Thiết kế nhà máy chế biến sữa tiệt trùng đóng hộp từ sữa tươi năng suất 300 000 lít sữa sản phẩm ngày

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
Khoa Cơ khí – Công nghệ

BÁO CÁO
TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
Thiết kế nhà máy chế biến sữa tiệt trùng đóng hộp từ sữa tươi năng
suất 300 000 lít sữa sản phẩm/ngày

Sinh viên thực hiện

: Trần Hữu Huỳnh

Lớp

: Công nghệ sau thu hoạch 46

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Quốc Sinh
Bộ môn

: Công nghệ sau thu hoạch

Thời gian thực tập

: 10/3/2016 đến 29/4/2016

Địa điểm thực tập

: Cty Cổ phẩn sữa TH

NĂM, 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN-KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Trần Hữu Huỳnh
Lớp

: Công Nghệ Sau Thu Hoạch 46

Ngành học

: Công Nghệ Sau Thu Hoạch

Tên đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa tiệt trùng đóng hộp từ sữa tươi
năng suất 300 000 lít sữa sản phẩm/ngày.

I.

II.

Số liệu ban đầu:
-

Năng suất 300 000 lít sữa sản phẩm/ngày.

-

Sữa tươi: chất khô 12%, chất béo 3,7 %, tỉ trọng sữa 1,04 g/cm3.

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán.

III.

Phần 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật
Phần 2: Tổng quan về nguyên liệu.
Phần 3: Lựa chọn và thuyết minh quy trình công nghệ
Phần 4: Tính cân bằng vật chất
Phần 5: Tính và lựa chọn thiết bị
Phần 6: Tính tổ chức
Phần 7: Tính xây dựng
Phần 8: Tính điện-hơi-nước-lạnh
Phần 9: Tính kinh tế
Phần 10: An toàn lao động, vệ sinh và xử lý nước thải
Kết luận
Tài liệu tham khảo
IV.

Các bản vẽ.


IV.1.

Dây chuyền công nghệ.

IV.2.

Tổng mặt bằng nhà máy.

IV.3.

Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính.

IV.4.

Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính.

IV.5.

Sơ đồ hơi nước.

V. Giáo

viên hướng dẫn

Ths. Nguyễn Quốc Sinh
VI. Ngày

giao đề tài: 1/1/2016

VII. Ngày

hoàn thành: 1/5/2016
Ngày……Tháng…. Năm 2016

Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Th.S Nguyễn Quốc Sinh

Trần Hữu Huỳnh

Ngày…. Tháng…..Năm 2016
Thông qua khoa

Ngày…. Tháng…..Năm 2016
Bộ môn công nghệ sau thu hoạch

Kết quả đánh giá


Lêi C¶m ¥n
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, tôi xin gửi lời cảm ơn quý
Thầy Cô giáo khoa Cơ Khí – Công Nghệ đã tận tình giảng dạy,
trang bò kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập và rèn luyện ở
trường Đại học Nông Lâm Huế.
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến thầy giáo
ThS. Nguyễn Quốc Sinh, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình hướng
dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi trong suốt quá
trình thực hiện khóa luận.

Tôi xin chân thành cảm ơn đến sự giúp đỡ của ban giám đốc,
tập thể cán bộ, các anh chò em kỹ sư trong Công ty cổ phần sữa TH,
đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập tốt nghiệp.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân
và bạn bè đồng nghiệp đã luôn ủng hộ, động viên tôi trong suốt quá
trình học tập và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành khóa
luận.
Tôi xin chân thành cảm ơn!

Huế, ngày 15 tháng 05 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Trần Hữu Huỳnh


MỤC LỤC
Trang


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Trang


ĐẶT VẤN ĐỀ
Kinh tế ngày một phát triển, nhu cầu dinh dưỡng của người tiêu dùng
ngày càng cao, mà thực phẩm lại là nguồn cung cấp dinh dưỡng tốt và hoàn
thiện nhất chính vì vậy con người luôn tìm kiếm và lựa chọn những sản phẩm
mang lại nhiều dinh dưỡng và cung cấp chúng một cách đầy đủ.
Trong đời sống hiện nay, sữa là một trong những thực phẩm giàu dinh

dưỡng, chứa rất nhiều các axit amin thiết yếu vì thế nên sữa đã được người
tiêu dùng biết đến và sử dụng từ lâu. Để đáp ứng được nhu cầu của người tiêu
dùng nhiều nhà máy chế biến sữa đã hình thành và phát triển, tuy nhiên lượng
sữa chỉ mới cung cấp được khoảng 25% nhu cầu tiêu dùng của thị trường,
xong đa số các sản phẩm sữa vẫn được sản xuất từ sữa bột là chủ yếu. Cùng
với đó thì sự nhận thức của người tiêu dùng ngày càng cao, họ đòi hỏi những
sản phẩm sữa được sản xuất từ sữa tươi nguyên chất, để đáp ứng được vấn đề
đó thì việc chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi là rất cần thiết đối với ngành
chế biến sữa hiện nay.
Theo quyết định phê duyệt quy hoạch phát triển ngành công nghiệp chế
biến sữa Việt Nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2025 là đạt mức tiêu thụ
trung bình 21 lít/người vào năm 2015 và đến năm 2020 cả nước sẽ sản xuất
2,6 tỷ lít quy ra sữa tươi làm tăng mức tiêu thụ trung bình đến 27
lít/người/năm. Xa hơn nữa trong tầm nhìn này là sẽ làm sao cho đến năm
2025 sản xuất sữa sẽ đáp ứng được mức độ tiêu thụ bình quân trên đầu người
là 34 lít/người/năm. Như vậy trong tương lai ngành chế biến sữa sẽ có cơ hội
phát triển rất lớn [9].
Đối với dòng sản phẩm sữa hiện nay khá đa dạng chủ yếu được chia
thành 4 dòng chính là sữa thanh trùng, tiệt trùng; sữa cô đặc có đường; sữa
chua và sữa bột. Mỗi dòng sản phẩm đều có những đặc trưng riêng và lợi thế
riêng, nếu như dòng sữa bột được các bà mẹ ưa chuộng cho trẻ nhỏ dưới 2
tuổi thì có một lượng lớn sản phẩm sữa tươi được chứa trong hộp giấy theo
công nghệ chế biến để đáp ứng cho nhu cầu tiện dụng, đảm bảo dinh dưỡng
của người lớn và trẻ ở tuổi đến trường. Cùng với quy hoạch ngành công
nghiệp chế biến sữa thì dòng sản phẩm sữa thanh trùng, tiệt trùng đạt 1.150
triệu lít vào năm 2020 và đạt 1.500 triệu lít trong năm 2025. Chính vì vậy
trong tương lai dòng sản phẩm sữa thanh trùng và tiệt trùng có cơ hội phát

7

triển cao và sự xây dựng và phát triển nhà máy chế biến sữa thanh trùng và
tiệt trùng từ nguyên liệu sữa tươi thực sự là rất cần thiết[9].
Tuy nhiên, so với sữa thanh trùng thì sữa tiệt trùng có ưu điểm là có thể
kéo dài thời gian bảo quản từ 6 tháng đến 1 năm ở nhiệt độ bình thường mà
không cần bảo quản lạnh hay bổ sung chất bảo quản. Quá trình làm nóng ở
nhiệt độ cao 135÷150oC và làm lạnh cực nhanh sẽ giúp tiêu diệt hay làm tê
liệt khả năng hoạt động của các loại vi sinh vật gây bệnh, giúp thành phần hóa
học của sữa ít biến đổi, lượng vi chất mất đi ít hơn so với thanh trùng nên sản
phẩm sữa tiệt trùng vẫn giữ lại được nhiều chất dinh dưỡng[14] .
Để thuận lợi trong quá trình vận chuyển, phân phối đến các thị trường
xa, cũng như tạo tính tiện dụng cho con người trong xu thế hội nhập hiện nay
thì sản phẩm sữa tươi tiệt trùng là một trong những sản phẩm có tiềm năng
phát triển rất lớn [14].
Đây cũng chính là lý do chính để chúng tôi lựa chọn và lập đồ án “Thiết
kế nhà máy chế biến sữa tiệt trùng đóng hộp từ sữa tươi năng suất 300 000
lít sữa sản phẩm/ngày”.

8


PHẦN 1. LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1.

Thuận lợi
Tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh, thị trường rộng lớn và môi trường đầu tư thông
Một ngành sữa với tiềm năng phát triển thị trường lớn
Trong nhiều năm trở lại đây, nhu cầu sử dụng sữa tại Việt Nam tăng lên đáng kể. T
Là một quốc gia đông dân và mức tăng dân số cao khoảng 1.2%/năm, thị trường sữ

Đặc điểm địa lý và khí hậu nhiệt đới xen với vành đai ôn đới tại Việt Nam rất thuận
Việc đầu tư phát triển ngành sữa vừa tạo điều kiện cho doanh nghiệp phát triển sản
Ở nước ta, thời kỳ từ năm 2000-2010 lượng bò sữa cả nước tăng nhanh,
đạt 13,9 %/năm. Theo đó năng suất và sản lượng sữa của giống bò HF ở thời
kỳ này cũng tăng từ 3,1 tấn/chu kỳ lên 3,9 tấn/chu kỳ, đặc biệt năm 2005 với
sản lượng sữa đạt 197,7 ngàn tấn đã tăng nhanh cho đến năm 2010 thì đạt
306,6 ngàn tấn nên ở những năm này sản lượng sữa đã đáp ứng được khoảng
22% nhu cầu của người tiêu dùng trong nước[8].
Tuy nhiên giá của giống bò sữa đã giảm nên việc các hộ gia đình mua và
chăn nuôi nhỏ lẻ diễn ra nhiều, điều này đã góp phần tăng thu nhập cũng như
tạo công ăn việc làm cho người dân nhưng cũng gây không ít khó khăn cho
việc quản lý và đảm bảo chất lượng của sữa nhất là khi mỗi hộ có các phương
pháp chăn nuôi, chăm sóc và cách vắt riêng nên chất lượng sữa là không đồng
đều. Khoảng cách giữa các hộ xa nhau gây khó khăn cho việc thu gom và
không đảm bảo được thời gian yêu cầu dễ làm thay đổi chất lượng của sữa.
Chính vì vậy làm sao đó để có được sản lượng sữa cao, chất lượng đồng đều,
mọi quá trình từ khâu chăn nuôi, vắt sữa cho đến khi hoàn thành sản phẩm
đến tay người tiêu dùng đều được kiểm soát chặt chẽ, đảm bảo chất lượng ổn
định đó là vấn đề đã và đang được nhiều nhà đầu tư, nhà sản xuất và người
tiêu dùng đặc biệt quan tâm[8] .
Việt Nam là một trong những nước thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa,
nhiệt độ trung bình hằng năm lớn nên việc chăn nuôi bò sữa gặp nhiều khó
khăn, tuy nhiên khí hậu ở Bình Định, Lâm Đồng… là những nơi có khí hậu
khá thuận lợi cho chăn nuôi bò sữa, trình độ dân trí ngày càng cao nên việc
học tập và thực hiện các kỹ năng nuôi, chăm sóc bò cũng như việc điều hành
sản xuất sẽ có nhiều thuận lợi.
Việc xây dựng và đi vào hoạt động của nhà máy không những cung cấp
cho thị trường dòng sản phẩm sữa tiệt trùng giàu dinh dưỡng mà còn góp
9

phần tạo công ăn việc làm cho người dân, tạo điều kiện cho sự phát triển của
đất nước.
1.2.

Thách thức [3], [11]

Các thách thức của ngành sữa VN
Bên cạnh những thuận lợi thì ngành sản xuất và tiêu thụ cũng có gặp
nhiều khó khăn trong xu thế hội nhập hiện nay.
Chăn nuôi bò sữa là ngành đòi hỏi kỹ thuật, đầu tư cao. Tuy nhiên, trên
thực tế hơn, 95% số bò sữa ở nước ta được nuôi phân tán trong các nông hộ
với quy mô nhỏ lẻ, thiếu chuyên nghiệp. Người dân không được hướng dẫn
bài bản về kỹ thuật chăn nuôi, biện pháp phòng trừ bệnh tật. Thêm vào đó,
người nuôi bò hoàn toàn thụ động trước các tác động kinh tế, xã hội khác ảnh
hướng trực tiếp đến quá trình chăn nuôi như việc tăng giá của con giống, thức
ăn đầu vào hay chi phí đầu ra cho sản phẩm sữa thu hoạch.
Trong năm 2009, sản xuất sữa nguyên liệu từ đàn gia súc trong nước chỉ
mới đáp ứng được khoảng 20-30% tổng mức tiêu thụ sữa. Ở Việt Nam, chỉ có
5% của tổng số bò sữa được nuôi tập trung ở trang trại, phần còn lại được
nuôi dưỡng bởi các hộ gia đình ở quy mô nhỏ lẻ. Đến cuối năm 2009, có
19.639 nông dân chăn nuôi bò sữa với mức trung bình là 5,3 con bò mỗi trang
trại. Hậu quả là các sản phẩm sữa của Việt Nam là một trong những đắt nhất
trên thế giới. Chi phí trung bình của sữa ở Việt Nam là USD1.40/litre, so với
USD1.30/litre ở New Zealand và Philippines, USD1.10-1.20/litre tại Úc và
Trung Quốc, và USD0.90/litre ở Anh, Hungary và Brazil, theo công bố của
Tập đoàn nghiên cứu thị trường Euromonitor.
Để xây dựng một hệ thống chăn nuôi bò sữa đạt chuẩn, doanh nghiệp
phải đầu tư một số vốn rất lớn. Hơn nữa, muốn đáp ứng yêu cầu thị trường,
các doanh nghiệp trong ngành sữa phải nhập khẩu công nghệ, nguyên liệu,

thiết bị từ nước ngoài do kỹ thuật trong nước còn hạn chế ảnh hưởng đến giá
thành của sản phẩm, doanh thu của doanh nghiệp. Các công ty sữa phụ thuộc
vào sữa bột nhập khẩu hơn là sản xuất sữa tươi trong nước. Sản xuất sữa phải
đối mặt với sự mất cân bằng cung và cầu khi đàn bò sữa trong nước chỉ đáp
ứng khoảng 20-30% tổng nhu cầu sữa trên toàn quốc. Sự phụ thuộc nhiều vào
thị trường nước ngoài đối với nguyên liệu đầu vào tạo ra một nguy cơ chèn ép
lợi nhuận do biến động giá của các sản phẩm sữa nhập khẩu. Theo Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn (Bộ NN & PTNT), Việt Nam nhập khẩu 72
phần trăm của tổng sản phẩm sữa trong năm 2009, bao gồm 50 phần trăm sữa
nguyên liệu và 22 phần trăm sữa thành phẩm.
Ngành công nghiệp chế biến sữa đang phải đương đầu với những thách
thức mới về công nghệ chế biến, bên cạnh việc đòi hỏi chất lượng ngày
càng cao của khách hàng thì có nhiều vấn đề nảy sinh như:
10


-

Vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sữa.

-

Chăn nuôi bò sữa gặp nhiều khó khăn:
+ Sự xuất hiện của các độc tố gây ảnh hưởng lớn đến ngành công nghiệp
bò sữa là mycotoxin do thay đổi khí hậu toàn cầu và sự xuất hiện trong cỏ và
trong thức ăn gia súc làm từ ngô làm ảnh hưởng đến chức năng dạ cỏ của
động vật nhai lại, làm giảm năng xuất sữa bò.
+ Khí hậu nhiệt đới nóng ẩm là bất lợi lớn trong chăn nuôi bò sữa.
+ Chăn nuôi bò sữa không phải là nghề truyền thống nên kinh nghiệm và
kỹ thuật chăn nuôi bò sữa của người dân còn hạn chế, thiếu hệ thống dịch vụ

kỹ thuật về ngành sữa.
+ Thiếu giống bò sữa tốt, quy mô trang trại nhỏ, kinh nghiệm quản lý
chưa cao. Phương thức chăn nuôi tận dụng, hiệu quả chăn nuôi thấp.
+ Kinh nghiệm về phòng trị bệnh, sinh sản ở bò còn gặp nhiều khó khăn vì
thiếu hệ thống dịch vụ kỹ thuật. Vệ sinh phòng bệnh và vệ sinh vắt sữa kém.
+ Giá thức ăn, thuốc thú y, vật tư chăn nuôi và đầu vào cao nên giá thành
sữa cao. Hệ thống thu mua, chất lượng và giá sữa luôn ảnh hưởng trực tiếp
đến người chăn nuôi.
Từ tình hình chăn nuôi bò sữa ngày càng tăng, việc tiêu thụ sữa từ thực
tế ngày càng nhiều và để đảm bảo được chất lượng sữa, cũng như đảm bảo
cho tính an toàn thực phẩm thì việc xây dựng một nhà máy chế biến sữa tiệt
trùng đóng hộp từ sữa tươi là rất cần thiết.
Vấn đề chất lượng và an toàn vệ sinh thực phẩm cũng ảnh hưởng lớn đến
tâm lý người tiêu dùng. Do thiếu tiêu chí đánh giá cộng với quy trình kiểm
định chất lượng sữa lỏng lẻo, nhiều loại sữa không rõ bao bì nhãn mác vẫn
được bày bán một cách công khai. Vụ việc như sữa có Melamine, sữa có chất
lượng thấp hơn so với công bố…, khiến cho các hoạt động tiêu thụ sữa gặp
khó khăn, ảnh hưởng đáng kể tới các doanh nghiệp sản xuất sữa.
1.3. Vị trí đặt nhà máy
Để xây dựng được một nhà máy có hiệu quả cao thì việc chọn vị trí xây
dựng nhà máy là quan trọng nhất. Vì vậy trong quá trình nghiên cứu và khảo
sát tôi chọn vị trí xây dựng nhà máy tại An Nhơn, đây là một thị xã thuộc tỉnh
Bình Định, Việt Nam.
1.3.1. Đặc điểm tự nhiên của vị trí xây dựng nhà máy[13]
11


An Nhơn là một thị xã đồng bằng, phát triển theo hướng công nghiệp và
đô thị hóa. Thị xã nằm dọc theo trục đường quốc lộ 1A, cách trung tâm thành
phố Quy Nhơn khoảng 20 km về hướng đông. Có các tuyến đường chính

là quốc lộ 1A, quốc lộ 19, Quốc lộ 19B và Đường sắt Bắc Nam, cách sân bay
Phù Cát 8 km.
Trung tâm hành chính của thị xã đặt tại phường Bình Định (thị trấn Bình
Định trước đây).
Là đô thị vệ tinh của Thành phố Quy Nhơn và là trung tâm giao lưu kinh
tế - văn hóa xã hội trong khu vực miền Trung - Tây Nguyên theo định hướng
phát triển kinh tế xã hội của Tỉnh Bình Định[13].
An nhơn thuộc vùng khí hậu nhiệt đới, được chia làm hai mùa rõ rệt.
Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8, chịu ảnh hưởng của gió Tây và gió Tây
Nam. Từ tháng 5 đến tháng 8 có gió Nam hay còn gọi là gió Lào khô và nóng.
Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc.
Hằng năm, thường có mưa nhiều vào tháng 10 và tháng 11, chiếm 60% lượng
mưa cả năm. Tổng số ngày mưa trong năm là 130 ngày, độ ẩm tương đối
trung bình 81%. Số giờ nắng trung bình trong năm là 2500 giờ. Số giờ nắng
trung bình ngày từ 6 đến 8 giờ. Nhiệt độ trung bình trong năm là 18÷25oC và
lượng mưa trung bình hằng năm đạt 1.700÷3.150 mm. Độ ẩm không khí 80%.
1.3.2. Vùng nguyên liệu [13]
Cùng với khí hậu mát mẻ thì ở An Nhơn là các nhóm đất có độ màu mỡ,
phì nhiêu với diện tích đất nông nghiệp huyện là 17.000 ha phù hợp cho việc
trồng hoa màu, cỏ để chăn nuôi bò sữa. Đồng thời việc chăn nuôi bò sữa đã
được nhiều gia đình triển khai, lượng bò sữa của toàn huyện chiếm 5.245 con,
trong đó lượng bò của các hộ dân cá nhân trong vùng đạt 3.247 con, với
lượng sữa cung cấp của giống bò Hà Lan thuần chủng này là 18÷20 kg
sữa/con/ngày. Giá thu mua sữa tươi nguyên liệu dao động 11.300÷15.000
đồng. Đây là một trong những yếu tố quan trọng để quyết định đến chu trình
khép kín từ khâu nguyên liệu đến sản xuất sau này của nhà máy.
Mặt khác, chúng tôi áp dụng những hệ thống hiện đại cùng việc áp dụng
những tiêu chuẩn về vệ sinh an toàn thực thực phẩm cho nguyên liệu một
cách chặt chẽ.
1.3.3. Nguồn cung cấp điện-hơi-nước [13]

12


Hệ thống điện cung cấp cho nhà máy là mạng lưới điện cung cấp cho
khu công nghiệp, hệ thống điện cao áp ở Thị xã An Nhơn khá lớn nên nhu cầu
về điện cho nhà máy hoạt động là tương đối đầy đủ.
Mạng lưới thuỷ văn tự nhiên phân bố khá đều với mật độ tương đối cao,
đáng kể là hệ thống hạ lưu sông Kôn chia thành hai nhánh Nam phái và Bắc
phái, tiếp với sông An Tượng chia thành năm nhánh phân bố đều trên địa bàn
thị xã cùng với Hồ Núi Một và mạng lưới kênh mương nhân tạo đã tạo nên
cảnh quan đa dạng, thuận lợi cho quy hoạch xây dựng và phát triển nhà máy.
Nguồn nước: Nhà máy sử dụng nguồn nước do nhà máy nước cung cấp,
ngoài ra còn sử dụng nước từ các giếng khoan phục vụ cho quá trình tưới tiêu
trong nhà máy.
1.3.4. Nguồn nhân lực [13]
An Nhơn là nơi tập trung nhiều dân tộc cùng sinh sống, với số dân là 180
000 người đây là nguồn nhân lực dồi dào cho nhà máy sau này.
Đối với các kỹ sư, cán bộ thì nhà máy có thể tuyển dụng từ các trường
đại học trong cả nước như các trường đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí
Minh, Đại Học Huế, Đà Nẵng, Nha Trang…
Bên cạnh đó nhà máy sẽ thường xuyên đào tạo nhân viên, tạo điều kiện
cho nhân viên trau dồi kiến thức và kỹ năng cho nhân viên trong nhà máy.
1.3.5. Giao thông vận tải [13]
Thị xã nằm dọc theo trục đường quốc lộ 1A, cách trung tâm thành
phố Quy Nhơn khoảng 20 km về hướng đông. Có các tuyến đường chính
là quốc lộ 1A, quốc lộ 19, Quốc lộ 19B và Đường sắt Bắc Nam, cách sân bay
Phù Cát 8 km.
•

Phía Đông giáp huyện Tuy Phước

•

Phía Tây giáp huyện Tây Sơn và huyện Vân Canh

•

Phía Nam giáp huyện Tuy Phước và huyện Vân Canh

•

Phía Bắc giáp huyện Phù Cát.
1.3.6. Xử lý nước thải
Nước thải trong quá trình sử dụng phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt sẽ
được xử lý trước khi thải ra môi trường theo TCVN 5945:2010, các hệ thống
13


thoát nước phải đảm bảo thoát hết nước, không bị ứ đọng và không ảnh
hưởng đến môi trường.
1.3.7. Thị trường tiêu thụ
Sản phẩm sau khi đã hoàn thiện sẽ được tiêu thụ trên địa bàn tỉnh Lâm
Đồng, sang thị trường bên cạnh như tỉnh như Quảng Ngãi , Phú Yên, Gia Lai,
khi đã ổn định sẽ mở rộng sang thị trường của các nước lân cận và xa hơn nữa.
Kết luận: Qua những yếu tố đã phân tích ở trên, tôi chọn địa điểm đặt
nhà máy tại Thị xã An Nhơn tỉnh Bình Định.

PHẦN 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
2.1. Tổng quan về nguyên liệu
Giống bò cùng với những điều kiện chăn nuôi, thức ăn ở mức độ khác

nhau đều có ảnh hưởng lớn tới thành phần và sản lượng sữa. Hiện nay ở nước
ta đã và đang chăn nuôi một số giống bò cao sản cho sản lượng sữa khá lớn.
Bảng 2.1. Một số giống bò sữa cao sản đang được sử dụng ở nước ta[14].
Sản lượng sữa.
Chất
Chu kỳ
(kg/chu kỳ)
STT
Giống bò
béo
vắt sữa
Thuần
(%)
(ngày)
ở Việt Nam
chủng
Hostein Friensian
6.000
5.000
(bò Hà Lan)
F1
2.700
- 270-300
1
F2
- 3.000-3.600
F3
- 3.900-4.200
2
Jersey

4.500-5.000
- 4,5-5,4
3
Nâu, Thụy Sĩ
5.500-600
4
Sahiwal
1.100-3.100
4-5 290-390
5
Red Sindhi
680-2.300
4-5 270-400
6
Lai Sind
2.000
240-270
7
AFS
4.200
300
14


Australian
Friesian
Sahiwal
Tính từ khi bò đẻ và bắt đầu chu kỳ vắt sữa thì trung bình chu kỳ vắt sữa
là 300 ngày, trong quá trình vắt sữa thì thành phần và lượng sữa thay đổi theo
từng thời kỳ vắt sữa. Thể hiện rõ nhất là lượng sữa thay đổi theo từng giai

đoạn vắt sữa[14].
- Từ sau khi bò đẻ đến tuần thứ 10 là giai đoạn bò cho lượng sữa lớn nhất.
- Từ đầu tuần thứ 11 đến tháng thứ 6 là giai đoạn cho sữa giảm dần.
- Từ tháng thứ 7 đến tháng thứ 10 là cuối kỳ sữa, lượng sữa giảm mạnh.
- Giai đoạn khô sữa diễn ra trước khi bò đẻ 2 tháng.
Sữa đầu sẽ có màu vàng tối, dễ bị đông tụ khi gia nhiệt, hàm lượng muối
khoáng, chất miễn dịch và vitamin cao, cùng với đó lượng lactoza trong sữa
đầu thấp. Nếu yếu tố thức ăn và điều kiện chăn nuôi không thay đổi thì sự
thay đổi thành phần hóa học của sữa tươi là không đáng kể.
2.1.1. Sữa tươi [4]
2.1.1.1. Yêu cầu về sữa tươi
Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, có đầy đủ các chất dinh
dưỡng như chất béo, đường lactoza, các vitamin, chất khoáng… bên cạnh đó
sữa còn chứa đầy đủ các axit amin không thay thế, cần thiết cho cơ thể.
Sữa bò tươi ở dạng lỏng, hơi nhớt,có mùi thơm đặc trưng, vị hơi ngọt và
thường có màu từ trắng đến vàng nhạt, sự khác biệt này là do hàm lượng βcarotene có trong chất béo của sữa quyết định, khi hàm lượng chất này trong
sữa càng cao thì màu sữa càng vàng và ngược lại.
Đối với sữa tươi trong quá trình sản xuất yêu cầu phải có chất lượng tốt,
phải đảm bảo các yêu cầu quan trọng sau:
-

Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt.

-

Không chứa các chất kháng sinh.

-

Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh

dụng cụ, thiết bị chứa đựng sữa.

-

Không chứa các thể thực khuẩn.
15




Yêu cầu về sữa tươi
Sữa càng tươi thì sản phẩm sau này có chất lượng càng cao, nên trong
quá trình lấy sữa tươi từ các trạm thu cũng như trang trại cần phải đảm bảo
những yêu cầu là:

-

Sữa được lấy từ những con bò khỏe mạnh và không chứa các vi khuẩn gây
bệnh.

-

Sữa có mùi tự nhiên, không có vị lạ, không chứa chất tẩy rửa và chất kháng
sinh.

-

Sữa có thành phần tự nhiên.

-

Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến nhiệt độ 4 ÷ 6oC sau khi vắt.

-

Đối với sữa nguyên liệu trong sản xuất sữa tiệt trùng cần đảm bảo có độ bền
nhiệt cao.
Các chỉ tiêu của sữa tươi nguyên liệu dựa trên TCVN 7028-2009 về sữa
tươi-quy định kỹ thuật.

16


Tên chỉ tiêu
Màu sắc
Mùi, vị
Trạng thái

Bảng 2.2. Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi
Yêu cầu
Từ màu trắng đến màu kem nhạt
Mùi vị đặc trưng của sữa tươi tự nhiên, không có mùi, vị lạ.
Dịch thể đồng nhất

Bảng 2.3. Chỉ tiêu hóa lý của sữa tươi
Tên chỉ tiêu
Hàm lượng chất khô, % khối lượng, không nhỏ hơn
Hàm lượng chất béo, % khối lượng, không nhỏ hơn
Hàm lượng protein, % khối lượng, không nhỏ hơn
Tỷ trọng của sữa ở 20oC, g/ml, không nhỏ hơn

Độ axit chuẩn độ, oT
Điểm đóng băng, oC
Tạp chất lạ nhìn thấy bằng mắt thường

Mức
11,5
3,2
2,8
1,026
16-21
-0,51 ÷ -0,58
Không được có

2.1.1.2. Thành phần hóa học của sữa tươi[4]
a.

Chất béo
Thành phần được xem là quan trọng trong sữa đó là chất béo, là môi
trường có khả năng hòa tan vitamin nên chất béo chứa nhiều vitamin như
vitamin A, D, E. Mặt khác chất béo là dạng dự trữ năng lượng nên nó có độ
sinh năng lượng cao.
Trong sữa, có chứa đến 18 loại axit béo khác nhau và ba axit béo cùng
loại hay khác loại đều có thể kết hợp với nhau để tạo nên một glixerol chính
vì vậy sẽ tạo ra số glixerit khác nhau rất lớn. Do đó phần lớn chất béo của sữa
có đến 98÷99% là các triglixerit và phần còn lại là phospholipit, cholesterol,
caroten, vitamin A, E, D, K.
Các chất béo của sữa được bao bọc bởi một lớp màng mỏng, bền được
tạo thành chủ yếu từ protein và các photphatit tạo nên những cầu mỡ với kích
thước khác nhau. Do cầu mỡ là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trọng 0,925
g/cm3) nên chúng có xu hướng nổi lên trên bề mặt tạo thành váng sữa làm cho

sữa bị phân pha.
Sự khác biệt rõ nét của chất béo động vật và chất béo sữa là trong chất
béo sữa các axit béo chiếm tới 98÷99% tổng chất béo của sữa và trong đó
chứa nhiều axit béo no, có khối lượng phân tử thấp.

17


b.

Protein
Protein trong dung dịch chứa hai kiểu khác nhau là:

-

Protein hòa tan:
Lactoperoxydaza, imunoglobulin, lisozim và lactoferin, albumin

-

Protein ở trạng thái keo không bền:
Gồm một phức hệ mixen hữu cơ của caseinat và canxi phosphat.
Trong sữa chứa 78÷85% casein và 15÷22% là protein hòa tan.
Protein của sữa được xem là chất đạm hoàn thiện vì nó chứa hầu hết là các
axit amin đặc biệt là các axit amin không thay thế như methionin, valin, leuxin.
Protein của sữa gồm chủ yếu là casein, casein K và whey protein. Tính
chất của ba thành phần này tạo nên tính chất đặc trưng cho protein của sữa.
Các casein là thành phần chủ yếu trong ptotein của sữa, nó tồn tại dưới
dạng các mixen bên ngoài của mixen là casein K, nhờ hàm lượng P bé và giàu
gluxit làm cho casein K rất háo nước và đảm bảo độ bền cho mixen. Khi

casein K bị phá hủy làm phần kỵ nước bên trong mixen lộ ra ngoài, các ion
canxi sẽ tiếp cận dễ dàng với thành phần đó làm cho các mixen có xu hướng
kết dính lại với nhau và xảy ra hiện tượng đông tụ protein. Đó chính là cơ chế
đông tụ sữa bằng renin, bên cạnh đó hiện tượng đông tụ sữa còn xảy ra dưới
tác dụng của pH axit.
Whey protein gồm α-Lactalbumin, β-Lactoglobulin và Imunoglobulin
(các globulin miễn dịch). Chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng protein của sữa
nhưng whey protein này có vai trò quan trọng trong việc hình thành dinh
dưỡng trong sữa bò tươi.

c.

Đường lactose
Lactose là gluxit chính có trong sữa. Lactose tồn tại ở hai dạng là tự do
và liên kết với các protein và các gluxit khác, tỷ lệ lactose tự do/ lactose liên
kết là 8/1.
Độ ngọt của lactose kém hơn sacharose 30 lần, độ hòa tan trong nước
cũng kém hơn. Một phần lactose cần 6 phần nước nhưng trong sữa đặc tỷ lệ
nước/lactose là 2 do đó một phần lactose sẽ kết tinh. Mặt khác lactose còn tồn
tại ở hai dạng α và β, ở 20oC thì β-lactose chiếm đến 60% và 40% còn lại là αlactose.
18


Lactose trong sữa là nguyên nhân gây ra phản ứng màu melanoit khi gia
nhiệt sữa trên 100oC và khi bảo quản sữa bột trong thời gian dài ở nơi có nhiệt
độ cao.
d.

Nước
Nước là thành phần chủ yếu trong sữa có vai trò quan trọng vừa là môi

trường hòa tan các chất vừa là môi trường cho các phản ứng sinh hóa xảy ra.
Nước trong sữa tồn tại dưới hai dạng là nước tự do chiếm 96÷97% tổng
lượng nước và 3÷4% nước liên kết.
Trong đó nước tự do có thể dễ dàng tách trong quá trình cô đặc, sấy hay
trong quá trình bảo quản bình thường nước sẽ dễ dàng bay hơi.
Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ
keo protein, các phosphatit và polysacarit. Nước liên kết thường được gắn với
các nhóm như –NH2, -COOH, OH, =NH, -CO-NH- …
Nước kết tinh với lactoza dưới dạng C12H22O11.H2O

e.

Vitamin
Trong sữa có nhiều vitamin bao gồm cả loại hòa tan trong nước (vitamin
nhóm B, C) và vitamin hòa tan trong chất béo (A, D, E, K) nhưng hàm lượng
tương đối thấp, đặc biệt là vitamin D.
Nếu xử lý nhiệt thời gian ngắn và không có sự xâm nhập của không khí
thì nhiệt độ nhỏ hơn hay bằng 100oC sẽ không làm giảm đáng kể các lượng
vitamin, trừ vitamin C rất nhạy cảm với nhiệt.

f.

Chất khoáng
Chất khoáng trong sữa bao gồm các nguyên tố Ca, Mg, Na, K, Fe, Co,
Cu, Cl, S, P… trong đó các nguyên tố Ca, Mg, Na, K, P, S và Cl chiếm tỷ lệ
cao hơn cả. Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo
thành chất lượng sữa cũng như chất lượng của các sản phẩm từ sữa.

g.

Enzyme
Các enzyme có mặt trong sữa là do có trong tuyến sữa, từ những vi sinh vật
có trong không khí và từ nhiều nguồn khác hay do con người chủ động đem vào
qua các vi khuẩn, nấm men hoặc các enzyme. Tất cả các enzyme của sữa và các
loại sử dụng trong chế biến sữa có mặt hầu như đều thuộc trong 6 nhóm enzyme
là Oxydoreductaza, Transpheraza, Hydrolaza, Liaza, Izomeraza, Ligaza.
19


Tuy nhiên trong sản xuất người ta thường quan tâm nhiều đến các
enzyme như là Lipaza, Catalaza, Phosphataza, các proteaza. Đặc biệt là có thể
kiểm tra sự có mặt của Phosphataza kiềm để kiểm tra hiệu quả thanh trùng
sữa bằng natriphenolftalein phosphat 1% dựa vào tính chất Phosphataza kiềm
bị phá hủy hoàn toàn ở chế độ thanh trùng 65 oC trong vòng 30 phút hay 80 oC
tức thời.
h.

Các chất khí và sắc tố
Chất khí hòa tan trong sữa khoảng 70 ml/ lít, trong đó có 50÷70% là
CO2, 5÷10% O2 vào 20÷30% là N2. Trong đó oxy là nguyên nhân gây phát
triển các quá trình oxy hóa.
Sữa và mỡ có màu là do sự có mặt của nhóm carotenoit mà đại diện là
carotin, hàm lượng carotin này trong các mùa là khác nhau, vào mùa hè hàm
lượng carotin là 0,3÷0,6 mg/kg và mùa đông là 0,05÷0,2 mg/kg nên mùa hè
thường màu của sữa thường vàng hơn so với mùa đông. Ngoài ra sữa còn sắc
tố màu xanh là do clorofin.
2.1.2. Chất phụ gia thực phẩm
Phụ gia thực phẩm là những chất có hoặc không có giá trị dinh dưỡng,
được chủ động thêm vào thực phẩm trong quá trình chế biến, xử lý, bao gói,
vận chuyển, bảo quản thực phẩm với một liều lượng thường rất ít nhằm mục

đích cải thiện mùi vị và làm thay đổi những tính chất lý học, hóa học để tạo
điều kiện dễ dàng trong chế biến hoặc để kéo dài thời gian bảo quản sản
phẩm[5].
Chất phụ gia được áp dụng đã tuân thủ đúng vệ sinh an toàn thực phẩm
theo tiêu chuẩn ban hành TPP.
2.1.2.1. Đường RE
Đường RE (Refined) hay còn gọi là đường tinh luyện được sản xuất từ
đường thô hoặc trực tiếp từ cây mía.
Trong sản xuất sữa tươi tiệt trùng, đường RE sẽ được mua tại nhà máy
đường Đức Trọng ở xã Phú Hội, tỉnh Lâm Đồng. Đường sử dụng là đường
RE và có một số chỉ tiêu hóa lý như sau.

20


Bảng 2.4. Các chỉ tiêu cảm quan của đường RE [6]
Chỉ tiêu
Yêu cầu
Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô
Ngoại hình
không vón cục.
Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt,
Mùi, vị
không có mùi vị lạ.
Tinh thể trắng óng ánh, khi pha vào nước cất cho dung dịch
Màu sắc
trong suốt.
Bảng 2.5. Một số chỉ tiêu hóa lý của đường RE [6]
Tên chỉ tiêu
Độ ẩm

Độ Pol
Hàm lượng đường khử
Độ màu
Độ tro

Mức
≤ 0,05%
≥ 99,8%
≤ 0,03%
≤ 30oICUMSA
≤ 0,03%

2.1.2.2. Chất ổn định[2]
Chất ổn định được sản xuất tại Malaysia.
Các chỉ tiêu chất ổn định
Bảng 2.6. Tổng hợp các chỉ tiêu của chất ổn định
ST
T

Chỉ tiêu

Tên chỉ tiêu
Màu sắc

1

Cảm quan Mùi
Trạng thái

2

Hóa lý

3

Vi sinh

Mức yêu cầu
Màu trắng ngà đặc trưng,
không có màu lạ.
Mùi đặc trưng, không có mùi
lạ.
Dạng bột, mịn, không vón cục,
không lẫn tạp chất.
Hòa tan hết ở 70oC.
7÷8
5.000 khuẩn lạc/gam.

Độ hòa tan
pH
Tổng số vi khuẩn
Tổng số nấm men, nấm
100 khuẩn lạc/gam.
mốc
Enteral Bacteria
Không được có.

Yêu cầu:
- Không mang tính chất dinh dưỡng.
21

- Không độc hại với sức khỏe người tiêu dùng.
- Hàm lượng sử dụng phải tuân theo quy định của tổ chức lương thực thế
giới (FAO).
Mục đích:
-

Tạo trạng thái bền cho sữa, chống hiện tượng kết lắng, tách béo và tách lớp.

-

Làm giảm sự hình thành bọt trong quá trình chế biến và làm dầy.

-

Làm ổn định dung dịch.
Chất ổn định dùng trong sản xuất sữa tươi tiệt trùng:
Bảng 2.7. Thành phần và hàm lượng sử dụng chất ổn định
Tên chất
Hàm lượng
STT
Thành phần
ổn định
sử dụng
Mono và diglycerides
Palsgaard®
của các axit béo E471, 0,15÷0,2% tính theo
1
chomilk 150

Guar gum E412,
khối lượng sản phẩm
Carrageenan E407.
0,07% tính theo khối
2
Rikemal p-200S E471
lượng sản phẩm
Chất ổn định sử dụng trong công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng
được phân phối bởi công ty cổ phần Cát An. Địa chỉ khu công nghiệp Long
Hậu, Cần Giuộc, Long An.
2.1.2.3. Chất tạo màu[2]

a)

Màu dâu
Màu dâu được bổ sung cho sữa tiệt trùng hương dâu.
Sử dụng chất tạo màu do CHR Hansen-Denmark sản xuất.
Trạng thái: dạng lỏng, màu đỏ đậm, không mùi.
Thành phần: nước, Carmine (E120), Maltodextrin, axit citric (E330),
Kali hydroxit (E525).
Hàm lượng sử dụng: 0,02%

22


b)

Màu socola
Những hạt Socola đen được bổ sung vào quá trình ủ với sữa nhằm tạo
nên màu và vị đặc trưng của socola cho dòng sữa tiệt trùng có đường hương

socola.
Trạng thái: Dạng hạt, màu đen.
Được sản xuất tại nhà sản xuất Barry Callebaut, Singapore.
Lượng sử dụng tính theo phần trăm khối lượng sản phẩm là: 2%
2.1.2.4. Chất tạo hương
Vai trò: Tạo cảm quan cho sản phẩm, góp phần làm đa dạng hóa sản phẩm.
Bảo quản: Hương rất dễ bay hơn nên cần phải bảo quản trong các thiết bị
kín, tối màu, không để nơi có ánh sáng hay gần nguồn nhiệt.
Hương dâu strawberry và hương socola do công ty International Flavors
& Fragrances Singapore Pte.Ltd sản xuất và được phân phối bởi công ty
Brenntag Việt Nam tại thành phố Hồ Chí Minh[2].
Trạng thái lỏng, màu vàng nhạt đến vàng.
Hàm lượng sử dụng tính theo khối lượng nguyên liệu sữa tươi của hương
dâu strawberry 0,15%, đối với hương socola hàm lượng sử dụng 0,04% tính
theo khối lượng.

23


2.2. Tổng quan về sản phẩm
Sữa tươi tiệt trùng đảm bảo được các chỉ tiêu theo TCVN 7028-2009.
Hiện tại nhà máy sẽ áp dụng theo tiêu chuẩn HACCP với ISO 90012008.
Bảng 2.6. Bảng chỉ tiêu chất lượng thành phẩm sữa tươi tiệt trùng
STT
1

2

3

4

Chỉ tiêu

Tên chỉ tiêu
Màu sắc

Yêu cầu
Màu đặc trưng của sản phẩm.
Mùi, vị đặc trưng của sản phẩm,
Mùi, vị
Cảm quan
không có mùi vị lạ.
Trạng thái
Dịch thể đồng nhất.
Không nhỏ hơn 11,5% khối
Hàm lượng chất khô
lượng
Hàm lượng chất béo
Không nhỏ hơn 3,2% khối lượng.
Hóa-lý
o
Tỷ trọng của sữa ở 20 C Không nhỏ hơn 1,027 g/ml.
Độ axit
14÷18oT
Antimon
Tối đa 1,0 mg/kg
Asen
Tối đa 0,5 mg/kg
Tối đa 0,02 mg/kg

Hàm lượng Chì
kim
loại Cadimi
Tối đa 1,0 mg/kg
nặng
Thủy ngân
Tối đa 0,05 mg/kg
Đồng
Tối đa 30 mg/kg
Kẽm
Tối đa 40 mg/kg
Tổng vi sinh vật hiếu
102 khuẩn lạc/ml sản phẩm
khí
Coliform
Không được có
E.coli
Không được có
Vi sinh vật
Samonella
Không được có
Staphylococcus aureus Không được có
Listeria monocytogene
Không được có

24


PHẦN 3. LỰA CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.1. Lựa chọn quy trình công nghệ

Đối với dòng sữa tiệt trùng người ta thường sử dụng 2 phương pháp tiệt
trùng là:
-

Tiệt trùng sữa sau khi sữa đã đóng chai (In Container Sterilisation): Sữa được
tiệt trùng ở khoảng 120oC trong vòng 20 phút.

-

Tiệt trùng ở nhiệt độ siêu cao (Ultra High Temperature) ký hiệu UHT: Sữa
được xử lý ở nhiệt độ 135-150oC trong vài giây, sau đó làm nguội, rót vô
trùng vào bao bì giấy có khả năng chống ánh sáng và không khí lọt qua.
Cả 2 phương pháp đều cho hiệu quả tiệt trùng như nhau, xong về cảm
quan có sự khác biệt rõ rệt, đối với sữa tiệt trùng sau khi đã đóng chai ở nhiệt
độ 120oC kéo dài 20 phút đã làm cho sữa có màu nâu sẫm có mùi nấu hay mùi
caramen đậm hơn so với sữa tiệt trùng UHT. Mặt khác tiệt trùng UHT được
áp dụng đối với tiệt trùng sữa trong bao bì giấy phù hợp với hướng đi của đề
tài này, do đó tôi chọn phương pháp tiệt trùng ở nhiệt độ siêu cao hay còn gọi
là tiệt trùng UHT.
Hiện nay quy trình sản xuất sữa tiệt trùng UHT có thể tiến hành theo 2
cách là tiệt trùng một lần và tiệt trùng 2 lần.

-

Phương pháp tiệt trùng một lần:
Với phương pháp tiệt trùng một lần này ta có thể tiến hành tiệt trùng
trước hoặc sau khi rót vào bao bì.
Qua quá trình thực tập tại nhà máy sữa tươi TH true milk tại Nghệ An,
cùng với kiến thức tìm hiểu, tôi lựa chọn quy trình công nghệ sản xuất sữa
tươi như sau:

Sữa tươi được lấy từ trang trại bò sữa và được xe bồn chở đến nhà máy
qua khu vực tiếp nhận sữa.

25