ĐỒ ÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT PHOMAT TƯƠI NĂNG SUẤT 8000 TẤN SẢN PHẨMNĂM

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HOÀ XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỔNG HỢP
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ HẢI VÂN
Lớp: 13 HTP1- Khóa 2013-2016
Ngành: Công nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT PHOMAT TƯƠI NĂNG SUẤT
8000 TẤN SẢN PHẨM/NĂM
Các số liệu ban đầu
- Nguyên liệu đầu: hàm lương chất béo 3,2%, hàm lượng chất khô 13%.
-Năng suất 8000 tấn sản phẩm/năm
2. Nội dung phần thuyết minh và tính toán
Chương 1: Giới thiệu
Chương 2: Tổng quan về tài liệu
Chương 3: Phương pháp luận
Chương 4: Kết quả thảo luận
Kết luận
Tài liệu tham khảo

4. Các bản vẽ và đồ thị (ghi rõ các loại bản vẽ và kích thước các bản vẽ):
- Sơ đồ quy trình công nghệ
- Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính

- Mặt cắt phân xưởng sản xuất


5. Cán bộ hướng dẫn: ThS. Ngô Thị Minh Phương
6. Ngày giao đề tài:
7. Ngày hoàn thành đề tài:

Thông qua bộ môn

Cán bộ hướng dẫn

Ngày ….tháng …..năm 20…

(Ký, ghi rõ họ tên)

Tổ trưởng bộ môn
(Ký, ghi rõ họ tên)

Kết quả điểm đánh giá

Ngày …… tháng ……năm 20…
Chủ tịch hội đồng
(ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CAM ĐOAN

Kính gửi :

Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp Khoa Công Nghệ Hóa Học
Trường Cao đẳng Công Nghệ - Đại học Đà Nẵng

Tôi là: Nguyễn Thị Hải Vân, Lớp 13HTP1- Khoa Công Nghệ Hóa Học,
Ngành Công nghệ kỹ thuật thực phẩm, Trường Cao đẳng Công Nghệ - Đại học Đà
Nẵng.
Tôi xin cam đoan nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn trực tiếp của ThS.Ngô Thị Minh Phương, không phải là bản sao chép
của bất cứ đồ án hoặc công trình đã có từ trước.
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Nguyễn Thị Hải Vân

TÓM TẮT
Nhằm mục tiêu tận dùng nguồn nhân lực đông đảo của nước ta và tăng lượng
sản phẩm phomat trong nước, đồng thời hạn chế việc nhập phomat từ nước ngoài
cho nên trong thời gian tới đòi hỏi phải tiếp tục xây dựng nhà máy phomat. Để đáp


ứng nhu cầu đó tôi được giao nhiệm vụ “Thiết kế nhà máy sản xuất phomat từ
nguyên liệu sữa tươi năng suất 8000 tấn sản phẩm/năm”
Đề tài tiến hành khảo sát, tính toán và chọn lựa thiết bị sản xuất trong nhà máy
phomat sao cho hợp lý và đạt hiệu quả kinh tế cao.
Qua quá trình tìm hiểu và tính toán ta thiết kế được nhà máy sản xuất phomat từ
nguyên liệu sữa tươi năng suất 8000 tấn sản phẩm/năm sản xuất liên tục và có các
thiết bị hiện đại, hợp lý.

LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cám ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa công
nghệ thực phẩm trường Cao Đẳng Công Nghệ đã tạo điều kiện cho em học tập và
nghiên cứu trong một môi trường học tập khoa học, giúp cho em có những kiến

thức vững vàng trước khi bước vào đời. Đặc biệt em xin chân thành cám ơn sự chỉ
bảo tận tình của cô giáo Th.S Ngô Thị Minh Phương – cô là người trực tiếp hướng
dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Đồng thời em cũng xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình em và bạn bè những
người luôn đứng sau và giúp đỡ, chia sẻ với em những khó khăn và thuận lợi trong
thời gian qua.
Đề tài tốt nghiệp của em là “Thiết kế nhà máy sản xuất phomat tươi năng suất
8000 tấn sản phẩm/năm”. Đây là bản đồ án có khối lượng công việc tương đối lớn,
nhưng do thời gian còn hạn chế nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Vì
vậy em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô giáo và bạn bè để bản
đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn!
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2016
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Hải Vân

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
MỤC LỤC................................................................................................................................5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................................2
2.1 SỮA NGUYÊN LIỆU................................................................................................................2
2.1.2 Tính chất vật lý của sữa tươi.............................................................................................3


2.2.2 Phân loại phomat...........................................................................................................11
2.2.3 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phomat..............................................................12
2.2.4 Một số nguyên liệu sử dụng trong chế biến phomat......................................................15
2.2.5 Tình hình sản xuất phomat.............................................................................................17

2.2.5.1.2 Hà Lan.......................................................................................................................18
2.2.5.1.3 Hy Lạp.......................................................................................................................18
2.2.5.1.4 Mỹ.............................................................................................................................19
2.2.5.1.5 EU..............................................................................................................................19
2.2.5.1.6 Châu Đại Dương........................................................................................................19
CHƯƠNG 3 : PHƯƠNG PHÁP LUẬN...............................................................................21
3.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PHOMAT TƯƠI................................................21
3.2 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ............................................................................22
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN...............................................................................30
4.1 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT.................................................................................................30
4.1.1 Kế hoach sản xuất của nhà máy......................................................................................30
4.1.2 Tính cân bằng vật chất....................................................................................................31
4.1.3 Tính bao bì......................................................................................................................36
4.1.4 Bảng tổng kết cân bằng vật chất.....................................................................................36
4.2 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ.....................................................................................................37
4.2.1 Thùng chứa sữa nguyên liệu...........................................................................................37
4.2.2 Thùng tiêu chuẩn hóa.....................................................................................................38
4.2.3 Thiết bị đồng hóa............................................................................................................39
4.2.4 Thùng chứa sữa sau đồng hóa........................................................................................40
4.2.5 Thiết bị thanh trùng........................................................................................................42
4.2.6 Thùng chứa sữa sau thanh trùng....................................................................................43
4.2.7 Thiết bị nuôi khuẩn.........................................................................................................44
4.2.8 Thiết bị lên men.............................................................................................................44
4.2.10 Thùng chứa huyết thanh sau tách.................................................................................47
4.2.11 Thiết bị phối trộn..........................................................................................................48
4.2.14 Bảng tổng kết các thiết bị..............................................................................................49


DANH MỤC BẢNG
Số hiệu bảng

Tên bảng

Trang

2.1

Đặc tính hóa lý của chất béo

5

2.2

Độ hòa tan trong nước của lactoza (g/100gH2O)

7

2.3

Phân loai phomat dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ

12

chín phomat
2.4

Phân loại phomat theo giá trị FDB

13

4.1

Bảng nhập nguyên liệu

31

4.2

Biểu đồ kế hoạch sản xuất

32

4.3

Bảng nhập liệu

32

4.4

Tiêu hao khối lượng qua tổng công đoạn

33

4.5

Bảng cân bằng vật chất

37

4.6

Bảng tổng kết các thiết bị

50

DANH MỤC HÌNH
Số hiệu hình

Tên hình

Trang

2.1

Sữa tươi

3

2.2

Streptoccoccus lactic

10

2.3

Phomai

11

3.1

Quy trình sản xuất phomat từ sữa tươi

22

3.2

Hình ảnh đông tụ

27

3.3

Sơ đồ hoạt động hệ thống Berge

28

4.1.

Thùng chứa sữa nguyên liệu

38

4.2.

Thùng tiêu chuẩn hóa

39

4.3.

Thiết bị đồng hóa

41


4.4.

Thùng chứa sữa sau đồng hóa

41

4.5.

Thiết bị thanh trùng

43

4.6.

Thiết bị nuôi khuẩn

44

4.7.

Thiết bị lên men

45

4.8.

Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh

46

4.9.

Thiết bị rót hộp

48

MỞ ĐẦU
Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và có đầy đủ các chất dinh
dưỡng như protein, glucid, lipid, chất khoáng, vitamin,.... Ngoài giá trị dinh dưỡng
trong sữa còn nhiều chất cần thiết cho cơ thể như: axit amin không thay thế, muối
khoáng...
Sữa được chế biến thành nhiều loại thực phẩm khác nhau, trong đó các sản
phẩm được chế biến từ sữa vẫn là mặt hàng có giá trị dinh dưỡng cao chứa đầy đủ
các chất với một tỉ lệ thích hợp cần thiết cho con người. Tiêu biểu là phomat là
nguồn cung cấp chất đạm, canxi, phốt pho cao, rất bổ dưỡng và tốt cho xương, giúp
chống lại ung thư đường ruột hiệu quả và một số ung thư khác ở hệ tiêu hoá.
Tuy nhiên ở Việt Nam ta, ngành sản xuất sữa chỉ là nhập nguyên liệu về rồi sau
đó đem đi hoàn nguyên lại, còn phomat vẫn chưa được phát triển mạnh, phần lớn
chúng ta vẫn phải nhập khẩu từ nước ngoài. Đặc biệt trong xu thế hội nhập và toàn
cầu hóa, Việt Nam đang bước vào lộ trình hội nhập với sự cạnh tranh quyết liệt của
nền kinh tế thị trường, hàng hóa nói chung, các loại thực phẩm nói riêng của tổ

chức thương mại thế giới WTO. Nó đòi hỏi nhà nước cũng như các doanh nghiệp
tận dụng những cơ hội có được để tăng cường phát triển đối đầu với những thách
thức mới và việc xây dựng nhà máy sản xuất phomat là giải pháp tích cực hiện nay.
Vì vậy, em chọn đề tài thiết kế nhà máy sản xuất phomat tươi năng suất
8000 tấn sản phẩm trên năm từ nguyên liệu sữa tươi.


1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. NỘI DUNG VÀ MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI
 Nội dung.
- CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Nội dung và mục đích đề tài
1.2. Thời gian thực hiện
1.3. Phạm vi thực hiện
- CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Sữa nguyên liệu
2.2. Sản phẩm phomat
- CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN
3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất phomat tươi
3.2. Thuyết minh quy trình
- CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
4.1. Tính cân bằng vật chất
4.2. Tính toán và lựa chọn thiết bị
 Mục đích đề tài
Thiết kế nhà máy sản xuất phomat tươi năng xuất 8000 tấn sản phẩm//năm để
phục vụ người tiêu dùng trong nước và ngoài nước.

1.2. THỜI GIAN THỰC HIỆN
- Nhận đề tài
: 18/01/2016
- Làm đề cương chi tiết
: 18/01/2016 - 15/02/2016
- Tổng quan tài liệu
: 15/02/2016 - 15/03/2016
- Tính cân bằng vật chất
: 22/02/2016 - 10/03/2016
- Tính toán và lựa chọ thiết bị
: 10/03/2016 - 22/03/2016
- Thiết kế vẽ mặt bằng, mặt cắt phân xưởng
: 22/03/2016 - 22/04/2016
- Viết báo cáo, làm slide, hoàn thiện bài báo cáo và slide
- Nộp bài và bảo vệ

1.3. PHẠM VI THỰC HIỆN
- Tính cân bằng vật chất.
- Tính toán và lựa chọn thiết bị ở phân xưởng.
- Thiết kế nhà máy.

: 22/04/2016- 22/05/2016
: 06/2016


2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 SỮA NGUYÊN LIỆU
2.1.1 Định nghĩa về nguyên liệu sữa tươi

Sữa là chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức
ăn để nuôi sống động vật con. Sữa được lấy từ những con khỏe mạnh, có được từ
một hay nhiều lần vắt. Sữa tươi là sản phẩm giàu chất dinh dưỡng bởi nó là thực
phẩm cân đối về thành phần các chất như: protein, lipid, muối khoáng, vitamin....
Ngoài ra trong sữa còn có đầy đủ axit amin không thay thế, đây là những axit amin
cần thiết cho cơ thể.


3

Hình 2.1: Sữa tươi
2.1.2 Tính chất vật lý của sữa tươi
Sữa là chất lỏng có màu trắng đục, có độ nhớt, có mùi đặc trưng và vị hơi ngọt.
Sữa thường có đặc điểm và tính chất sau:[5-trang 5]
• Mật độ quang ở 15°C
: 1,03 – 1,034
• Tỉ nhiệt
: 0,93
• Nhiệt độ đông đặc
: -0,55°C
• pH
: 6,5 – 6,6
• Độ axit tính bằng độ Donic -°D : 16 – 18
• Chỉ số khúc xạ ở 20°C
: 1,35
2.1.3 Cấu trúc hóa lý và thành phần hóa học của sữa tươi
2.1.3.1 Cấu trúc hóa lý
Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một thể keo gồm các tiểu cầu béo
(đường kính từ 3-5 μm) và các mixen protein (đường kính gần 0,1 μm trong pha
phân tán là nước).

2.1.3.2 Thành phần hóa học của sữa tươi
Sữa bao gồm 2 thành phần chính là nước và chất khô.
 Nước
Nước trong sữa bao gồm nước tự do và nước liên kết trong đó nước tự do chiếm
96-97% tổng lượng nước.


4
+ Nước tự do: có thể tách ra được trong quá trình cô đặc, sấy vì không có
liên kết hóa học với chất khô. Đây là cơ sở để sản xuất những sản phẩm từ sữa khác
nhau như: sữa cô đặc, phomat...
+ Nước liên kết: chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 3-4%, hàm lượng nước liên kết phụ
thuộc vào các thành phần có trong hệ keo như: protein, các phosphatic, polysacarit.
Nước liên kết thường được gắn với các nhóm như: -NH2, -COOH, -OH,=NH, =CO.
 Chất khô
Chất khô của sữa bao gồm toàn bộ các thành phần còn lại của sữa trừ nước.
Chất khô của sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, các loại
vitamin, acid, enzym...
• Chất béo:
Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất
béo có độ sinh năng cao có chứa các vitamin hòa tan (A,D,E). Đối với các sản
phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm.
Chất béo trong sữa gồm 2 loại: chất béo đơn giản và chất béo phức tạp.
+ Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35-45 g/l gồm axit béo no và không no
như: axit oleic, axit palmitic, axit 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 hóa lí của chất béo: [5-trang 5]
Bảng 2.1: Đặc tính hóa lý của chất béo
Nhiệt độ nóng chảy

28 - 35°C

Nhiệt độ đông đặc

18 - 26°C

Chỉ số iốt

32 - 37

Chỉ số xà phòng

218 - 235

Chỉ số axit bay hơi không hòa tan

1,5 - 3

Chỉ số axit bay hơi hòa tan

26 – 30

Chỉ số khúc xạ

1,453 – 1,462


5
Cấu trúc: Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ

hình cầu hoặc ovan có đường kính 2-10 μm. Các tiểu cầu này được bao bọc bởi một
màng protein, màng protein này chia thành hai phần đó là protein hòa tan được và
không hòa tan được tỉ lệ giữa hai thành phần này là rất khác nhau giữa các loại sữa.
Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần trung
tâm của tiểu cầu chứa glyxerit có nhiệt độ nóng chảy thấp, giàu axit oleic và luôn ở
trạng thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ bình thường. Trong khi đó phần ngoại vi nơi
tiếp xúc với màng chứa các glyxerit với chỉ số iod rất thấp nên có nhiệt độ nóng
chảy cao có thể đông đặc ở nhiệt độ môi trường. Do vậy màng có tính chất bảo vệ
chất béo khỏi những biến đổi. Sự biến chất của màng sẽ làm tăng cường sự hoạt
động trực tiếp của một số loài vi sinh vật hoặc là sự tăng lên của chỉ số axit hoặc
làm thay đổi các tính chất vật lí một cách sâu sắc gây ra việc tiến lại gần rồi kết dính
các tiểu cầu với nhau dẫn đến quá trình tách chất béo làm mất đi tính đồng nhất của
sữa.
• Protein:
Protein trong sữa là chất đạm hoàn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các axit 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:
Alanin: 3%
Valin: 7,2%
Loxin: 9,2%
Izoloxin: 6,1%
Histidin: 3,1%
Acid glutamic: 22,4%

Prolin: 11,3%
Cystin và cystein: 0,34%
Serin: 6,3%
Tryptophan: 1,7%
Lysin: 8,2%
Tyrosin: 6,3%

Phenylamin: 5%
Methionin: 2,8%
Treonin: 4,9%
Arginin: 4,1%
Acid asparic: 7,1%

Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm: [4-trang 10]
 Cazein toàn phần chứa : 26 ÷ 29 g/l
 Lactoglobulin
: 26 ÷ 29 g/l
 Lactalbumin
: 2,4 ÷ 4 g/l
 Và một số thành phần khác
Trong các thành phần trên, cazein được coi là thành phần quan trọng nhất của
sữa.


6
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 hóa sữa đến pH đẳng điện (pH = 4,6).
Điều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành phần czein 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°C có sự biến tính của canxi
phosphocazeinnat bởi vì một phần muối canxi hòa tan chuyển thành canxi
triphosphat không hoà tan ảnh hưởng đến cân bằng giữa các mixen phosphocazein
và các muối khoáng hòa tan.

• Đường:
Đường trong sữa chủ yếu là đường lactoza hàm lượng đường có khoảng 50g/lit
sữa tồn tại ở hai dạng α-lactoza và β-lactoza. Khi có sự thay đổi về nhiệt độ thì có
sự chuyển hóa từ dạng này sang dạng kia và ngược lại.
Độ ngọt của lactoza kém hơn saccaroza 30 lần, độ hoà tan trong nước cũng kém
hơn. Độ hòa tan trong nước của lactoza được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 2.2: Độ hòa tan trong nước của lactoza (g/100gH2O)
Nhiệt độ
0
25
39
100

α-lactoza
5
8,6
12,6
70

β-lactoza
45,1
45,1
45,1
94,7

Ở nhiệt độ nhỏ hơn 100°C thì không làm thay đổi đường lactoza. Nhưng khi lớn
hơn 100°C thì đường lactoza rất nhạy với nhiệt độ sẽ xảy ra sự biến đổi do sự xuất
hiện các Melanoit tạo thành khi các acid amin tác dụng với lactoza. Trên 150°C
người ta nhận thấy được màu vàng và ở 170°C thì có màu nâu đậm hình thành bởi
quá trình caramen hóa.

Đường lactoza có thể lên men được dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể tạo
thành các sản phẩm khác nhau có lợi. Một trong những biến đổi thường gặp và quan


7
trọng nhất là sự tạo thành acid lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic đây chính là
cơ sở của quá trình sản xuất các sản phẩm sữa lên men:
C12H22O11.H2O

4CH3-CHOH-COOH

Mặt khác sự tạo thành khí H2 và khí CO2 có liên quan đến sự phồng lên tạo lỗ
hổng cho các loại phomat:
2CH3-CHOH-COOH

CH3-(CH2)2-COOH + CO2 + H2

• Các muối khoáng:
Do trong sữa có mặt có các cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+... và các anion của các
axit phosphorit, limonic, clohydryt 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 hòa Ca/P = 1/13, ở dạng
cơ thể dễ hấp thụ.
Sự cân bằng giữa hai dạng muối Canxi (Ca 2+ của các muối hòa 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 Ca2+ làm tăng khả năng bất ổn định của sữa khi đun nóng hoặc dưới tác
dụng của các men dịch vị. Vì vậy để hạn chế hiện tượng này trong quá trình chế
biến sữa cô đặc hoặc chế biến các sản phẩm sữa tiệt trùng ở nhiệt độ cao người ta
thường bổ sung các loại muối phức phosphat hoặc xitrat cho phép giữ sự ổn định

của sữa.
Trong sữa còn có Mg (12 mg %), K (113 – 171 mg%), Na (30-77 mg%). Tỷ lệ
K/Na = 3,3 tương ứng với tỉ lệ này trong sữa mẹ. 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 limonic đặc biệt có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chất
thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ. Trong thành phần chủng vi sinh
vật dùng để sản xuất các sản phẩm trên có các vi khuẩn tạo mùi thơm. Các vi khuẩn
này, trong quá trình họat động đòi hỏi sự có mặt của acid limonic để tạo thành các
diaxetyl, axetoin, các acid bay hơi...


8
Nhiệt độ cao làm thay đổi các thành phần muối của sữa. Các muối hòa tan của
acid phosphoric và acid limonic chuyển thành không hòa tan.
• Axit hữu cơ:
Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ như: acid citric, lactic, axetic... Trong đó,
acid citric là acid cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho các sản
phẩm bơ nhờ vào quá trình sau:
Acid citric

VK lactic

diaxetyl

axetion

2,3 butylen glycol

• Các chất xúc tác sinh học:
+ 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 theo khả năng hòa tan
của chúng trong nước hay chất béo.
- Nhóm vitamin hòa tan trong chất béo: Vitamin A, D, E, chủ yếu nằm trong
thành phần của mỡ sữa.
- Nhóm vitamin hòa tan trong nước: B, C, PP.
+ Các Enzim:
Các enzim tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến sữa và các
sản phẩm sữa cũng như bảo quản sữa, các enzim trong sữa được chia làm hai nhóm
chính.
- Nhóm enzym thủy phân: gồm lipaza, photphataza, galacaza, proteaza,
amylaza. Trong đó, vai trò của các enzym lipaza có tính quyết định đến quá trình
chế biến và bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thủy phân chất béo tạo thành acid béo
và glyxerin có pH = 9,4.
- Nhóm enzym oxy hóa: gồm Reductaza, lactoperoxydaza Catalaza. Các
enzym này có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa.
• Các vi sinh vật trong sữa:
Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc nuôi cấy. Chúng phát triển thích hợp trên
môi trường acid và trong sữa tạo acid lactic.


9
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.
+ 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.
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 phomat.
 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.

Hình 2.2: Streptococcus lactic
 Loài Leuconostoc oenos đều là các loài lên men không điển hình, lên men
các loại đường tạo ra một ít acid lactic hoặc axetion 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 samonella typhi, samonella paratyphi, shigella dysenterial...


10
Tác động đến hệ vi sinh vật thông thường: ở 60°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 có thể bị tiêu diệt một cách chắc chắn ở
nhiệt độ cao hơn 100°C rất nhiều.
2.2 SẢN PHẨM PHOMAT
2.2.1 Giới thiệu về phomat
Phomat là loại thực phẩm có nguồn gốc từ sữa, được dùng rất rộng rãi trong các
món ăn phương Tây. Phomat là sản phẩm được lên men hay không được lên men

(tức là loại phomat chịu tác động ít nhất của quá trình lên men lactic) chủ yếu từ
thành phần casein của sữa tạo thành dạng gel mất nước. Phomat giữ lại hoàn toàn
lượng chất béo ban đầu gọi là phomat béo. Ngoài ra trong sản phẩm còn chứa một ít
lactoza dưới dạng acid lactic và một tỷ lệ khác nhau về chất khoáng.

Hình 2.3 Phomat
Theo định nghĩa của PAO/WHO, phomat là protein của sữa được đông tụ, tách
bớt whey ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín.


11
Phomat là một sản phẩm rất giàu dinh dưỡng được chế biến từ sữa (sữa bò, sữa
dê...) với sự tham gia của một số nhóm sinh vật. Đây là một thực phẩm có giá trị
dinh dưỡng cao, bảo quản được lâu.
Trong phomat chứa: protein 20% (dưới dạng pepton, amino acid), lipit 30%,
các muối khoáng, các vitamin (A, B1, B2, C...).[1-trang 235]
2.2.2 Phân loại phomat
- Phân loại theo tác nhân đông tụ casein: Là rennin hay là acid. Có một số loại
vừa là kết quả của sự đông tụ casein bằng acid và bằng cả rennin.
- Phân loại theo hàm lượng nước: Phomat rất cứng (w< 56%), phomat cứng vừa
(w = 54-63%), phomat cứng như Cheddar, Emmenthat. Phomat mềm như
Camember, Brie

(w = 78-87%), hàm lượng nước thấp.

- Phân loại dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phomat: Đa số loại phomat đều
“chín” nhờ tác động của vi khuẩn lactic.
Bảng 2.3: Phân loại phomat dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phomat
Loại sản phẩm

Đặc điểm

Phomat tươi

Không qua giai đoạn ủ chín

Phomat có qua giai đoạn ủ chín

- Hệ vi sinh vật tham gia trong quá trình ủ chín
+ Vi khuẩn
+ Vi khuẩn và nấm mốc
- Các biến đổi trong giai đoạn ủ chín diễn ra
chủ yếu:
+ Trên bề mặt khối phomat
+ Trong bề sâu khối phomat

Một số loại như Camember quá trình chín lại do tác động của mốc trắng (white
moulds) hoặc Roquefort và Gorgonzola do tác động của mốc xanh (blue moulds).
- Phân loại dựa vào cấu trúc của phomat: loại có lỗ hổng hình tròn (round-eyed
texture) được tạo thành trong quá trình ủ chín do CO 2. Loại có lỗ hổng hình hạt


12
(granular texure) do không khí lọt vào giữa các hạt phomat trong quá trình đổ
khuôn hoặc loại có cấu trúc chặt, không có lỗ hổng.
Ngoài ra còn có một số loại phomat đặc biệt khác được gọi là phomat nấu chảy
được sản xuất từ một loại phomat khác. [3- trang 236]
- Dựa vào hàm lượng chất béo có trong phomat
FDB =

Bảng 2.4: Phân loại phomat theo giá trị FDB
Loại sản phẩm

Giá trị FDB (%)

Phomat có hàm lượng béo rất cao

> 60

Phomat có hàm lượng béo cao

45 - 60

Phomat có hàm lượng béo trung bình

25 - 45

Phomat có hàm lượng béo thấp

10 – 25

Phomat gầy

< 10

2.2.3 Các giai đoạn trong quá trình sản xuất phomat
Quy trình sản xuất phomat được tiến hành qua 4 giai đoạn, trong đó các vi sinh
vật đóng vai trò quan trọng trong quá trình chế biến.[4],[6-trang 98]
 Giai đoạn làm đông sữa:
Về mặt hóa lí học, hiện tượng đông tụ sữa được thể hiện bằng sự kết tụ giữa các

mixen casein để tạo ra gen đặc. Để thực hiện quá trình kết tụ trong sản xuất phomat,


13
cần thiết phải có một lượng acid lactic và men dịch vị được lấy từ múi khế của dạ
dày bê để làm đông tụ sữa khi chế biến phomat.
Quá trình được tiến hành như sau:
Sữa sau khi được khử trùng theo phương pháp pasteur ở 85 - 90°C trong 15 –
20 phút, được đem đi xử lí bằng renin – là enzym do niêm mạc dạ dày tiết ra. Dạ
dày này là của động vật nhai lại còn non (bê, cừu non) được nuôi bằng sữa.
Khi cho renin với một lượng nhỏ vào sữa, sau một thời gian nhất định sữa sẽ
đông lại thành một khối nhầy phủ gelatin, mềm dẻo, không thấm nước.
Để làm đông tụ sữa, ngoài vai trò của enzym (renin) người ta còn sử dụng vi
khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic được tạo điều kiện hoạt động ở 30°C. Khi tiến hành
làm đông tụ sữa, người ta cấy vi khuẩn lactic vào môi trường sữa. Quá trình lên
men lactic được tiến hành, chuyển đường lactose của sữa thành acid lactic. Kết quả
là quá trình này cũng gây ra sự đông tụ sữa như đã trình bày ở trên (các sợi mixen
của casein sữa lại kết thành cục rắn chứa huyết thanh sữa ở bên trong). Các khảo sát
bằng thực nghiệm cho thấy: 3/4số vi khuẩn lactic sẽ nằm trong cục rắn, 1/3 số vi
khuẩn lactic còn lại sẽ nằm trong dịch huyết thanh ở bên ngoài cục rắn của sữa.
Đồng thời khi có quá trình lên men lactic xảy ra, pH của môi trường sẽ giảm về
môi trường acid là pH thích hợp cho hoạt động của enzym đông tụ sữa, điều này
đưa đến sự đông tụ sữa càng xảy ra nhanh hơn.
Ở giai đoạn này, dưới tác dụng của enzym renin, casein và paracasein của sữa
sẽ bị phân giải tạo pepton và amino acid (tyrosine, tryptophan....) tập trung lại trong
cục đông. Huyết thanh sữa ở bên ngoài cục đông tồn tại ở dạng dung dịch.
 Giai đoạn nén ép cục đông sữa để tách huyết thanh sữa (giai đoạn khử
nước):
Tiếp theo giai đoạn trên là giai đoạn tiến hành ép cục sữa để tách huyết thanh ra
khỏi cục đông sữa. Quá trình này tiến hành trong 20 – 24 giờ, ở 30 - 35 C.

Trong thời gian này, quá trình lên men lactic vẫn tiếp tục. Sau khi ép huyết
thanh ra khỏi cục đông sữa, số lượng tế bào vi khuẩn lactic trong 1g phomat đạt đến


14
hàng tỉ. Phomat lúc này có thành phần chủ yếu là casein và lipit. Khi ép phần huyết
thanh bị loại ra ngoài cục đông sữa có thành phần gồm đường lactose, lactalbumin,
lactoglobulin...
 Giai đoạn cuối phomat:
Ngay sau khi ép cục đông để tách huyết thanh, phomat được ngâm vào bể nước
muối NaCl với nồng độ 24% trong vài ngày để tăng vị mặn cho phomat, tạo sự
đồng nhất về thành phần cho khối phomat và ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật
có hại, chủ yếu là trực khuẩn đường ruột.
Kết quả của quá trình ngâm muối nói trên là các chất ở bề mặt của khối phomat
như đường, muối khoáng sẽ khuếch tán ra ngoài, ngược lại muối NaCl từ ngoài
dung dịch ngâm sẽ thấm vào bên trong khối phomat. Muối ăn thấm vào lớp bề mặt
của phomat, tạo lớp bảo vệ chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật có hại.
 Giai đoạn ủ chín phomat:
Ở giai đoạn cuối cùng này phomat được đưa vào hầm làm chín ở 50 - 57°C, có
độ ẩm là 80 – 90%.
Quá trình làm chín phomat kéo dài khá lâu, từ vài tháng đến hàng năm, bao
gồm nhiều khâu chuyển hóa hóa sinh rất phức tạp, có nhiều nhóm vi sinh vật khác
nhau tham gia cùng với men đông tụ sữa.
Quá trình lên men chậm dần do đường lactoza đã bị tách hầu hết trong giai đoạn
ép nén. Trong khối phomat, vi khuẩn propionic họat động mạnh, lên men lactic
thành acid propionic, acid lactic và CO2. Cả hai acid này làm cho phomat có vị
chua, hăng đặc biệt. Sự lên men propionic sẽ kết thúc sau 2 – 2,5 tháng. Giai đoạn
này gọi là quá trình ủ chín. Tuy vậy, quá trình ủ chín phomat vẫn được tiếp tục một
thời gian nữa cho phomat hoàn toàn chín. Trong thời gian này casein tiếp tục được
phân giải thành đạm dưới tác dụng của enzym renin và vi khuẩn lactic. Khi phomat

chín thì 2/3 casein được phân giải thành pepton, acid amin và một ít NH3.
Sau khi chế biến xong, trước khi được cắt ra và đóng gói, phomat được khử
trùng bằng cách chiếu tia tử ngoại. Việc đóng gói thường sử dụng những bao bì đặc
biệt như dùng oliofilm (cao su xử lí bằng HCl), rilsan (protein của dầu thầu dầu),


15
giấy kim loại (giấy thiếc).... Việc đóng gói được tiến hành trong điều kiện vô trùng.
Cuối cùng ta được thành phẩm.
2.2.4 Một số nguyên liệu sử dụng trong chế biến phomat
2.2.4.1 Giống vi sinh vật
Trong sản xuất phomat sử dụng nguyên liệu chính là sữa bột nguyên kem nhà
sản xuất sử dụng tổ hợp nhiều loài vi sinh vật khác nhau.
Phổ biến nhất trong sản xuất phomat là vi khuẩn lactic. Chúng thường có dạng
hình cầu (hoặc hình ovan) và hình que. Vi khuẩn lactic lên men được mono và
disacarit, nhưng không phải tất cả các vi sinh vật này đều sử dụng được bất kì loại
disacarit nào. Các vi khuẩn lactic không lên men được tinh bột và các polysacarit
khác (chỉ có loài L.delbrueckii là đồng hóa được tinh bột). Một số khác sử dụng
được pentoza và acid xitric mà chủ yếu là các vi khuẩn lên men lactic dị hình.
Người ta sử dụng nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm (T opt = 25 - 35°C) và ưa nhiệt
(Topt = 37 - 45°C) với cơ chế lên men lactic đồng hình hoặc dị hình.
• Lên men lactic đồng hình
C6H12O6 + 2CH3 – CHOH – COOH + 94Kcal
Glucoza

Acid lactic

• Lên men dị hình
2C6H12O6 + CH3 – CHOH – COOH + HOOC – CH2 – CH2 – COOH
Glucoza

Acid lactic

Acid xucsinic

+ CH3 – COOH + CH3 – CH2OH + CO2 + H2
Acid axetic

rượu etylic

Các vi khuẩn lactic ngoài việc tạo thành acid còn có một số loài tạo chất thơm
(diaxetyl, axetoin, acid bay hơi ...) như Streptococcus diaxetylactic.
Vi khuẩn lactic có họat tính proteza: phân hủy được protein của sữa thành các
peptit và acid amin. Họat tính này ở các loài là khác nhau, thường trực khuẩn là cao
hơn.[1-trang 238]
2.2.4.2 Chất tạo đông