thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua.....................................................4
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu về hóa lý............................................................................4
Bảng 1.3. Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua................................................5
Bảng 1.4. Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua....................................................5
Bảng1.5. Chỉ tiêu cảm quan của sữa bột...............................................................6
Bảng 1.6. Chỉ tiêu hóa lý của sữa bột....................................................................6
Bảng 1.7. Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bột.............................................................6
Bảng 3.1. Biểu đồ sản xuất của phân xưởng.......................................................14
Bảng 3.2. Bảng tiêu hao nguyên liệu cho từng công đoạn (%)...........................16
Bảng 3.3. Bảng cân bằng vật chất sữa chua đặc có đường..................................20
Bảng 4.1. Các thiết bị trong sản xuất..................................................................36


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 4.1. Thiết bị gia nhiệt..................................................................................23
Hình 4.2. Cấu tạo bồn..........................................................................................33
Hình 4.3. Thiết bị chuẩn hóa Tetra Alfast Plus....................................................27
Hình 4.4. Cấu tạo bồn..........................................................................................28
Hình 4.5. Bơm ly tâm..........................................................................................31
Hình 4.6. Cấu tạo bồn..........................................................................................33
Hình 4.7. Cấu tạo bồn..........................................................................................34


MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ.......................................................................................................1
PHẦN 1: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU..............................................................2
1.1. Giới thiệu chung về sữa chua.........................................................................2

1.1.1. Định nghĩa...................................................................................................2
1.1.2. Nguồn gốc ...................................................................................................2
1.1.3. Phân loại .....................................................................................................2
1.1.4. Lợi ích của sữa chua ...................................................................................3
1.1.5. Chỉ tiêu chất lượng của sữa chua ................................................................4
1.2. Giới thiệu về nguyên liệu...............................................................................5
1.2.1. Nguyên liệu chính........................................................................................5
1.2.2. Nguyên liệu phụ...........................................................................................7
PHẦN 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.................9
2.1. Quy trình công nghệ.......................................................................................9
2.2. Thuyết minh quy trình..................................................................................10
2.2.1. Nguyên liệu................................................................................................10
2.2.2. Phối trộn....................................................................................................10
2.2.3. Lọc.............................................................................................................10
2.2.4. Đồng hóa lần 1...........................................................................................10
2.2.5. Thanh trùng lần 1.......................................................................................11
2.2.6. Lưu nhiệt lần 1, làm lạnh...........................................................................11
2.2.7. Ủ hoàn nguyên...........................................................................................11
2.2.8. Chuẩn hóa..................................................................................................11
2.2.9. Đồng hóa lần 2...........................................................................................12
2.2.10. Thanh trùng lần 2.....................................................................................12
2.2.11. Làm nguội................................................................................................12
2.2.12. Lên men...................................................................................................12


2.2.13. Làm mát...................................................................................................12
2.2.14. Chờ rót.....................................................................................................13
2.2.15. Rót vô trùng.............................................................................................13
2.2.16. Bảo quản lạnh..........................................................................................13
PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT.........................................................14

3.1. Kế hoạch sản xuất.........................................................................................14
3.2. Tính cân bằng vật chất..................................................................................15
3.2.1. Số liệu ban đầu..........................................................................................15
3.2.2. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa chua đặc có đường.....16
PHẦN 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ...............................................................21
4.1. Lựa chọn thiết bị chính.................................................................................21
4.1.1. Bồn phối trộn.............................................................................................21
4.1.2. Thiết bị đồng hóa I và đồng hóa II............................................................22
4.1.3. Thiết bị thanh trùng I và làm lạnh.............................................................22
4.1.4. Thiết bị ủ hoàn nguyên..............................................................................24
4.1.5. Thiết bị thanh trùng II và làm nguội..........................................................25
4.1.6. Thiết bị chuẩn hóa.....................................................................................26
4.1.7. Thiết bị lên men.........................................................................................27
4.1.8. Thiết bị làm mát.........................................................................................28
4.1.9. Bồn chờ rót................................................................................................28
4.1.10. Thiết bị rót vô trùng.................................................................................30
4.2. Lựa chọn thiết bị phụ....................................................................................30
4.1.1. Nồi nấu siro đường....................................................................................30
4.2.2. Chọn bơm..................................................................................................31
4.2.3. Thiết bị gia nhiệt nước trước khi phối trộn................................................32
4.2.4. Bồn chứa sau khi phối trộn........................................................................33
4.2.5. Bồn chứa sau khi đồng hóa.......................................................................34
PHẦN 5: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG..................................................37


5.1. Tính hơi........................................................................................................37
5.1.1. Lượng hơi để gia nhiệt nước pha sữa........................................................37
5.1.2. Hơi dùng trong thanh trùng I.....................................................................37
5.1.3. Hơi dùng trong thanh trùng II....................................................................38
5.1.4. Chuẩn bị syrup...........................................................................................38

5.2. Tính lạnh.......................................................................................................39
5.2.1. Chi phí lạnh sau thanh trùng lần I............................................................39
5.5.2. Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ dịch sữa sau thanh trùng lần II xuống nhiệt độ
lên men .............................................................................................................39
5.2.3. Chi phí lạnh để làm lạnh nhanh sữa chua sau lên men..............................40
KẾT LUẬN.........................................................................................................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................42


ĐẶT VẤN ĐỀ

Khi xã hội ngày một phát triển, đời sống con người ngày một đi lên thì
nhu cầu dinh dưỡng của người tiêu dùng ngày càng nâng cao, vì vậy con người
luôn tìm kiếm, lựa chọn những sản phẩm mang lại nhiều dinh dưỡng và cung
cấp chúng một cách đầy đủ. Và sữa chua là một trong những lựa chọn đó.
Sữa chua là sữa bò tươi hoặc sữa hoàn nguyên được lên men với các
chủng vi khuẩn có lợi cho đường ruột như Lactobacillus bulgaricius,
Streptococcus thermophilus giúp chuyển đường sữa thành acid lactic tạo độ chua
cho sản phẩm. 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 như là sản phẩm thực phẩm
hiệu quả trong vai trò tăng cường hoạt động của hệ tiêu hóa.
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.
Với những lợi ích về dinh dưỡng cũng như giá trị về kinh tế to lớn mà sữa
chua mang lại, không gì ngạc nhiên khi sữa chua trở thành một trong những đề
tài nghiên cứu đáng quan tâm. Chính vì vậy, được sự đồng ý của giáo viên

hướng dẫn, em thực hiện đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua ăn có
đường năng suất 30500 tấn sản phẩm/năm”.

1


PHẦN 1: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU
1.1.Giới thiệu chung về sữa chua
1.1.1. Định nghĩa(2)
Sữa chua (hay yaourt, yogurt) là sữa bò tươi hoặc sữa hoàn nguyên được
cho lên men với các chủng vi khuẩn có lợi cho đường ruột (ví dụ: Lactobacillus
bulgaricus, Streptocoocus thermophilus) giúp chuyển đường sữa thành axit
lactic tạo ra độ chua của một loại thực phẩm hấp dẫn, đây là một sản phẩm rất
thông dụng và phổ biến, cung cấp không những hầu hết các chất dinh dưỡng cần
thiết mà còn mang đến những lợi ích về y học cho nhân loại.
1.1.2. Nguồn gốc(5)
Sữa chua được những người du mục vùng Mount Elbus (Nga) phát hiện
cách đây khoảng 5000 năm trước công nguyên. Ngày xưa, khi người tabắt đầu
thuần hóa được dê và cừu rồi lấy sữa của chúng dự trữ trong các bầu chứa nước,
đến thời tiết ấm áp, sữa được dữ trữ trở nên vón cục. Và điều này đã khởi đầu
cho kỷ nguyên của thực phẩm sữa chua.
1.1.3. Phân loại (2)
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 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

2


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.
- Sữa chua dạng lạnh đông
Sản phẩm tương tự như kem. Quá trình lên men sữa được thực hiện trong
thiết bị chuyên dùng. Hỗn hợp sau khi lên men sẽ được đem đi xử lý và lạnh
đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm rồi đóng gói.
- Sữa chua dạng cô đặc
Quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn như lên men sữa, cô đặc, làm
lạnh và bao gói sản phẩm. Trong quá trình cô đặc người ta sẽ tách bớt huyết
thanh sữa ra khỏi sản phẩm.
Ngoài ra cách phân loại theo cấu trúc còn cách phân loại theo hàm lượng
chất béo:
- Sữa chua béo: Hàm lượng chất béo trong sản phẩm không thấp hơn 3%.
- Sữa chua “bán gầy”: Hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 0,5% - 3,0%.
- Sữa chua gầy: Hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5%.
1.1.4. Lợi ích của sữa chua (8)
- 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 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
3


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.

4


- 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.
1.1.5. Chỉ tiêu chất lượng của sữa chua(6)
1.1.5.1.Chỉ tiêu cảm quan
Bảng 1.1. các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua
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

1.1.5.2. Chỉ tiêu về lý- hóa của sữa chua
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu về hóa lý
Tên chỉ tiêu

Mức cho phép

Hàm lượng chất khô không chứa chất
béo, ( % khối lượng)

>8.2

Hàm lượng chất béo, ( % khối lượng)

>0.5

Độ acid (0T)

75-140

1.1.5.3.Các chất nhiễm bẩn
5


Bảng 1.3. Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua
Tên chỉ tiêu

Mức tối đa (ml/l)

Asen

0.5

Chì

0.5

Cadimi

1.0

Thủy ngân

0.05

1.1.5.4. Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua
Bảng 1.4. Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua
Tên chỉ tiêu

Mức cho phép

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm

104

Nhóm coliform, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

10

Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

0

E.Coli, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

0

Salmonella, số vi khuẩn trong 25g sản phẩm

0

Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm

10

1.2.Giới thiệu về nguyên liệu
1.2.1. Nguyên liệu chính
1.2.1.1.Sữa bột (1)
Sữa bột là sản phẩm được sản xuất từ sữa tươi bằng phương pháp sấy để
tách gần như hoàn toàn nước (độ ẩm 4 %).
Sữa bột có 2 loại: sữa bột gầy và sữa bột béo, trong sản xuất sữa bột gầy
được sử dụng rộng rãi.
Sử dụng sữa bột có ưu điểm:
+ Chủ động trong sản xuất.
+ Bổ sung nguyên liệu do sữa tươi còn hạn chế (< 15 % ).
+ Giảm giá thành sản phẩm.
+ Bảo quản được lâu, sử dụng thuận tiện.
Yêu cầuchất lượng của sữa bột gầy phải đảm bảo được các chỉ tiêu sau:
- Chỉ tiêu cảm quan: (7)

6


Chỉ tiêu
Màu sắc
Mùi
Vị

Trạng thái

Bảng1.5.Chỉ tiêu cảm quan của sữa bột
Tiêu chuẩn
Màu trắng sữa đến màu kem nhạt, không xỉn màu, không
có màu lạ
Thơm đặc trưng của sữa bột không béo, không bị chua,
hôi mốc, mùi lạ
Vị nhạt đặc trưng của sữa không béo, không bị đắng hay
có vị lạ
Dạng bột mịn không vón, kích thước hạt nhỏ, mịn đồng
đều, dễ dàng vỡ vụn khi bóp nhẹ bằng tay, không tạp
chất lạ, khả năng hòa tan cao.

- Chỉ tiêu hóa lý:
Bảng 1.6.Chỉ tiêu hóa lý của sữa bột
Tên chỉ tiêu
Hàm lượng (%)
Độ béo
0,05
Độ ẩm
2
Hàm lượng protein
>3
Độ acid
<0,15
- Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bột:
Bảng 1.7. Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bột
Tên chỉ tiêu

Mức cho phép

Tổng số VSV hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm

5.104

Nhóm coliform, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

10

E.Coli, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

0

Salmonella, số vi khuẩn trong 25g sản phẩm

0

Staphylococcus areus, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

10

Clostridium perfringen, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

0

Baccilius cereus, số vi khuản trong 1g sản phẩm

102

Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm

10

Bảo quản:
- Chưa xé bao:
+ Lưu kho ở nhiệt độ thường trong bao kín.
+ Để nơi khô ráo, sạch sẽ.
7


- Sau khi xé bao:
+ Các bao phải buộc kín miệng.
+ Lưu kho đúng quy định theo quy trình xử lý.
1.2.1.2.Men giống (1)
Chủng sử dụng là Streptococcus thermophilus và Lactobacilus
bulgaricus với tỉ lệ 1:1.
Men giống được đóng thành túi, bao bì 3 lớp.
Điều kiện bảo quản: < -180C sử dụng trong vòng tối đa 24 tháng, còn ở
50C sử dụng tối đa trong 6 tuần. Men nhập được bảo quản lạnh < 5 0C và phải
còn ít nhất 2/3 hạn sử dụng.
1.2.1.3.Nước
Là thành phần quan trọng trong sản xuất các sản phẩm sữa và phải đạt
tính chất như nước uống tinh khiết.
- Giúp phối trộn dễ dàng.
- Quyết định trạng thái sản phẩm.
- Tạo pH ổn định.
- Làm sạch, tẩy rửa, vệ sinh.
- Tác nhân làm lạnh.
1.2.2. Nguyên liệu phụ

Chất tạo ngọt
Để tăng vị ngọt cho sữa chua, người ta thường bổ sung đường
(glucose,saccharose...) vào sữa trong quá trình chế biến. Đường có thế bố sung
trục tiếp hoặc dưới dạng pureé trái cây. Đối với những sản phẩm dành cho người
ăn kiêng, các nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt (sweetener), thông dụng nhất là
aspartame.
Chất ổn định
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.

8


- Chế phấm này phải hoàn toàn tuân theo những quy định của tổ chức có
thẩm quyền. Các chất ổn định được sử dụng phố 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 phố 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 chuyến 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 bố sung 60 % đường và
điều chỉnh pH môi trường từ 3,1 - 3,4 sản phẩm sẽ tạo đông.
Dầu bơ
+ Được sản xuất từ mỡ sữa và có nhiều loại. Sử dụng trong chế biến sữa
để tiêu chuẩn hóa hàm lượng chất béo đạt yêu cầu

+ Có 2 loại hay sử dụng: dầu bơ 99,5 % chất béo và Chất béo sữa nguyên
chất( AMF 99,9% chất béo)
Chất nhũ hóa
Quá trình lên men lactose (đường sữa)tạo thành axít lactic làm cho sữa
chua (yogurt) có cấu trúc và mùi vị đặc trưng. Chất nhũ hóa được bổ sung vào
giúp cải thiện cảm giác ngon miệng khi ăn, cải thiện độ mịn (creaminess) và hổ
trợ phân tán chất béo tốt hơn. Tăng trưởng của vi sinh vật cũng giảm.
Các chất nhũ hóa thường được sử dụng: mono- and diglycerides of fatty
acids (E471) and sucrose esters of fatty acids (E473).

9


PHẦN 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1.Quy trình công nghệ (1),(2)
Nguyên liệu
Cân định lượng
Phối trộn
70°C
Lọc
70°C
Đồng hóa 1
Thanh trùng 1
Lưu nhiệt
Làm lạnh
Ủ hoàn nguyên
4 – 6h
Tiêu chuẩn hóa

Thành phẩm

Rót hộp

Đồng hóa 2
Thanh trùng 2

Bồn chờ rót
Làm mát

Lưu nhiệt
Làm nguội

Lên men
(40- 45 0C)

Men giống

10


2.2.Thuyết minh quy trình
2.2.1. Nguyên liệu
Gồm có Sữa bột gầy, dầu bơ, đường, chất ổn định, chất tạo nhũ, men khô
và nước. Trước khi đem đi phối trộn nguyên liệu được kiểm tra chất lượng, đánh
giá vàlấy đúng đủ số lượng cần sử dụng theo công thức phối chế.
Sữa bột gầy đem hòa tan cùng với nước đã được xử lý đạt yêu cầu vệ sinh
an toàn thực phẩm, đạt yêu cầu trong sản xuất.
Bơ được ở dạng lỏng khuấy trộn cùng chất ổn định tạo thành chất phụ gia.
Đường đem nấu thành dạng siro.
2.2.2. Phối trộn

Sau khi nguyên liệu đã được đem đi cân từng phần chuẩn bị sẵn sàng,
người ta tiến hành phối trộn.
Lấy lượng nước thích hợp vào bồn trộn ở nhiệt độ 65÷ 70°C, sau đó cho
dịch sữa gầy vào, tiếp đến là siro đường saccharose và cuối cùng là chất phụ gia.
Quá trình trộn được giữ nhiệt hay điều chỉnh nhiệt độ nhờ lớp vỏ áo điều nhiệt
bên ngoài và trộn đều là nhờ cánh khuấy bên trongtheo trình tự tại phễu cấp liệu
như sau:
Sữa bột gầy ->chất ổn định trộn đường -> whey -> dầu bơ.
Việc luôn khuấy trộn giúp nguyên liệu được hòa trộn đồng đều. Giữ nhiệt
của nước vì ở nhiệt độ 65÷ 70°C các thành phần nguyên liệu tan hiệu quả nhất.
Chất ổn định được trộn đường do chất ổn định nhẹ và dễ bị vốn cục. Dầu
bơ được cho vào cuối cùng nhằm tránh hiện tượng tạo màng và khó tan.
2.2.3. Lọc
Sau khi trộn, dịch sữa đi qua bộ lọc trước khi vào thiết bị đồng hóa. Nhằm
mục đích loại bỏ tạp chất vật lý có lẫn trong nguyên liệu tránh ảnh hưởng tới
chất lượng sản phẩm và tránh làm hỏng thiết bị. Nhiệt độ dịch sữa đi vào bộ lọc
phải đảm bảo khoảng 55 ÷700C. Sử dụng bơm ly tâm để bơm dịch sữa từ thiết bị
này sang thiết bị khác.
2.2.4. Đồng hóa lần 1
Hỗn hợp sau khi phối trộn được bơm qua thiết bị đồng hóa để làm đồng
đều các thành phần hỗn hợp và ngăn chặn sự phân ly của kem trong quá trình ủ,
lên men, giảm đường kính trung bình của hạt béo vào trong micelle casein, tránh
11


hiện tượng tách pha của chất béo. Thông thường, đồng hóa được thực hiện bởi
áp lực 150 – 200bar, nhiệt độ từ 55÷70°C.
2.2.5. Thanh trùng lần 1
Thanh trùng là giai đoạn quan trọng do sản phẩm được sử dụng trực tiếp
vì vậy chế độ thanh trùng rất nghiêm ngặt: thanh trùng ở 750C trong thời gian

300 giây tiêu diệt hết vi sinh vật gây bệnh và vi sinh vật chịu nhiệt, phá huỷ các
enzyme gây hư hỏng sữa đồng thời ổn định các thành phần ảnh hưởng trực tiếp
đến trạng thái sản phẩm. Ngoài ra còn có tác dụng ổn định protein của dịch sữa.
2.2.6. Lưu nhiệt lần 1, làm lạnh
Dịch sữa từ thiết bị thanh trùng sẽ theo đường ống đi lưu nhiệt ở 750C
trong thời gian 300 giây. Nhằm tiêu diệt vi sinh vật và tăng khả năng hydrat hóa
các casein trong sữa.
Sữa sau thanh trùng lưu nhiệtđược làm lạnh xuống 4 ÷ 6 0C có tác dụng
hạn chế sự giảm chất lượng sữa trong quá trình ủ hoàn nguyên tiếp theo.
2.2.7. Ủ hoàn nguyên
Mục đích là ổn định các tính chất của sữa, để sữa trở lại trạng thái như
sữa tự nhiên (Protein trương nở, hòa tan triệt để hơn, các muối trở lại trạng
thái cân bằng).
Quá trình được thực hiện trong tank có vỏ cách nhiệt ở nhiệt độ 4÷ 6°C
trong 4 ÷ 6h.
Công đoạn này nhất thiết phải có trong sản xuất sữa chua từ sữa bột, nhằm
thu được các tính chất giống như sữa tươi, kết thúc giai đoạn này kiểm tra độ
khô của sữa, có thể tiến hành chuẩn hóa.
2.2.8. Chuẩn hóa
Trong quá trình ủ ta phải kiểm tra độ khô của dung dịch. Nếu độ khô cao
thì bổ sung thêm nước, ngược lại nếu độ khô thấp thì cho thêm sữa bột, whey
theo thành phần và tỉ lệ nhất định cho đến khi đạt yêu cầu.
Việc chuẩn hóa nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho sản phẩm. Hàm
lượng chất béo trong sữa thành phẩm thường dao động trong khoảng 3%.

2.2.9. Đồng hóa lần 2
12


Đây là khâu quan trọng để làm đồng đều các thành phần của dịch sữa, tạo

cho sản phẩm đồng nhất, quện sữa mịn không tách whey.
Mục đích của quá trình đồng hóa này là làm giảm kích thước hạt béo,
phân bố đều chúng trong sản phẩm, phá vỡ cấu trúc gel của khối đông, giảm độ
nhớt và tăng độ đồng nhất cho sản phẩm. Phương pháp thực hiện tương tự như
đồng hoá 1.
2.2.10.Thanh trùng lần 2
Sau khi đồng hóa dịch sữa được đưa đến máy thanh trùng nhằm tiêu dịêt
hết vi sinh vật tránh bị nhiễm từ không khí tạo độ an toàn cho sản phẩm. Hơn
nữa thanh trùng cũng làm tăng khả năng hydrat hóa casein vì vậy sản phẩm ít bị
tách nước.
Để đảm bảo cho qúa trình lên mem không nhiễm tạp khuẩn, đảm bảo vê
sinh an toàn cho sản phẩm ta thực hiện thanh trùng dịch sữa ở 92 ÷ 95 0C, trong
thời gian 5 phút nhằm tiêu diệt triệt để các vi sinh vật và enzyme.
2.2.11.Làm nguội
Sau khi thanh trùng xong, làm nguội dịch sữa đến 40÷ 450C tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình lên men.
2.2.12.Lên men
Đây là công đoạn chính, quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất sữa
chua. Tạo hương vị đặc trưng cho sữa chua.
Quá trình lên men được tiến hành trong thiết bị lên men 2 vỏ. Tại bồn ủ,
sữa được khuấy đều và trộn men, với nhiệt độ luôn được khống chế trong
khoảng 40 ÷450C. Thời gian lên men từ 4 - 8h phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vi
khuẩn và lượng chủng. Giai đoạn lên men kết thúc khi độ chua của sữa đạt 70 –
80oD. Chú ý phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, pH. Bồn lên men phải đảm
bảo vô trùng không khí và sạch sẽ.
2.2.13.Làm mát
Sau khi kết thúc lên men thì sữa chua được làm mát xuống nhiệt độ 18 ÷
20 C nhằm mục đích dừng quá trình lên men. Do ở nhiệt độ này sẽ làm ức chế
các hoạt động của các vi khuẩn lactic nên dẫn đến sự hạn chế biến đổi pH trong
quá trình chờ rót và làm ổn định độ nhớt.

0

2.2.14.Chờ rót
13


Quá trình chờ rót nhằm ổn định các thành phần của dịch sữa chua để sản
phẩm có mùi, vị đặc trưng và giúp cho việc phân phôi lượng sữa vào thiết bị
chiết rót được đồng đều.
2.2.15.Rót vô trùng
Quá trình rót bán thành phẩm được thực hiện nhanh và trong điều kiện kín
nên những biến đổi xảy ra là không đáng kể. Rót trong môi trường vô trùng, hàn
kín bao bì và sản phẩm vô trùng.
2.2.16.Bảo quản lạnh
Sản phẩm sau khi chiết rót tiếp được đưa vào phòng làm lạnh để hạ nhiệt
độ đạt giá trị yêu cầu rồi đi đến kho bảo quản lạnh (4- 60C). Thời gian bảo quản
có thể kéo dài từ 1-2 tháng.

14


PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT

3.1.Kế hoạch sản xuất
Dây chuyền sản xuất sữa chua đặc có đường năng suất 30500 tấn sản
phẩm/ năm.
Bảng3.1. Biểu đồ sản xuất của phân xưởng
Sữa chua ăn có đường

Tháng

Số ngày sản xuất
trong tháng

1

31

26

3

78

2

28

17

3

51

3

31

27

3

81

4

30

23

3

69

5

31

26

3

78

6

30

26

3

78

7

31

26

3

78

8

31

27

3

81

9

30

24

3

72

10

31

27

3

81

11

30

12

31

27

3

81

1 năm

365

276

Số ngày sản
Số ca sản xuất
xuất trong tháng trong 1 ngày

Số ca
trong1 tháng

828

Chú ý: Phân xưởng sẽ nghĩ tháng 11 để bảo dưỡng máy móc và 7 ngày
nghĩ tết âm lịch. Một ngày làm 3 ca liên tục nhau. Ngoài ra để đảm bảo máy móc
hoạt động tốt thì mỗi một tuần có một ngày nghĩ để vệ sinh và kiểm tra máy móc.
Vậy một năm làm 828 ca.

3.2.Tính cân bằng vật chất

15


Năng suất cho sản phẩm30500 tấn sản phẩm/ năm.
3.2.1. Số liệu ban đầu
Ta phối trộn theo công thức sau
Thành phần

Hàm lượng (%)

Nước

77,62

Sữa bột gầy

7,37

Chất béo

3

Đường

11

Chất ổn định và nhũ hóa

1

Chỉ tiêu sản phẩm:
-

Tổng hàm lượng chất khô: 100 – 77,62 = 22,38%

-

Hàm lượng chất béo có trong sữa thành phẩm: 3 + (1% . 7,37) = 3,074%

-

Hàm lượng chất khô không mỡ trong sữa thành phẩm

22,38 – 3,074 = 19,306%
Tỷ trọng sữa được tính theo công thức
(2,29)
Trong đó:
F – hàm lượng chất béo trong sữa (% khối lượng)
SNF – hàm lượng chất khô không béo trong sữa (% khối lượng)
W - hàm lượng nước trong sữa (% khối lượng)
Với F = 3,074%
SNF = 19,306%
W = 100 – 22,38 = 77,62%
Vậy
3.2.2. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa chua đặc có đường
Năng suất của phân xưởng tính theo tấn/h:

16


Bảng tiêu hao nguyên liệu cho từng công đoạn tính bằng % so với công
đoạn trước đó:
Bảng3.2. Bảng tiêu hao nguyên liệu cho từng công đoạn (%)
STT

Tên công đoạn

Tiêu hao

1

Phối trộn

1,0%

2

Đồng hóa 1

0,2%

3

Thanh trùng 1

0,5%

4

Làm lạnh nhanh

0,5%

5

Ủ hoàn nguyên

0,2%

6

Đồng hóa 2

0,2%

7

Thanh trùng 2

0,5%

8

Làm nguội

0,5%

9

Lên men

2,0%

10

Làm lạnh nhanh, chờ rót

1,0%

11

Chiết rót

1,0%

Áp dụng công thức:

Với Gv: là lượng sữa trước khi vào ở công đoạn
Gr: là lượng sữa sau mỗi công đoạn
x: là tỷ lệ hao hụt ở mỗi công đoạn
Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn rót hộp và đóng hộp vô trùng:

Lượng dịch sữa trước khi vào làm lạnh nhanh:

Lượng dịch sữa trước khi lên men kể cả cho men vào:

Tính khối lượng dịch sữa và khối lượng men sử dụng cho quá trình lên men:
Khối lượng men cho vào thường dùng với tỉ lệ 0,014% so với lượng sữa dùng
lên men.
17


Giả sử a,b lần lượt là khối lượng men, dịch sữa cần tìm.
Ta có hệ phương trình sau:

Giải hệ phương trình ta được:

Lượng dịch sữasử dụng cho quá trình lên men:
G4 = b =
Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạnlàm nguội:

Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn thanh trùng II:

Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn đồng hóa II:

Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn ủ hoàn nguyên:

Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn làm lạnh nhanh:

Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn thanh trùng I:

Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn đồng hóa I:

Tổng lượng dịch sữa, dịch đường, bơ và chất ổn định bổ sung trước khi
vào công đoạn phối trộn:
Tính lượngnguyên liệuphụ cần thêm vào:
+ Do sản phẩm có 11% đường nên ta có:

18


+ Lượng chất ổn định chiếm 0,9%:

+ Lượng bơ chiếm 3%:

+ Lượng chất nhũ hóa chiếm 0,1%:

+ Tổng lượng nguyên liệuphụ cần thêm vào:

Chọn hao hụt sử dụng phụ gia là 0,2% thì khối lượng phụ gia thực tế sử

dụng là:

Vậy lượng dịch sữa trước công đoạn phối trộn:
G13 = G12 – Gnlp=4969,4 –746,89= 4222,51 (kg/h)
Tính khối lượng sữa bột gầy và lượng nước nóng cho vào phối trộn:
Gọi x,y lần lượt là lượng sữa bột gầy có hàm lượng chất khô 98% và
lượng nước nóng cần dùng cho hoàn nguyên để được khối sữa có tổng hàm
lượng chất khô 8,5%, t có phương trình sau:

Mà x + y = 4222,51
Giải hệ phương trình trên ta được:
x=366,24 (kg/h)
y=3856,27 (kg/h)
Lượng hao hụt sữa bột gầy sử dụng là 0,5% nên lượng sữa bột gầy thực tế
cần dùng cho 1 h là:
Tính số hộp dung tích 100 ml cho sản phẩm sữa chua đặc có đường
Lượng sữa trước công đoạn rót hộp: (kg/h)
Số hộp cần dùng trong 1 h:

19


Trong quá trình rót tỷ lệ hao hụt là 3%. Vậy số hộp thực tế:

Vậy số hộp cần dùng để sản xuất trong 1 h là 44562 hộp.

20