng hóa (Bylund Gosta,1995).
c)Thiết bị: Sử dụng thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng với phương pháp gia
nhiệt trực tiếp.
3.2.3 Đồng hóa
a)Mục đích: phân cắt các khối cầu béo và các khối đông tụ whey – protein hình
thành trong quá trình thanh trùng thành những phân tử có cấu trúc rất nhỏ, đồng nhất
dung dịch sữa tránh hiện tượng tách béo hay đông tụ cục bộ làm tăng độ nhớt cho
sản phẩm trong quá trình bảo quản, giúp cơ thể con người dễ hấp thu hơn.
b)Chế độ đồng hóa:

- Nhiệt độ: 70
0
C
- Áp lực đồng hóa: 40 - 160bar
- Kích thước hạt cầu béo sau đồng hóa < 1µm.
c)Thiết bị: Sử dụng thiết bị đồng hóa áp lực cao, hai cấp.
3.2.4 Cô đặc
a) Mục đích:
Quá trình cô đặc trong sản xuất sữa đặc có đường saccharose có nhiều mục
đích khác nhau:
- Chuyển hóa nguyên liệu sữa tươi thành sữa cô đặc.
- Tách nước, làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.
- Giảm hoạt độ của nước nên ức chế sự phát triển của các vi sinh vật.
b) Yêu cầu:
- Trước khi cô đặc, nguyên liệu được phối trộn với dung dịch syrup saccharose
63% sau khi dịch syrup đã được xử lý nhiệt để ức chế vi sinh vật và lọc để tách bỏ
các tạp chất.
Chuẩn bị syrup: Đường dùng vào chế biến phải tinh khiết, khô, tỷ lệ
saccharose phải đạt 99,75%, độ ẩm không quá 0,14%. Lượng đường kính cho vào
sữa tính bằng:

.
.100
tp s
d s s d
tp
D M
G G k k
M
= × ×

Trong đó: G
d
– là lượng đường cần cho vào, kg;
G
s
– lượng sữa nấu 1 mẻ, kg;
M
s
, M
tp
– hàm lượng chất béo của sữa và của thành phẩm (sữa
cô đặc có đường), %;
D
tp
– hàm lượng đường trong thành phẩm, %;
k
s
, k
d
– hệ số hao hụt của sữa và của đường;
k
s
= 0,9945
k
d
= 1,0277
Nồng độ của syrup vào khoảng 60 – 65% là tốt nhất, đảm bảo sự tuần hoàn
hỗn hợp đường sữa (Lâm Xuân Thanh, 2003).
Theo Bylund Gosta (1995), để sản xuất 1kg sữa đặc có đường với 8% chất
béo, 45% saccharose và 27% ẩm phải cần 2,5kg sữa tươi có 3,2% béo và 0,44kg

đường saccharose tinh luyện.
- Để tránh hiện tượng sữa tiếp xúc với nhiệt độ cao làm sẫm màu sản phẩm, ta
tiến hành cô đặc trong điều kiện chân không nhằm tạo cho sữa bay hơi ở nhiệt độ
thấp. Sữa được cô đặc tới độ khô 35 – 40% thì cho syrup đường vào. Các thông số
cô đặc cần đạt:
 Nhiệt độ cô đặc: 60
0
C
 Áp suất: 0,25 bar
 Áp suất hơi đốt: 3,5 at
Thời điểm dừng quá trình cô đặc: trong quá trình cô đặc sữa,hàm lượng chất
khô của dịch sữa được kiểm tra thường xuyên. Hàm lượng chất khô được xác định
gián tiếp qua việc xác định tỷ trọng và độ nhớt của dịch cô đặc, khi tỷ trọng của dịch
cô đặc đạt 1,3g/cm
3
thì dừng quá trình cô đặc (Bylund Gosta,1995). Điểm kết thúc
được xác định bằng chiết quang kế để đo hàm lượng chất khô.
Bảng 3.3 Hàm lượng chất khô theo hệ số khúc xạ
n CK n CK
1,466 70,1 1,471 72,3
1,467 70,5 1,472 72,8
1,468 71,0 1,473 73,2
1,469 71,4 1,474 73,6
1,470 71,9 1,475 74,1
Ghi chú: n – hệ số khúc xạ ánh sáng ở 20
0
C
CK – hàm lượng chất khô trong sữa cô đặc, %.
Nguồn: Lâm Xuân Thanh, 2003
c)Thiết bị: Sử dụng hệ thống cô đặc chân không dạng màng rơi. Sữa sẽ chảy

thành một lớp màng mỏng và được hơi nước gia nhiệt gián tiếp thông qua một bề
mặt truyền nhiệt. Phần hơi thứ sẽ được dẫn vào một bộ phận ngưng tụ để tạo chân
không trong quá trình cô đặc. Các khí không ngưng tụ trong hơi thứ sẽ được bơm
chân không hút ra ngoài.
3.2.5 Làm nguội và cấy mầm tinh thể
a)Mục đích: chuẩn bị cho quá trình kết tinh.
b)Yêu cầu:
- Sau khi sữa cô đặc đạt độ chất khô cần thiết sẽ được làm nguội về nhiệt độ
30
0
C trước khi cấy mầm tinh thể lactose. Mầm lactose được bổ sung và khuấy đều
rồi được làm lạnh đến 18
0
C. Tinh thể đường lactose chuyển từ trạng thái bão hòa
sang quá bão hòa, độ nhớt sản phẩm tăng từ 3 – 4 lần (Lâm Xuân Thanh, 2003).
- Kích thước mầm tinh thể lactose sử dụng: 1 -2 µm
- Hàm lượng tinh thể cần sấp xỉ 0,05% w/w (Lê Văn Việt Mẫn, 2009). Theo
Bylund Gosta(1995),lượng tinh thể cần bổ sung là 0,1%w/w  Đồ án này bổ sung
lượng mầm lactose là 0,1%w/w.
Đường lactose trong dung dịch có hai dạng α và β liên kết với một phân tử
nước C
12
H
22
O
11
.H
2
O. Đường lactose khan cũng có hai dạng, chúng có thể chuyển
hóa từ dạng này sang dạng khác. Kích thước của đường lactose tạo thành trong sữa

cô đặc có đường rất khác nhau và ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. Kết quả
nghiên cứu trong bảng 3.4 cho thấy mối quan hệ đó.
Bảng 3.4 Ảnh hưởng của tinh thể đường lactose đến chất lượng sản phẩm
Lượng tinh thể lactose
trong 1mm
3
sản phẩm
Kích thước trung bình
của tinh thể, µm
Chất lượng sản phẩm
400.000 – 300.000 < 11 Mịn, đồng nhất
300.000 – 100.000 12 - 15 Hơi cát
100.000 – 50.000 16 - 20 Cát
50.000 – 25.000 21 - 25 Rất cát
< 25.000 > 25 Sạn rõ rệt
Nguồn: Lâm Xuân Thanh, 2003
c)Thiết bị :
- Giai đoạn làm nguội được thực hiện trên thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng
hoặc dạng ống lồng ống.
- Giai đoạn cấy mầm tinh thể được thực hiện trong thiết bị kết tinh đường
lactose.
3.2.6 Kết tinh lactose
a)Mục đích: hoàn thiện sản phẩm. Điều khiển quá trình kết tinh sao cho những
tinh thể lactose phải thật mịn và đồng nhất để người tiêu dùng không cảm nhận được
trạng thái hạt của các tinh thể lactose khi sử dụng (vị cát).
b)Yêu cầu :
Ta biết rằng nước trong sữa đặc chỉ có thể giữ được ½ lượng lactose ở dạng
hòa tan và ½ lượng còn lại được kết lắng dưới dạng tinh thể. Nếu lượng lactose dư
được kết lắng tự do thì tinh thể đường sẽ lớn và sản phẩm có hiện tượng “sạn
đường” không thích hợp cho tiêu dùng. Yêu cầu tinh thể đường lactose trong sản

phẩm phải có kích thước không vượt quá 10 µm. Nếu đạt yêu cầu này, sữa cô đặc sẽ
tồn tại dưới một cấu trúc và một độ bền chắc mong muốn. Những tinh thể này vẫn
phân tán trong sữa dưới nhiệt độ bảo quản bình thường 15 – 25
0
C và người tiêu
dùng sẽ không cảm nhận được trạng thái hạt của các tinh thể lactose nơi đầu lưỡi.
Do đó kết tinh sẽ được kết tinh trong các điều kiện sau:
- Làm lạnh nhanh (càng nhanh càng tốt) dịch sữa cô đặc xuống 30
0
C.
- Bổ sung mầm tinh thể dưới dạng dịch theo tỷ lệ 0,1% w/w, kết hợp với quá
trình khuấy đảo mạnh, liên tục ít nhất 1h trước khi tiến hành rót hộp. Dịch lactose
được bổ sung vào ngay sau khi dịch sữa đã làm nguội xong, bằng cách bơm dịch
lactose trộn lẫn với dòng sữa đã làm nguội.
- Kết thúc quá trình kết tinh khi đạt các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan.
(Bylund Gosta,1995)
c)Thiết bị: Thiết bị kết tinh thường có dạng hình trụ đứng, bên trong có cánh
khuấy, xung quanh thân có lớp vỏ áo để hiệu chỉnh nhiệt độ. Do sản phẩm có độ
nhớt cao,việc chọn công suất thích hợp cho motor cánh khuấy hoạt động tốt là đáng
quan tâm. Sau cùng, sữa sẽ được làm nguội về 18
0
C rồi được bơm qua thiết bị rót
sản phẩm.
3.2.7 Rót lon và đóng nắp
a)Mục đích: hoàn thiện sản phẩm.
b)Phương pháp thực hiện:
Sữa đặc có đường saccharose được rót vào bao bì kim loại có dạng hình trụ,
khối lượng tịnh 397gam. Hiện nay, người ta còn rót sản phẩm vào bao bì giấy. Yêu
cầu chung là bao bì phải được vệ sinh và vô trùng cẩn thận trước khi rót sản phẩm
để hạn chế sự tái nhiễm vi sinh vật vào sữa. Công đoạn vô trùng bao bì được thực

hiện như sau: rửa ở nhiệt độ 80 – 90
0
C trong 38s, qua hơi nóng trong 22s rồi sấy
không khí nóng 120
0
C trong 1 phút; nắp hộp cũng được tiệt trùng bằng hơi nóng
(Lâm Xuân Thanh, 2003). Ngoài ra, các công đoạn rót lon, đóng nắp và thiết bị sử
dụng phải thực hiện trong điều kiện vô trùng (kín, tránh sự tiếp xúc giữa sữa với
không khí, đồng thời hạn chế không cho không khí lọt vào bên trong bao bì chứa sản
phẩm.
c)Thiết bị: sử dụng hệ thống thiết bị rót sản phẩm và đóng nắp liên tục và tự
động.
Chương 4
CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1 Các thông số tính toán
- Tính cân bằng vật chất trên căn bản 1 ngày sản xuất 3 ca.
- Năng suất sản phẩm: 10.000 lít/ca
Bảng 4.1 Thành phần có mặt trong sữa tươi và sữa đặc có đường
Thành phần Hàm lượng trong
sữa tươi (%)
Hàm lượng trong sữa đặc
có đường (%)
Nước 87 27
Đường saccharose 0 45
Chất béo 3,9 8,0
Chất khô không béo 9,1 20
Tổng chất khô 13 73
Nguồn: Lê Văn Việt Mẫn, 2004
- Thành phần hóa học trong bột gầy:
• Hàm ẩm: 4,3%

• Hàm lượng béo: 1%
• Tổng hàm lượng chất khô: 95,7%
- Thành phần hóa học AMF: hàm lượng béo 99,8%.
- Thành phần hóa học dung dịch syrup đường saccharose: chất khô 63%.
- Thành phần hóa học mầm lactose:
• Hàm ẩm: 0,2%
• Tổng chất khô: 99,8%.
- Thành phần hóa học của Lecithine đậu nành dùng nhũ hóa:
• Hàm ẩm: 1%
• Tổng chất khô: 99%
- Các đại lượng tính cân bằng vật chất trong một ca:
Gọi:
st
M
- Khối lượng sữa tươi cần sản xuất (kg/ca)

sg
M
- Khối lượng bột sữa gầy cần bổ sung (kg/ca)

M
AMF
- Khối lượng AMF cần bổ sung (kg/ca)

M
s
- Khối lượng syrup đường saccharose 63% cần dùng (kg/ca)

M
lactose

- Khối lượng mầm lactose sử dụng trong quá trình cấy mầm
tinh thể (kg/ca)

M
Lecithine
- Khối lượng Lecithine đậu nành dùng nhũ hóa (kg/ca).
- Tổn thất trong giai đoạn sản xuất
i
là
i
f
.
4.2 Cân bằng vật chất
Tính toán trên 100kg sữa đặc có đường saccharose thành phẩm.
4.2.1 Quá trình rót lon – kết tinh lactose

1
f
= 0,2%: Tổn thất trong quá trình đưa sữa từ bồn kết tinh đến thiết bị rót

2
f
= 0,2%: Tổn thất trong quá trình kết tinh

3
f
= 0,5%: Tổn thất trong quá rót và trong thiết bị rót
Ta có : M
sản phẩm
= M

sau cấy mầm
x (1 -
1
f
) x (1 -
3
f
)
M
sau cấy mầm
= (M
trước cấy mầm
+ M
lactose
) x (1 -
2
f
) (1)
Với M
sản phẩm
= 100kg
⇒
M
sau cấy mầm

100
100,704
(1 0,002).(1 0,005)
kg= =
− −

Bổ sung mầm tinh thể lactose dưới dạng dung dịch theo tỷ lệ 0,1%w/w.Do đó:
M
lactose
= 0,1% x M
trước cấy mầm

(1)
⇒
M
sau cấy mầm
= (M
trước cấy mầm
+ 0,1% x M
trước cấy mầm
) x (1 -
2
f
) = 100,704kg
Hay M
trước cấy mầm

100,704
100,805
(1 0,002).(1 0,001)
kg= =
− +
(2)
M
lactose
= 0,1% x M

trước cấy mầm
= 0,001 x 100,805 = 0,101kg

4.2.2 Quá trình trộn syrup – cô đặc
- Nồng độ hỗn hợp trước khi vào thiết bị cô đặc chọn là 40%
- Cô đặc hỗn hợp về nồng độ 73%
- Tổn thất chọn:

4
f
= 0,3%: Tổn thất trong quá trình đưa hỗn hợp sữa từ thiết bị cô đặc đến
thiết bị kết tinh.