thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua năng suất 10 triệu tấn/năm

MỤC LỤC
Nhận xét của giảng viên i
Danh mục bảng biểu ii
Danh mục hình iii
Mục luc 3
Lời nói đầu 4
Chương I: Tổng Quan 5
1.1. Lợi ích của sữa 5
1.1.1. Sữa bò 5
1.1.2. Chất ổn định 15
1.2. Sản phẩm 15
Chương II: Lập Luận Kinh Tế Kỹ Thuật 20
2.1. Nguyên tắc chọn 20
2.2. Địa điểm xây dựng nhà máy 20
Chương III: Quy Trình Công Nghệ 26
3.1. Quy trình công nghệ 26
3.2. Thuyết minh quy trình 27
Chương IV: Tính Cân Bằng Vật Chất 32
4.1. Bố trí lịch sản xuất 32
4.2. Tính cân bằng vật chất 33
Chương V: Tính Cân Bằng Năng Lượng 39
65.1. Tính hơi cho sản xuất 39
5.1.1. Lượng nhiệt dùng cho quá trình chuẩn hóa 39
5.1.2. Lượng nhiệt dùng cho quá trình xử lý nhiệt 39
5.2. Tính nước và hơi cho CIP 40
5.3. Chọn nồi hơi 44
Chương VI: Tính Chọn Thiết Bị 46
1
6.1. Thiết bị chính 46
6.1.1. Tank chứa sữa 46
6.1.2. Thiết bị chuẩn hóa 47

6.1.3. Thiết bị xử lý nhiệt 49
6.1.4. Thiết bị đồng hóa 49
6.1.5. Thiết bị cấy giống 50
6.1.6. Thiết bị phối trộn 51
6.1.7. Thiết bị rót 52
6.2. Thiết bị phụ 53
6.2.1. Bơm ly tâm 53
6.2.2. Bồn chứa trung gian 53
6.2.3. Bồn chứa chất ổn định 53
6.2.4. Cân định lượng 53
6.1.5. Thiết bị CIP 53
Chương VII: Tính Xây Dựng 54
Chương VII: Sự Cố Và Biện Pháp Khắc Phục 55
Chương XIX: An Toàn Lao Động Và Vệ Sinh Công Nghiệp56
Kết luận 60
Tài Liệu Tham Khảo 61
Phụ lục 62
2
LỜI MỞ ĐẦU
Cuộc sống hiện đại ngày càng phát triển thì nhu cầu về chất lượng dinh dưỡng
của con người cũng ngày càng cao. Ngoài các thực phẩm trong bữa ăn chính hằng ngày
thì các thực phẩm chức năng cũng là một trong những nguồn cung cấp dưỡng chất
quan trọng mà con người sử dụng.
Khi nói đến một trong số các thực phẩm chức năng có những giá trị dinh dưỡng
quý giá cho sức khỏe của người tiêu dùng ta phải kể đến đầu tiên đó là sữa chua. Sữa
chua rất giàu dinh dưỡng, nó giúp giảm stress, tăng cường hệ miễn dịch, chống lão hóa,
tăng cường tuổi thọ hay là thực phẩm làm đẹp không thể thiếu cho phái nữ …Sữa chua
còn được biết đến nhiều nhất như là sản phẩm thực phẩm hiệu quả trong vai trò tăng
cường hoạt động của hệ tiêu hóa.
Để đáp ứng nhu cầu canxi cho cơ thể ngoài thông qua việc uống sữa (đặc biệt là

người Việt Nam) ngày nay ta có rất nhiều lựa chọn và sữa chua là một trong những
biện pháp hiệu quả.
3
Hiện nay, sữa chua đã và đang chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ rộng lớn trên khắp
thế giới, người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này không chỉ vì giá trị dinh dưỡng mà
còn các ưu điểm như giá thành rẻ, thông dụng, dễ tiêu dùng và đặc biệt là hương vị đặc
trưng mà các vi sinh vật lên men lactic trên sữa mang lại cho sữa chua.
Từ những lợi ích trên thì việc xây dựng một nhà máy sản xuất sữa chua là điều tất
yếu. Có nhiều công nghệ đã và đang được sử dụng trong việc nâng cao chất lượng cũng
như bảo quản sữa chua. Tuy nhiên trong giới hạn của đồ án tốt nghiệp này, em xin
trình bày việc “thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua năng suất10 triệu tấn/năm”.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Lợi ích của sữa
Hiện nay, khi đời sống ngày càng được nâng cao thì nhu cầu vật chất của con
người càng tăng. Do đó, ngành công nghệ thực phẩm là ngành khoa học quan họng
tronh nền kinh tế quốc dân. Nó đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng cho con người và góp
phần giải quyết việc làm cho người lao động. Trong đó phải kể đến ngành công nghệ
chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa.
Sữa là thực phẩm giàu dinh dưỡng và cân đối nhất, rất cần thiết trong khẩu phần
ăn hàng ngày của con người, có tác dụng phục hồi sức khỏe mau chóng cho người lao
động, dễ hấp thụ đối với người bệnh, trẻ em, người cao tuổi. Đặc biệt sản phẩm sữa
chua rất giúp ích cho đường ruột. Do đó cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp
thực phẩm, công nghiệp chế biến sữa nói riêng cũng đã và đang phát triển.
Trong những năm trở lại đây nhu cầu tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa của
người dân rất cao, nhưng nguồn sữa trong nước không đáp ứng đủ nhu cầu, vì thế
4
chúng ta đã nhập nhiều loại sữa từ nước ngoài.
Nước ta có vị trí địa lý thuận lợi, khí hậu nhiệt đới gió mùa. Đây là điều kiện rất
tốt cho việc chăn nuôi bò sữa. về mặt thị trường, nước ta hiện nay đang tiêu thụ mạnh
các sản phẩm từ sữa như: sữa tươi tiệt trùng, sữa chua uống và nhiều sản phẩm khác.

Mặt khác nhà nước ta đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho sự phát triền ngành công
nghiệp chế biến sữa Việt Nam.
1.2. Nguyên liệu
1.2.1. Sữa bò tươi
Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của con cái thuộc động vật
có vú; cung cấp nguồn dinh dưỡng đầy đủ, thiết yếu để nuôi con trong giai đoạn đầu
đời, trước khi con non có thể tiêu hoá các loại thức ăn khác.
Sữa trong giai đoạn đầu (4 - 7 ngày) của chu kỳ sữa (chu kỳ sữa là khoảng thời
gian từ khi bắt đầu tiết sữa - sau khi đẻ, đến khi kết thúc tiết sữa - cạn sữa) được gọi là
sữa non. Sữa non có thành phần khác rất nhiều so với sữa thường, nó rất giàu protein,
chất béo no, canxi, vitamin để con non dễ dàng hấp thu trong điều kiện hệ tiêu hoá
chưa phát triển; đặc biệt nó chứa kháng thể từ cơ thể mẹ truyền sang, giúp con non
chống chịu lại bệnh tật trong giai đoạn đầu khi cơ chế miễn dịch chưa được hoàn thiện.
Tuy nhiên, sữa non không được sử dụng trong chế biến thành sữa thành phẩm do cấu
trúc protein yếu, dễ bị biến đổi do nhiệt (xử lí nhiệt là khâu đầu tiên trong chế biến tất
cả các loại sản phẩm sữa).
Con người đã biết cách chăn nuôi một số loài động vật để khai thác sữa, phục vụ
cho nhu cầu tiêu dùng thực phẩm của mình từ lúc còn rất sơ khai. Bò là loài động vật
đầu tiên được sử dụng với mục đích khai thác sữa, sau hàng ngàn năm thuần hoá và lai
tạo, đến nay nhiều giống bò chuyên dụng sản xuất sữa đã được tạo ra. Hiện tại, bò sữa
là loài động vật sản xuất sữa phổ biết nhất, phần lớn sữa được sản xuất ra trên thế giới
có nguồn gốc từ bò sữa. Ngoài ra có thể kể đến một số loài động vật sản xuất sữa cũng
khá phổ biến như dê, cừu, trâu, tuy nhiên khả năng sản xuất sữa của các loài này nhỏ
hơn rất nhiều so với bò sữa.
5
Ở nước ta, sữa là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghệ thực phẩm.
Sữa bò tươi được sử dụng trong sản xuất sữa chua phải có chất lượng tốt. Các yêu cầu
quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi như sau:
-Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt.
-Không chứa thể thực khuẩn (bacteriophage).

-Không chứa kháng sinh (penicillin, streptomycin,…)
-Không chứa các enzyme.
-Không chứa dư lượng hoá chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ
hoặc thiết bị đựng sữa.
Hai chỉ tiêu quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo và hàm lượng
chất khô không béo.
 Tính chất vật lý của sữa bò:
- Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và môt số
chất khoáng trong sữa tạo nên.
- Sữa có màu trắng đến vàng nhạt, màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng beta -
carotene có trong chất béo của sữa.
- Sữa có mùi đặc trưng, có vị ngọt nhẹ.
- Có độ nhớt lớn hơn 2 lần so với nước. Sữa thường có đặc điểm và tính chất sau:
o Mật độ quang ở 15
o
C 1,030 – 1,034
o Tỷ nhiệt 0,93
o Điểm đông - 0,55
o
C
o pH 6,5 – 6,6
o Độ axit được tính bằng 16 - 18
độ Dornic -
o
D
(decigam axit lactic/ lit sữa)
o Chỉ số khúc xạ ở 20
o
C 1,35
 Thành phần hóa học của sữa bò tươi:

Bảng 1.1.Thành phần hóa học của 1000ml sữa bò
Thành phần Hàm lượng % Thành phần Hàm lượng %
Nước 85 – 89 Các chất hoạt tính
sinh học
Số lượng nhỏ
Chất khô 11 – 15% Vi lượng Số lượng nhỏ
Chất béo 2,9 – 5,0 Enzyme Số lượng nhỏ
Mỡ sữa 0,03 – 0,05 Vitamin 5,0 – 8,0
Photphate 2,5 – 4,0 Kháng sinh
6
Chất chữa nitơ 2,3 – 2,9 Hoocmon
Casein 0,02 – 0,08 Chất màu
Chất phinitơ 4,5 – 5,0 Chất khí
Cacbonhydrate 0,01 – 0,1
Lactose
Glucose
Nước :
Là thành phần chủ yếu của sữa, là dung môi hoà tan các chất hữu cơ và vô cơ, là
môi trường cho các phản ứng hoá sinh. Phần lớn nước trong sữa có thể thoát ra ngoài
khi đun nóng.
Tổng hàm lượng chất khô:
Tổng các chất khô được hiểu là hàm lượng các chất còn lại trong sữa sau quá
trình bài khí và làm bốc hơi toàn bộ lượng nước (dạng không liên kết) có trong sữa.
Chất khô không béo là hiệu số giữa tống các chất khô và hàm lượng chất béo
trong sữa. Giá trị hàm lượng chất khô không béo trong sữa bò thường là 11.9 %.
Đường lactose:
Lactose là một disaccharide do một phân tử glucose và một phân tử galactose
liên kết với nhau tạo thành. Trong sữa, đường lactose tồn tại dưới 2 dạng - lactose và –
lactose. Tỷ lệ hàm lượng giữa hai dạng này phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của
sữa. Chỉ có sữa động vật là nguồn chứa lactose duy nhất trong tự nhiên.

Lactose là đường khử, độ ngọt của lactose thấp hơn nhiều so với disaccharide và
monosaccharide thường gặp, lactose có thể bị thủy phân bởi enzyme lactaza.
Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến đổi thành caramen. Vì vậy khi khử trùng sữa, một
phần lactose bị caramen hoá nên sữa sẽ có màu sậm hơn sữa chưa khử trùng.
Ngoài lactose, trong sữa còn có galactose (20mg/l), glucose (hàm lượng trung
bình 70mg/l), các hợp chất glucid chứa N (hàm lượng thấp hoặc dạng vết).
Chất béo:
7
Chất béo trong sữa thường dạng hình cầu. Trong 1ml sữa có khoảng 10 – 15 tỷ
hạt cầu béo. Thành phần chủ yếu của các hạt là glyceride, phospholipid và protein.
Chất khoáng
Lượng chất khoáng trong sữa không nhiều nhưng sự có mặt các chất khoáng đóng
vai trò quan trọng trong cân bằng các chất dinh dưỡng của sữa
Vitamin
Sữa có chứa nhiều loại vitamin với số lượng không lớn lắm, các vitamin thuộc 2
nhóm chính là:
Nhóm tan trong chất béo gồm A, D, E
Nhóm tan trong nước gồm B1, B2, C
Hợp chất chứa nitơ
• Casein
Là những protein có tính acid vì trong phân tử của chúng có nhiều gốc acid
glutamic và acid aspartic, là thành phần chủ yếu của protein sữa. Casein tồn tại dưới
dạng micelle, mổi micelle chứa 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng
(Ca, K, Mg, phosphate và citrate).
Các micelle có hàm lượng – casein khá cao với đầu ưa nước luôn hướng ra
ngoài, nếu lấy đi dầu ưa nước này hoặc giảm hàm lượng – casein thì cấu trúc micelle
trở nên không ổn định, nếu có mặt cúa Ca
2+
trong sữa thì các micelle sẽ liên kết lại với
nhau tạo nên hiện tượng đông tụ casein.

8
Chú thích:
A – Tiểu micelle
B – Đầu ưa nước của – casein
C – Phosphate
D – – casein
E – Tương tác kỵ nước
• Enzyme
Enzyme là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein.
Tính đến nay có hơn 60 enzyme khác nhau được tìm thấy trong sữa. Enzyme đầu
tiên được tìm thấy trong sữa là lactoperoxydase.
Sự có mặt của các enzyme trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa
học của sữa trong quá trình bảo quản, từ đó làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng
sữa. Tuy nhiên một số enzyme như lactoperoxydase, lysozyme có vai trò kháng khuẩn,
tham gia vào việc ổn định chất lượng trong quá trình bảo quản trước khi chế biến.
Hàm lượng VSV trong sữa càng cao thì thành phần enzyme có trong sữa đa dạng
và hoạt tính càng cao.
Hormone
Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình
sinh trưởng của động vật. Trong sữa bò, ta có thể tìm thấy nhiều loại hormone. Chúng
được chia là 3 nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride, trong đó
prolactine được nghiên cứu nhiều hơn cả. Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa
bò là 50µg/l, trong sữa non là 230µg/l.
 Hệ vi sinh vật trong sữa:
Nguồn gốc hệ vi sinh vật trong sữa
- Bầu vú động vật cho sữa: đây là nơi có nhiều loài vi sinh vật khác nhau. Chúng tồn
tại dưới dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử. Trong quá trình vắt sữa một số vi sinh vật
có thể bị rơi vào bình chứa làm cho sữa bị nhiễm vi sinh vật. Vì vậy, ta cần vệ sinh bầu
vú và các khu vực lân cận trên cơ thể động vật cho sữa để hạn chế số lượng vi sinh vật
bị nhiễm vào sữa.

9
- Người và thiết bị vắt sữa: nếu vắt sữa bằng phương pháp thủ công, để hạn chế nhiễm
vi sinh vật, người vắt sữa phải có sức khoẻ tốt, không mắc bệnh truyền nhiễm, vệ sinh
cơ thể tốt, thao tác kỹ thuật đảm bảo vệ sinh. Nếu quá trình vắt sữa bằng máy, cần chú
ý vệ sinh và vô trùng hệ thống dẫn sữa từ bầu vú con vật đến dụng cụ chứa.
- Thiết bị chứa sữa.
- Môi trường chuồng trại nơi vắt sữa: vi sinh vật tồn tại ở khắp mọi nơi nên dễ dàng
lây nhiễm vào sữa. Do đó, cần phải đảm bảo vệ sinh môi trường nơi vắt sữa.
Hệ vi sinh vật:
Hệ vi sinh vật và số lượng của chúng luôn thay đổi. Trong đó các vi sinh vật có
thể chia làm 2 nhóm chính: prokaryote và eukaryote.
• Prokaryote
Nhóm vi sinh vật prokaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Đại diện quan trong cho
nhóm prokaryote là vi khuẩn (bacteria).
Các nhóm nhóm vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, coliforms, vi khuẩn
sinh axit butyric, vi khuẩn sinh axit propionic và các vi khuẩn gây thối.
- Vi khuẩn lactic: hình cầu hoặc hình gậy, gram (+), nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 25 -
47
O
C. Để tồn tại trong môi trường sữa, chúng tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất
lactose.
- Vi khuẩn Coliforms: nhóm vi khuẩn gram (-), kị khí tuỳ tiện, nhiệt độ sinh trưởng tối
ưu 30 - 44
O
C. Trong sữa, Coliforms sẽ chuyển hoá đường lactose tạo axit lactic và các
10
Vi khuẩn xâm nhập vào bên trong
bầu vú
Vi khuẩn hiện diện xung quanh
bầu vú động vật

acid hữu cơ khác, khí CO
2
… Chúng cũng phân giải protein trong sữa tạo ra các sản
phẩm khí làm sữa có mùi khó chịu, Coliforms bi tiêu diệt ở 75
O
C sau 20 giây.
- Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): vi khuẩn gram (+), kị khí bắt buộc.
Chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như axit butyric,
butanol, ethanol, aceton, khí CO
2
, H
2
… Làm thay đổi thành phần hoá học và cảm quan
của sữa.
Các bào tử Clostridium khá bền với nhiệt độ. Trong quá trình thanh trùng sữa không
thể tiêu diệt được hoàn toàn các bào tử Clotridium chịu nhiệt. Cho nên phải dùng các
giải pháp kỹ thuật khác như vi lọc, ly tâm hoặc sử dụng chất kháng khuẩn.
- Vi khuẩn Propionic (giống Propionibacterium ): có trong dạ cỏ và đường ruột của
nhóm động vật nhai lại, gram (+), kị khí không bắt buộc, chuyển hoá acid propionic,
acid acetic, khí CO
2
… làm hư hỏng chất lượng sữa, bị tiêu diệt ở 75
O
C sau 20 giây.
- Vi khuẩn gây thối: đó là các vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào
trong môi trường sữa. Protease sẽ tiếp xúc quá trình thuỷ phân protein tạo ra các sản
phẩm như polypeptide, peptide và axit amin. Một số axit amin tiếp tục phân huỷ tạo
NH
3
, H

2
S…làm sữa có mùi khó chịu.
Vài giống vi khuẩn gây thối có khả năng sinh tổng hợp lipase ngoại bào, enzyme
này xúc tác quá trình thuỷ phân các chất béo trong sữa và tạo nhiều sản phẩm có mùi
ôi. Một số giống thường gặp là: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus…Dạng hình cầu
hoặc gậy, hiếu khí lẫn kỵ khí.
Trong đó cần chú ý đến loài Pseudomonas fluorescens, vì enzyme protease và
lipase được tổng hợp bởi loài này thường rất bền với nhiệt, chúng là nguyên nhân chính
gây nên quá trình phân giải protein và lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa.
• Eukaryote
Nhóm vi sinh vật eukaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Hai đại diện của nhóm
eukaryote thường được tìm thấy trong sữa là nấm men và nấm sợi.
- Nấm men: cơ thể đơn bào, hình cầu, oval hoặc trứng…Một số loài thường gặp
Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus…thuộc nhóm kỵ khí tuỳ tiện.
Chúng sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Thường được sử dụng trong
sản xuất sữa chua truyền thống.
11
- Nấm sợi: hình sợi, phân nhánh. Hầu hết các nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc,
nhiệt độ sinh trưởng tối ưu từ 20
0
C đến 30
0
C. Một số loài nấm sợi thường nhiễm vào
sữa là: Penicillium camembertii, P. roquefortii, P. casei, Rhizopus stolonifer…
Hầu hết các loại nấm men và nấm sợi đều bị tiêu diệt trong quá trình thanh trùng
sữa ở 75
0
C trong 10 – 15 giây.
+ Men cái:
Quá trình sản xuất ra sữa chua chủ yếu dùng phương pháp lên men lactic. Lên

men lactic là quá trình hóa sinh đặc trưng của sữa dưới tác động của vi khuẩn lactic lên
men đường lactoza có trong sữa để tạo thành axit lactic. Để tiến trình lên men nhanh và
ổn định, người ta cho thêm loại vi khuẩn Leuconostoc hoặc nấm mốc.
 Lên men Lactic đồng hình
Sự lên men tạo sản phẩm chính là axit lactic chiếm 90 - 98% tổng sản phẩm lên men,
sản phẩm phụ là etanol, axit axetic, CO
2
, axetoin…
 Lên men Lactic dị hình
Còn gọi là lên men lactic không điển hình, sản phẩm cuối cùng ngoài axit lactic còn
nhiều sản phẩm phụ: axit acetic, rượu ethylic, CO
2
, dextran…
Men cái dùng trong sản xuất sữa chua thường là hỗn hợp trộn của hai loại vi sinh
vật Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus.
• Lactobacillus bulgaricus (L. bulgaricus):
Là vi khuẩn lên men điển hình, phát triển tốt ở nhiệt độ 45 - 50
0
C trong môi trường
có độ axit cao. Loài này có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% axit lactic từ đường
lactose.
• Streptococcus thermophilus(S. thermophilus)
Phát triển tốt ở nhiệt độ 50
0
C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37 - 40
0
C. Đây cũng là vi
khuẩn lactic chịu nhiệt lên men điển hình, có thể chịu được nhiệt độ đun nóng đến 65
0
C

trong 30 phút nhưng chỉ phát triển được trong môi trường axit thấp hơn L. bulgaricus.

Mặc dù chúng có thể phát triển độc lập nhưng khi nuôi cấy chung, tốc độ sản sinh
ra axit của chúng cao hơn nhiều so với khi nuôi riêng.
Streptococcus thermophilus phát triển nhanh và tạo ra cả axit lần khí CO
2
. CO
2
và
formate tạo ra kích thích cho L. bulgaricus phát triển. Mặt khác, hoạt động thủy phân
protein của L. bulgaricus tạo ra peptide và axit amin cần cho sự phát triển của
Streptococcus thermophilus.
12
Những vi sinh vật này chịu trách nhiệm trong việc hình thành hương vị và cấu
trúc của sữa chua. Khối lượng sữa chua đông tụ trong quá trình lên men do pH giảm
xuống.
-S. thermophilus chịu trách nhiệm đối với việc giảm pH lúc đầu khoảng 5.0
-L. bulgaricus làm giảm pH xuống thấp hơn nữa (khoảng 4.0)
Những sản phẩm sau quá trình lên men tạo được hương vị của sữa chua:
-Axit lactic
-Acetaldehyde
-Axit acetic
-Diacetyl
3.1.1. Chất ổn dịnh
Chất ổn định được sử dụng nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua, như tạo
độ gel bền vững làm cho sữa không bị tách lớp trong quá trình bảo quản. Chất bảo
quản được sử dụng cần đạt một số yêu cầu sau:
Không độc hại đối với sức khoẻ con người.
Chế phẩm này phải hoàn toàn tuân theo những quy định của tổ có thẩm quyền.
Các chất ổn định được sử dụng phổ biến trong sản xuất sữa chua là pectin, gelatin

thực phẩm, chất ổn định E142, chất ổn định E471 (di- hoặc mono- glyceride của acid
béo)
Pectin là một polysaccharide tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham
gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật. Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng là
pectin hòa tan và protopectin không hòa tan. Dưới tác dụng của axit, enzyme
protopectinaza hoặc khi gia nhiệt thì protopectin chuyển thành pectin.
Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là galactoronic và
rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20000 - 200000 đvC. Hàm lượng pectin 1%
trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 % đường và điều chỉnh pH môi trường
từ 3,1 - 3,4 sản phẩm sẽ tạo đông.
1.2.Sản phẩm
1.2.1. Phân loại
Sữa chua là một sản phẩm rất phổ biến ở nước ta và trên thế giới. Trên thị
trường hiện nay, sản phẩm này rất đa dạng về chủng loại. Cấu trúc và mùi vị sữa chua
13
luôn được các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Sản
phẩm có thể phân loại như sau:
- Sữa chua truyền thống
Sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu sau khi
được xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì. Quá trình lên men được diễn ra trong
bao bì làm xuất hiện khối đông.
- Sữa chua dạng khuấy
Khối đông trong sản phẩm sau quá trình lên men được phá huỷ một phần do sự
khuấy trộn cơ học. Sữa được lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo là làm lạnh
rồi rót vào bao bì.
- Sữa chua uống
Khối đông xuất hiện sau quá trình lên men bị phá huỷ hoàn toàn bằng phương
pháp khuấy trộn hoặc đồng hoá, làm giảm độ nhớt, tạo ra sản phẩm sạng lỏng.
1.2.2. Lợi ích của sữa chua
Trong 100g sữa chua chứa khoảng:

- 100Kcal (bằng khoảng ½ chén cơm hay 2 trái chuối xanh)
- Chất đường (15,4g)
- Chất đạm (3,1g)
- Chất béo (3g)
- Canxi và một số loại vitamin
+ Có nhiều vi khuẩn có ích, tốt cho đường ruột
Mỗi hộp sữa chua đều có các men vi sinh có ích sống trong đường tiêu hóa.
Điều này giúp hạn chế các vi sinh vật gây hại có thể gây nhiễm trùng đường ruột, vì
vậy tích cực ăn nhiều sữa chua để nhận được nhiều men vi sinh có ích giúp điều chỉnh
tiêu hóa hoặc tăng cường hệ thống miễn dịch.
+ Giảm kích thước vòng eo:
Ăn sữa chua đều đặn hàng ngày có thể giảm kích thước vòng eo. Được biết
những người ăn nhiều sữa chua khi kết hợp cùng chế độ cắt giảm số lượng calo giúp
14
giảm 22% kích cỡ vòng eo so với những người ăn kiêng đã bỏ qua các bữa ăn nhẹ với
sữa chua.
+ Chứa nhiều các vitamin
Ăn sữa chua giúp cung cấp một nguồn quan trọng của kali, riboflavin, phốt pho,
iốt, kẽm và vitamin B5. Sữa chua cũng chứa B12 giúp duy trì các tế bào máu đỏ và giữ
cho hệ thống thần kinh hoạt động tốt. Những vitamin B12 này được tìm thấy chủ yếu ở
các sản phẩm động vật, chẳng hạn như thịt gà và cá vì thế nó cung cấp nhiều dưỡng
chất. Các vitamin D có trong sữa chua không phải là tự nhiên, nhưng nó giúp tăng
cường hấp thu canxi cho cơ thể.
+ Khôi phục sức khỏe nhanh hơn
Với tỷ lệ đạm và carbohydrates cao, sữa chua còn giàu protein cao nên nó được
coi là một bữa ăn nhẹ rất tốt cho cơ thể những lúc mệt mỏi hoặc ăn sau khi luyện tập
thể dục thể thao. Ngoài ra, các protein trong sữa chua cũng có thể giúp tăng lượng nước
hấp thụ ruột, cải thiện tình trạng ẩm hóa cho làn da.
+ Ngăn ngừa bệnh cao huyết áp
Việc tiêu thụ muối mỗi ngày bằng cách này hay cách khác theo thời gian đều có

thể dẫn đến tăng huyết áp, suy thận và bệnh tim. Nhưng chỉ cần tiêu thụ sữa chua thì
các kali trong sữa chua có thể giúp xóa sạch một số natri dư thừa của cơ thể.
+ Chữa cảm lạnh
Ăn từ 2-3 hộp sữa chua mỗi ngày có thể khiến cơ thể mạnh mẽ hơn và chống lại
nhiều bệnh tật, nhiễm trùng.
Những nghiên cứu cho thấy các vi khuẩn lành mạnh trong sữa chua giúp gửi tín hiệu
đến tế bào miễn dịch trong cơ thể nhằm chống lại các vi khuẩn gây hại.
1.2.3. Chỉ tiêu chất lượng của sữa chua
15
Bảng 1.2. Chỉ tiêu cảm quan
Tên chỉ tiêu Yêu cầu
1. Màu sắc Màu trắng sữa
2. Mùi vị Đặc trưng cho từng loại sản phẩm
3. Trạng thái Mịn, đặc sệt
a. Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu
Protein: được phân cắt thành các acid amin
Lipid: được thủy phân thành các acid béo và glyceryl
Glucid
b. Chỉ tiêu chỉ điểm vi sinh
Giàu protein
Giàu vitamin
Cholesterol: không
c. Chỉ tiêu vệ sinh về hóa lý, vi sinh vật, kim loại nặng
Bảng 1.3.Các chỉ tiêu về hóa lý
Tên chỉ tiêu Mức cho phép
1. Hàm lượng chất khô không chứa chất béo, %
khối lượng, không nhỏ hơn
8.2
2. Hàm lượng chất béo, % khối lượng
>0.5

3. Độ acid
75-140
4. Đường saccharose
15
5. Gelatin
Theo qui định của nhà sản xuất
Bảng 1.4.Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua
Tên chỉ tiêu Mức cho phép
1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc
trong 1g sản phẩm
10
4
2. Nhóm coliform, số vi khuẩn trong 1g sản 10
16
phẩm
3. Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong
1g sản phẩm
0
4. E.Coli, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm 0
5. Salmonella, số vi khuẩn trong 25g sản
phẩm
0
6. Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong
1g sản phẩm
10
Độc tố vi nấm: Aflatoxin M
1
: không lớn hơn 0.5µg/l
Bảng 1.5.Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua
Tên chỉ tiêu Mức tối đa

1. Asen, mg/l 0.5
2. Chì, mg/l 0.5
3. Cadimi, mg/l 1.0
4. Thủy ngân, mg/l 0.05
CHƯƠNG II: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT
2.1. Nguyên tắc chọn
Gần thị trường tiêu thụ.
-Gần nguồn nguyên liệu: sữa được thu mua chủ yếu từ các trại bò sữa Long
Thành - Đồng nai.
-Giao thông: gần đường giao thông chính để thuận tiện vận chuyển nguyên liệu,
sản phẩm.
-Có mạng lưới nước sinh hoạt của thành phố, gần mạng lưới điện quốc gia.
-Nằm trong khu quy hoạch, đảm bảo an ninh quốc phòng.
-Đặt gần khu dân cư, khí hậu, thời tiết, địa hình…thuân lợi
2.2. Địa điểm xây dựng nhà máy
17
Phân xưởng sản xuất sữa chua 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:
2.2.1. 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, tăng lên 200.400 con trong năm 2014). 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 2.1. Dự báo phát triển bò sữa miền Đông Nam Bộ và TP HCM
Vùng 2000 2005 2010
Tổng % Bò vắt Tổng % Bò vắt Tổng % Bò vắt
18
đàn
(con)
sữa
(con)
đàn
(con)
sữa
(con)
đàn
(con)
sữa
(con)
Đồng
Nai
1.800 37,5 850 5.000 25,0 2.250 15.00
0

25,0 6.500
Bình
Dươn
g
1.400 25,0 580 5.000 25,0 2.250 15.00
0
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 15.00
0
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 20.00
0
100 9000 60.00
0
100 27.00
0
TP

HCM
25.20
0
12.50
0
23.00
0
70.00
0
32.00
0
Nguồn: Hội nghị KH-CN-MT các tỉnh MĐNB lần 7
Bảng 2.2.Dự báo sản lượng sữa của miền Đông Nam Bộ và TP HCM
19
Nguồn: Hội nghị KH-CN-MT các tỉnh MĐNB lần 7
Theo bảng 2.2, 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
20

(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).
2.2.2. 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
21
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.
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.
22
SỮA TƯƠI
KIỂM TRA
ĐỊNH LƯỢNG
CHUẨN HÓA
XỬ LÝ NHIỆT
ĐỒNG HÓA
CẤY GIỐNG
PHỐI TRỘN
RÓT
LÊN MEN
LÀM LẠNH
CREAM
VSV

SIRO
CHẤT ỔN ĐỊNH
BAO BÌ
SỮA CHUA
DẠNG GEL
CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ VÀ THUYẾT MINH
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.1. Quy trình công nghệ

23
Hình 3.1.Sơ đồ quy trình công nghệ
3.2.Thuyết minh quy trình
3.2.1. Kiểm tra-thu nhận
- 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.
- Yêu cầu chỉ tiêu nguyên liệu phải đạt những chi tiêu sau:
+ Tổng số tế bào VSV trong sữa càng thấp càng tốt, thấp hơn 50000 trên 1ml sữa
+ Không chứa thực thể khuẩn
+ Không chứa kháng sinh
+ Không chứa các enzyme
+ Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ thiết
bị đựng sữa
- Chỉ tiêu cảm quan:
+ Màu sắc: màu của sữa phải có màu đặc trưng đó là màu từ trắng nhạt cho tới vàng đục
+ Mùi vị: không có mùi vị lạ trong sữa
+ Trạng thái của sữa phải không được phân lớp
- Chỉ tiêu hóa lý:
Tổng hàm lượng chất khô không béo không được thấp hơn 8.2%
3.2.2. Định lượng

Xác định trọng lượng nguyên liệu đua vào cho mỗi mẻ sản xuất
3.2.3. Chuẩn hóa
- Mục đích: hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa đến giá trị 3.9%.
- Phương pháp thực hiện: sữa sẽ được gia nhiệt đến 65
o
C ở thiết bị trao đổi nhiệt dạng
bản mỏng, sau đó sẽ được bơm vào máy li tâm hoạt động theo phương pháp liên tục.
Hai dòng sản phẩm thoát ra khỏi thiết bị: một dòng là sữa gầy và một dòng là cream.
Hàm lượng béo trong hai dòng sản phẩm trên sẽ phụ thuộc vào chế độ hoạt động của
24
máy li tâm. Sau đó, một phần cream sẽ được phối trộn lại với dòng sữa gầy để đạt hàm
lượng chất béo theo yêu cầu sản xuất. Ơ đây, ta chọn giá trị đó là 3.5%. Phần cream dư
sẽ đưa đi xử lí tiếp để hoàn thiện sản phẩm crea
- Các biến đổi chính:
• Vật lí: khối lượng riêng tăng, độ nhớt giảm, nhiệt độ tăng, …
- Thiết bị: máy li tâm và hệ thống hiệu chỉnh hàm lượng chất béo hoàn toàn tự
động.
- Thông số kỹ thuật:
Nhiệt độ dòng sữa trước khi vào thiết bị ly tâm là 55-65
0C
3.2.4. Xử lý nhiệt
Mục đích:
+ Tiêu diệt enzym và vsv.
+ Bài khí: tách các khí phân tán và hòa tan ra khỏi sữa nguyên liệu.
+ Ổn định thành phần protein có trong sữa và làm biến tính sơ bộ các protein sữa đặc
biệt là các whey protein, cải thiện thành phần cấu trúc gel đông.
Sử dụng chế độ nhiệt cần tránh tạo màu cho sản phẩm và để sản phẩm đạt độ nhớt nhất
định.
-Tiến hành: nhiệt độ sữa cần được tăng lên đến 90 - 95°c thời gian là 3 phút.
- Các biến đổi chính:

+Vật lý: nhiệt độ tăng.
+Hóa sinh và hóa lý: enzyme bị vô hoạt, một số protein hòa tan bị biến tính
và hình thành các họp chất phức tạp với casein.
-Hóa học: xảy ra các phản ứng hóa học không có lợi: phản ứng phân hủy acid amin,
phản ứng tạo màu và mùi caramen và Maillard.
+Sinh học: ức chế hệ vi sinh vật có trong sữa đáp ứng các yêu cầu cho phép về vi sinh.
3.2.5. Đồng hóa
25