Do an cong nghe 1 do an cong nghe 2 do an cong nghe

Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới cô ThS. Nguyễn Thị
Lan đã luôn tận tình giúp đỡ, dìu dắt tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt
nghiệp, truyền dạy cho tôi những kiến thức và bài học quý báu.
Bên cạnh đó tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban chủ nhiệm, các thầy
cô trong Bộ môn Công nghệ Sinh học, khoa Hóa trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng
đã dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học
tập tại trường.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình và bạn bè đã tạo điều
kiện động viên giúp đỡ tôi cả về vật chất và tinh thần để tôi có thể hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này.
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả sự giúp đỡ quý báu đó!
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Hạnh

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ LAN

Trang 1


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT

Tôi xin cam đoan đây là đồ án thiết kế của riêng tôi. Các số liệu và kết quả được
trình bày trong đồ án chưa được công bố trong các đồ án thiết kế khác. Nếu không
đúng như nêu trên tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Hạnh

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ LAN

Trang 2


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: Th.S NGUYỄN THỊ LAN

Trang 3

Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

MỞ ĐẦU

Ai trong chúng ta đều biết sữa là một loại thực phẩm hết sức cần thiết cho cơ thể
mỗi con người, sữa cung cấp các nguồn dưỡng chất thiết yếu như protein, glucid,
vitamin, lipit, khoáng cho khẩu phần thức ăn hằng ngày. Sữa và các sản phẩm từ sữa
như bơ, phomai, sữa chua, ..đang có được thị hiếu của người tiêu dùng, và có 1 ý ngĩa
quan trọng đối với dinh dưỡng của con người nhất là đối với trẻ em đang lứa tuổi
trưởng thành, các người già, bệnh nhân.
Nước ta có vị trí địa lý thuận lợi nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, có nguồn
lao động dồi dào, đảm bảo về cơ sở thức ăn là điều kiện thích hợp để chăn nuôi bò sữa.
Là quốc gia đông dân với hơn 94 triệu dân và đang ở mức tăng trưởng dân số cao,
khoảng 1,2%/năm, Việt Nam được đánh giá là thị trường tiềm năng cho các hãng sản
xuất sữa. Với tỷ lệ tăng trưởng GDP 6-8%/năm, thu nhập bình quân đầu người tăng
14,2%/năm cùng với xu hướng cải thiện sức khỏe và tầm vóc của người Việt khiến nhu
cầu sử dụng các loại sữa và các sản phẩm từ sữa luôn ở mức cao. Theo số liệu thống
kê từ Tổng cục Thống kê, tháng 11/2015, sản lượng sữa bột khoảng 8,9 nghìn tấn, tăng
9,8% so với tháng trước và sữa tươi là 100,3 triệu lít, tăng 10,5%. Tính lũy kế từ đầu
năm cho đến hết tháng 11/2015, sản lượng sữa bột đạt 86,2 nghìn tấn, tăng 17,3% và
sản lượng sữa tươi đạt 991,1 triệu lít, tăng 15% so với cùng kỳ năm 2014. Chính vì
những tiềm năng của của sữa và các sản phẩm từ sữa việc thiết kế nhà máy là rất cần
thiết.
Là một sinh viên ngành công nghệ sinh học em được giao đề tài: “Thiết kế nhà
máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: Sữa tiệt trùng tách ½
chất béo năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và Bơ lên men năng suất 10 tấn
nguyên liệu/ca.” Nhà máy góp phần vào sự phát triển của lĩnh vực này, đáp ứng phần
nào nhu cầu về các sản phẩm sữa trong nước, hạn chế sự nhập khẩu.

CHƯƠNG 1.

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 4


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

1.1.

Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa

Sữa là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và mang lại nhiều dưỡng chất thiết
yếu cho mỗi người, đặc biệt đối với các trẻ em, người già, bệnh nhân. Cùng với sự
phát triển không ngừng của xã hội thì con người có những đòi hỏi cao hơn về chất
lượng cuộc sống cũng như có nhiều quan tâm hơn đối với các sản phẩm giúp phát triển
trí não và chiều cao cho trẻ, cải thiện sức khỏe người già. Do đó, những năm gần đây
nhu cầu tiêu thụ sữa tăng cao ở Việt Nam.
Vì vậy, việc xây dựng nhà máy sữa hiện nay là một nhu cầu cần thiết nhằm đáp
ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất
khẩu. Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng rất lớn đến sự tồn tại
của nhà máy vì vậy khi xây dựng nhà máy sữa cần phải đảm bảo những yêu cầu về:
Vị trí đặt nhà máy

Thị trường tiêu thụ sản phẩm
Giao thông vận tải thuận lợi
Việc cung cấp điện và nguyên liệu dễ dàng
Nguồn cấp và thoát nước thuận lợi
Sự hợp tác hóa
1.2.

Đặc điểm thiên nhiên

Nhà máy chế biến sữa được đặt tại khu công nghiệp Hòa Khánh - Liên Chiểu Đà Nẵng, là nơi có nhiều điều kiện thuận lợi như giao thông, nhân lực, địa hình. Đây
là khu vực mang khí hậu nhiệt đới gió mùa, hướng gió chủ đạo của thành phố là hướng
Đông Nam.

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 5


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

Hình 1.1. Sơ đồ quy hoạch khu công nghiệp Hòa Khánh [21].
1.3.

Hệ thống giao thông vận tải

Giao thông không chỉ là mục đích xây dựng nhà máy nhanh mà còn là sự tồn tại
và phát triển của nhà máy tương lai.

- Gần đường đường quốc lộ 1A đi ngang qua, vận chuyển được qua nhiều tỉnh
thành một cách thuận tiện.
- Về đường thủy: Cách cảng Tiên Sa 20km, nhờ trục đường Nguyễn Tất Thành
nên việc lưu thông dễ dàng.
- Về đường sắt: Khu công nghiệp Hòa Khánh gần Ga Kim Liên - Đà Nẵng, đó
cũng là một lợi thế nữa trong giao thông của khu vực xây dựng nhà máy.
1.4.

Nguồn cung cấp nguyên liệu

Ở khu vực miền Trung, việc nuôi bò lấy sữa vẫn chưa phát triển mạnh nên
nguyên liệu được mua thêm ở các tỉnh miền núi phía Bắc và tây nguyên như Ba Vì,
Lạng Sơn, Lâm Đồng,…Nguồn nguyên liệu sẽ tập trung để thu nhận là các tỉnh Lâm
Đồng, tại đây có thể thành lập 1 khu trang trại nuôi bò sữa riêng cho nhà máy, vừa để
kiểm soát chất lượng sữa vừa đảm bào ổn định về nguồn nguyên liệu. Khi vận chuyển
nguyên liệu cần đảm bảo yêu cầu về nhiệt độ nhằm tránh gây hư hỏng, hạn chế sự
nhiễm khuẩn.
1.5.

Nguồn cung cấp nước và vấn đề thoát nước

- Nguồn cấp nước: Nguồn nước nhà máy dùng là nguồn nước được cung cấp cho
khu công nghiệp Hòa Khánh nhưng cần phải được đưa qua hệ thống xử lý riêng, của
nhà máy trước khi đưa vào sản xuất. Đặc biệt nước được sử dụng khá nhiều nên cần
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 6

Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

phải có các chỉ tiêu đối với từng loại nước với mục đích sử dụng khác nhau trong nhà
máy.
- Vấn đề thoát nước: Nhà máy xây dựng hệ thống xử lý nước riêng trước khi đưa
ra cống thoát nước chung cho cả khu công nghiệp.
1.6.

Nguồn cung cấp điện

Sử dụng nguồn điện có hiệu điện thế 220 V, nguồn điện được lấy từ lưới điện
quốc gia.
Ngoài ra nhà máy còn lắp đặt máy phát điện dự phòng để phòng ngừa các tình
huống khẩn cấp như mất điện hoặc các sự cố liên quan.
1.7.

Nguồn nhân lực

Lực lương lao động ưu tiên tuyển dụng trên địa bàn thành phố. Đội ngũ kĩ sư,
quản lí sẽ ưu tiên cho các trường đại học miền Trung.
1.8.

Hợp tác hóa

Vị trí xây dựng của nhà máy có thể giúp tăng cường sự hợp tác hóa với các nhà
máy khác trong khu công nghiệp như nhà máy bao bì, nhà máy xử lý nước, nhà máy
bia,…để cùng chung phát triển cơ sở hạ tầng, điện, nước, nhằm giảm thiểu vốn đầu tư
ban đầu cũng như rút ngắn thời gian xây dựng.

1.9.

Nguồn tiêu thụ sản phẩm

Thị trường tiêu thụ chủ yếu của nhà máy là khu vực miền Trung - Tây Nguyên
nhưng cũng không ngừng phát triển thị trường sang các tỉnh khác ở khu vực miền Bắc
và miền Nam.
1.10. Nguồn cung cấp hơi và nhiên liệu
Nhà máy sử dụng hơi từ phân xưởng hơi của nhà máy.
Nhà máy sử dụng nguồn nhiên liệu chính là dầu DO (diesel oil), FO (Fuel oil) và
xăng được cung cấp từ các công ty xăng dầu Petrolimex lớn tại địa phương. Nguồn
gốc của các loại nhiên liệu này được lấy từ các mỏ dầu mỏ và được sản xuất tại nhà
máy lọc dầu Dung Quất (Quảng Ngãi), sau đó vận chuyển về các cửa hàng Petrolimex
trên toàn quốc.
1.11. Kết luận
Từ những tìm hiểu và phân tích trên, ta thấy việc xây dựng nhà máy sữa tại khu
công nghiệp Hòa Khánh – Đà Nẵng là hoàn toàn hợp lí.

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 7


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

CHƯƠNG 2.

2.1.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Giới thiệu về sữa

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn
thức ăn để nuôi sống động vật non. Trong nghành công nghiệp sản xuất và chế biến
sữa đã sản xuất ra nhiều sản phẩm dựa trên ba nguồn nguyên liệu chính: sữa bò, sữa
cừu, sữa dê. Ở nước ta sữa bò là chủ yếu. [01]

2.1.1.Thành phần của sữa
2.1.1.1. Đường lactose [01]
Lactose là một disaccaride do một phân tử α- D -glucose và một phân tử β- Dgalactose liên kết tạo thành. Lactose trong sữa có ý nghĩa quan trọng vì nó dễ bị một
số vi sinh vật gây lên men tạo acid lactic và các sản phẩm khác như aceton, metyl,
diacetyl tạo nên mùi vị của các sản phẩm sữa.
Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng:
+ Dạng α -lactose mono hydrat C12H22O11.H2O
+ Dạng β -lactose anhydrous C12H22O11
Khi thay đổi nhiệt độ thì có sự chuyển đổi từ dạng α sang dạng β và ngược lại.
Khi bị thuỷ phân lactose tạo thành hai đường monosacaride là glucose và
galactose do Enzym β -galactosedase.
C12H22O11

+

H2O

β - Galactosedase C H O + C H O
6 12 6

6 12 6
Glucose

galactose

Ngoài ra trong sữa bò còn chứa các đường khác nhưng với hàm lượng rất thấp
2.1.1.2. Nước [05, tr. 4]
Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước. Nước có thể được tách ra trong
quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hoá học với chất khô. Khi bảo quản sữa bột,
nước tự do xâm nhập vào làm cho sữa bột bị vón cục.
Nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ, khoảng 3-4%. Hàm lượng nước liên kết phụ
thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, các phosphatit, polysacarit

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 8


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

2.1.1.3. Các hợp chất có chứa Nitơ [01]

Hình 2.2. Các hợp chất chứa nitơ trong sữa bò.
a)

Protein hoà tan

α

-lactalbumin: có 0,8-1,5g/l, trong mỗi phân tử có chứa một nguyên tử caxi.
Thành phần các acid amin trong phân tử của nó rất cân đối, điểm đẳng điện ở pH =5,1
không bị đông tụ bởi men sữa.
Peptone-protose: bao gồm những phân đoạn protein khác nhau(0,8-1,5g/l)
Immunoglobulin: trong sữa bò có ba loại là IgG, IgA, IgM. Trong đó IgG có
hàm lượng cao nhất, IgA có chức năng chống nhiễm trùng đường ruột (0,5-0,8g/l).
Serum-albumin: là protein có phân tử lượng lớn có nguồn gốc từ máu rất mẫn
cảm với nhiệt độ. Ngoài ra trong sữa còn có protein màng, hàm lượng của chúng rất
thấp.

β

-lactoglobulin: β -lactoglobulin có dạng hình cầu, ít tương tác hoặc kết hợp
với các phân tử khác, chiếm 2,5- 4g/l.
b)

Casein

Casein là nhân tố quan trọng nhất của protid trong sữa, là thành phần protein chủ
yếu có trong sữa và là các hạt hình cầu có kích thước 40 - 200µm. Chúng tồn tại dưới
dạng micelle.
Là protein có tính axit vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc axit glutamic và axit
aspartic.
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 9

Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

Casein bao gồm: β-casein,

α s1 - casein, α s 2 -casein, κ

-casein, γ -casein. Các phân

tử αs và β - casein nằm tập trung tại tâm tiểu micelle tạo nên vùng ưa béo, còn các
phân tử κ - casein được bố trí tại vùng biên tiểu micelle. Phân tử κ - casein có hai đầu:
đầu ưa béo sẽ tương tác αs với và β - casein ở vùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ
hướng ra ngoài vùng biên micelle.
c)

Enzym [01, tr. 26]

Enzym có thể được tổng hợp từ những vi sinh vật có trong sữa hoặc do tuyến vú
của động vật tiết ra. Sự có mặt của một số ezym (lactoperoxydase, lysozyme,…) có vai
trò kháng khuẩn, nhưng bên cạnh đó vẫn có một số enzym gây ra các biến đổi trong
sữa từ đó ảnh hưởng tới chất lượng sữa.
Protease: là enzym được tiết ra từ tuyên vú, xúc tác phản ứng thuỷ phân protein.
Protease liên kết với casein và cũng bị kết tủa ở pH = 4,6; có 2 loại là protease kiềm và
axit, protease axit có pHopt = 4,0; còn protease kiềm là 7,5 – 8,0. Chúng bị vô hoạt
hoàn toàn ở 80oC sau 10 phút.
Lactoperoxydase: Enzym này xúc tác phản ứng chuyển hoá oxy từ H2O2 đến các
chất oxy hoá khác, có pHopt = 6,8, hàm lượng trung bình trong sữa là 30mg/l.
Lipase: Enzym quan trọng nhất trong sữa được kí hiệu là mLPL, là một

glycoprotein, pHopt = 8,9, hàm lượng trong sữa chỉ khoảng 1-2mg/l, nó chỉ xúc tác
thuỷ phân liên kết ester trong cơ chất triglycerid ở dạng nhũ tương tại bề mặt tiếp xúc
pha giữa chất béo và nước, làm tích luỹ các axit béo tự do trong sữa, quá trình phân
giải tiếp theo các axit béo này làm cho sữa và sản phẩm từ sữa có vị đắng, mùi ôi khét
và mùi kim loại .
Phosphatase: Chúng xúc tác thuỷ phân liên kết ester giữa axit phosphoric và
glycerin, có hai dạng:
+ Phosphatase kiềm: có pHopt = 9,6 có khả năng tái hoạt hoá. Bị thuỷ phân ở 30oC
trong 30 phút hoặc 80oC tức thì.
+ Phosphatase acid: Enzym này có pH opt = 4,7 và là enzym bền nhiệt nhất trong
sữa. Để vô hoạt hoá hoàn toàn ta cần gia nhiệt sữa đến 96 0C trong 5 phút, bị vô hoạt
bởi NaF.
Catalase: Enzym này luôn có trong sữa do tuyến vú tiết ra, nó xúc tác phản ứng
phân huỷ H2O2 thành nước và oxy tự do. Sữa nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính
catalase rất cao, có pHopt = 6,8 - 7. Catalase bị vô hoạt ở 75 oC trong thời gian một phút,
65 – 68oC sau 30 phút.
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 10


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

Lysozym: Bền về nhiệt, Lysozym có pH tối thích là 7,9; hàm lượng trung bình
130µg/l.
2.1.1.4. Chất béo
Chất béo của sữa có hai loại:

•

Chất béo đơn giản (glycerit và sterit): có hàm lượng 35 ÷ 45g/l gồm acid béo
no và không no (acid oleic, acid palmitic, acid stearic). [04, tr. 7]

•

Chất béo phức tạp: thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử. Tên gọi chung
là phosphoaminolipit, đại diện là lexitin và xephalin. [04]
Về cấu trúc, chất béo trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình
cầu (cầu mỡ) hoặc hình ovan với đường kính từ 0,1-20 µm tùy thuộc vào giống bò sản
sinh ra sữa. Mỗi thể cầu mỡ được bao bọc bằng một màng mỏng lipo-protein tích điện
âm. Màng này rất bền, có tác dụng bảo vệ, giữ cho các cầu mỡ không bị phá hủy bởi
các enzyme có trong sữa. Trong 1ml sữa có khoảng 10-15 tỷ hạt cầu mỡ. Các cầu mỡ
là thành phần nhẹ nhất trong sữa (tỷ trong 0,925 g/cm 3) và chúng có xu hướng nổi lên
trên bề mặt sữa.

Hình 2.3. Sự phân bố của các cầu mỡ trong sữa.[23]
Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glycerit, photpholipit và protein. Nếu ta
không đồng hoá sữa tươi, trong thời gian bảo quản các hạt cầu béo có xu hướng kết
hợp lại với nhau thành chùm nhờ một proẻin kém bền là euglobin. Do tỷ trọng của các
hạt béo nhỏ hơn nước nên chúc sẽ nổi lên bề mặt sữa và tạo nên váng sữa. Khi đó, sữa
tồn tại hai pha lỏng riêng biệt: pha trên cùng với thành phần chủ yếu là lipit; pha dưới
có tỷ trọng lớn hơn gồm nước và một số chất hoà tan trong sữa [01].
2.1.1.5. Khoáng
Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10g/l. Các muối trong sữa dạng
hoà tan hoặc dung dịch keo dễ bị phá vỡ bởi nhiệt độ và pH, các muối khoáng trong
sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hoá.

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 11


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

Chiếm hàm lượng cao nhất là Ca, P, Mg, K, các nguyên tố này tồn tại dưới dạng
muối hòa tan trong sữa hay tham gia trong cấu trúc micele
Các nguyên tố khác như: K, Na, Cl… đóng vai trò chất điện ly. Ngoài ra trong
một số trường hợp người ta còn phát hiện một số kim loại độc trong sữa như chì, asen,
vì vậy để đảm bảo được chất lượng sữa tốt nhất ngoài việc kiểm tra chất lượng ta nên
chủ động xây dựng một trang trại nuôi bò riêng.
2.1.1.6. Vitamin [01]
Sữa là thức ăn có chứa rất nhiều loại vitamin cần thiết cho cơ thể, nhưng hàm
lượng các vitamin không cao lắm. Gồm hai loại là vitamin hoà tan trong nước (vitamin
nhóm B, C) và vitamin hoà tan trong chất béo (A, D, E).
Nếu xử lý nhiệt thời gian ngắn và không có không khí xâm nhập vào thì nhiệt độ
nhỏ hơn hoặc bằng 100oC không làm giảm lượng đáng kể các vitamin, trừ vitamin C là
rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nhiệt độ cao hơn 100oC làm phá huỷ một phần hoặc hầu hết
các loại vitamin.
2.1.1.7. Hormone
Hormone trong sữa bò chia làm 3 loại: hormone steoride, proteohormone,
hormone peptide.
Hormone giữ một vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng của động vật và
do các tuyến nội tiết tiết ra.
2.1.1.8. Các hợp chất khác [01]
Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO 2, O2 và N2. Tổng hàm lượng

của chúng chiếm 5-6% thể tích sữa hay khoảng 70ml/lit trong đó 50-70% là CO2 , 5 –
10% là oxy và 20 – 30% là nitơ. Các chất khí trong sữa thường tồn tại ở ba dạng: dạng
hoà tan, dạng liên kết, dạng phân tán. Trong các loại khí này thì chỉ có oxy là ảnh
hưởng xấu vì nó có thể là nguyên nhân phát triển của các quá trình oxy hoá.
2.1.1.9. Hệ vi sinh trong sữa
Gồm vi khuẩn, nấm men, nấm mốc.
+ Vi khuẩn: hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, kích thước của nó không
vượt quá vài micromet. Vi khuẩn quan trọng nhất trong sữa là vi khuẩn lactic, người ta
sử dụng nó lactic để thực hiện một số chuyển hóa cần thiết trong công nghệ lên men
các sản phẩm từ sữa như yaourt, kefir, phô mai, bơ. Vi khuẩn lactic được chia thành
hai nhóm:

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 12


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

-

Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của nó chiếm tỉ

-

lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác.
Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phảm được tạo thành từ quá trình chuyển hóa đường

-

gồm acid lactic, acid acetic, ethanol, khí CO 2… Hàm lượng acid lactic thu được không
cao hơn nhiều so với các sản phẩm còn lại.
− Hai 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
Streptococcus cremoris và Streptococcus lactic: Là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên
[05].
+ Nấm men: Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9µm. Một số
nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Chúng phát triển
trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hóa học trong quá trình bảo quản
sữa.
+ Nấm mốc: Chủ yếu là Mucor và Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên
những biến động xấu đến quá trình sản xuất phomat dạng nhão. Ngoài ra còn có:
Penicilium, Aspergillus.

2.1.2.Một số tính chất vật lý của sữa [01, tr. 12]
Sữa là một chất lỏng đục: Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số
chất khoáng trong sữa tạo nên.
Màu sắc của sữa: Sữa thường có màu trắng đến vàng nhạt, phụ thuốc chủ yếu
vào hàm lượng β-caroten có trong chất béo của sữa. Sữa gầy thường trong hơn và ngả
màu xanh nhạt. Sữa bò có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ.
Độ chua: Trong công nghiệp thực phẩm, độ chua sản phẩm được xác định bằng
phương pháp chuẩn độ. Hiện nay trên thế giới, độ chua của sữa được xác định bằng độ
Soxhlet Henkel (oSH), độ Thorner (oTh) hoặc độ Dornic (oD).

•

o

SH: là số ml dung dịch NaOH N/4 cần thiết để chuẩn độ 100ml sữa có bổ sung vài

giọt phenolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây.
•

o

Th: là số ml dung dịch NaOH N/10 cần thiết để chuẩn độ hỗn hợp 100ml sữa và

200ml nước cất có bổ sung vài giọt phenolphtalein đến khi xuất hiện màu hồng bền
trong 20 giây.
•

o

D: là số ml dung dịch NaOH N/9 cần thiết để chuẩn độ 100ml sữa có bổ sung vài giọt

phenolphtalein cho đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 20 giây.
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 13


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo

năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

Giá trị pH của sữa: Thường được xác định ở 20oC. Sữa tươi có giá trị pH trung
bình là 6,6. Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển
hóa đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa.
Tỷ trọng sữa: do hàm lượng các chất khô trong sữa quyết định. Các chất béo có
tỷ trọng nhỏ hơn 1g/cm3. Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng của sữa
sẽ càng thấp. Tỷ trọng của sữa thường được đo ở 15,5oC theo công thức

d =

100
F
SNF
+
+W
,
0,93 1,608

(g/cm3)

Trong đó
F: là hàm lượng chất béo trong sữa, (% khối lượng)
SNF: là hàm lượng các chất khô không béo trong sữa, (% khối lượng)
W: hàm lượng nước trong sữa, W = 100 - F - SNF , (% khối lượng)
Điểm đông đặc của sữa: thường dao động trong khoảng -0,54 ÷ -0,59oC

2.1.3.Các quá trình biến đổi của sữa
2.1.3.1. Do bổ sung các chất từ bên ngoài
- Sữa đựng lâu trong thiết bị kim loại gỉ.

- Các loại thuốc kháng sinh có trong thức ăn của bò.
- Chất tẩy rửa chuồng trại.
2.1.3.2. Các biến đổi về sinh học
Nguyên nhân là do các vi sinh vật tổng hợp, phân giải, sử dụng chất dinh dưỡng
có trong sữa theo hai con đường đồng hóa và dị hóa, các biến đổi này do vi khuẩn,
nấm men, nấm sợi gây nên. Những biến đổi sinh học làm cho sản phẩm tích tụ các
chất không mong muốn, làm thay đổi cấu trúc hóa lý của sữa.
2.1.3.3. Các biến đổi về hóa học và sinh hóa
- Do các phản ứng hóa học xảy ra giữa các chất có trong sữa.
- Do xuất hiện và kết tụ các enzym, các enzym do vi sinh vật trong sữa tiết ra, vì
thế làm tăng các quá trình sinh hóa trong sữa.
2.1.3.4. Các biến đổi về vật lý và hóa lý
- Thay đổi độ nhớt, tỷ trọng, độ khúc xạ,… tuy nhiên rất ít.
- Thay đổi hệ nhũ tương
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 14


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

- Thay đổi cấu trúc các micelle.

2.1.4.Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sữa tươi
Sữa được lấy từ những con bò khoẻ mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh.
Sữa có mùi vị tự nhiên, không có mùi vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất tẩy
rửa.

Sữa có thành phần tự nhiên.
Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến 4÷60C sau khi vắt.
a)

Chỉ tiêu cảm quan

Màu sắc: sữa có màu đặc trưng từ trắng đục đến nhạt.
Mùi vị: mùi vị thơm ngon, không có mùi vị lạ.
Trạng thái: đồng nhất, không phân lớp.
b)

Chỉ tiêu vi sinh vật

Tổng số tạp trùng không được quá 50000 khuẩn lạc trong 1ml sữa.
Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc trong 1ml sữa.
Không được có vi trùng gây bệnh.
c)

Chỉ tiêu hoá lí

Tổng hàm lượng chất khô tính bằng % không nhỏ hơn 11,5% khối lượng.
Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 2,8%.
Tổng trọng lượng đo bằng lactometer không nhỏ hơn 1,029.
Hàm lượng axit (tính theo axit lactic) không nhỏ hơn 0,2%.
Ngoài yêu cầu cơ bản về những chỉ tiêu trên, người ta thường quan tâm đến
thành phần serum – protein trong sữa tươi. Hàm lượng của chúng dao động 0,1÷0,4
g/l, đây là protein kém bền nhiệt. Một số phân tử dễ bị đông tụ khi xử lý ở nhiệt độ
cao. Do đó để sản xuất sữa tươi tiệt trùng yêu cầu sữa nguyên liệu có hàm lượng serum
– protein không được vượt quá 0,4 g/l [07].
2.2.

Các nguyên liệu khác

2.2.1.Nguyên liệu cream [01, tr. 270]
Cream là nguyên liệu chính để sản xuất bơ. Cream dùng để sản xuất bơ có thể
thu nhận từ ly tâm sữa tươi hoặc thu mua từ nhà máy chế biến sữa khác. Yêu cầu của
nguyên liệu cream:
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 15


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

- Chỉ số iod: 28÷42
- Hàm lượng chất béo: 35÷40%
- Cream không có mùi lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa
- Không chứa các chất kháng sinh và không nhiễm các chất tẩy rửa công nghiệp.
- Hàm lượng vi sinh vật trong cream càng thấp càng tốt.
- Độ chua: <15oD

2.2.2.Giống vi sinh vật
Men giống: Giống sử dụng trong quá trính lên men bơ là Leuconostoc
citrovorum và Streptococcus diacetylactis được hoạt hóa trên môi trường sữa gầy.
a/ Streptococcus diacetylactis
Là liên cầu khuẩn tạo hương đáng kể những acid bay hơi và các chất thơm (este,
diacetyl). Streptococcus diacetylactis tạo thành acid lacic nhiều hơn cả trong nhóm vi

khuẩn sinh hương. Đặc điểm của các liên cầu khuẩn thường đứng riêng lẻ hoặc xếp
hàng đôi hay xếp thành chuỗi dài ngắn khác nhau.
Phát triển ở nhiệt độ 300C – 350C, tốt nhất là ở 350C
b/ Leuconostoc citrovorum
Là các vi khuẩn có dạng hình cầu. Trong môi trường acid chúng nhỏ dài và nhọn
ra. Lên men đường tạo chất thơm. Phát triển ở nhiệt độ 300C – 350C.

2.2.3.Chất phụ gia
Chất ổn định bổ sung vào nhằm tạo trạng thái bền vững, tăng giá trị cảm quan
của sản phẩm. Chất phụ gia đưa vào phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:
- Không mang tính chất dinh dưỡng, không độc hại đối với sức khỏe con người.
- Phải tuân theo những quy định của tổ chức y tế thế giới và Việt Nam.
- Trước khi sử dụng cần kiểm tra kỹ.

2.2.4.Nước
Nước có một vai trò quan trọng trong quá trình trong quá trình sản xuất sữa và
các sản phẩm từ sữa. Nước trước khi đưa vào sử dụng trong các công đoạn như rửa hạt
bơ đều phải qua hệ thống xử lý của nhà máy.

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 16


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

2.2.5.Đường

Đây là đường trắng tinh luyện, được sản xuất từ cây mía, đường thô hoặc các loại
nguyên liệu khác. Mục đích sử dụng đường ở đây là bổ sung vào sữa, tăng độ ngọt đáp
ứng thị hiếu người tiêu dùng.
+ Hàm lượng saccarose thấp nhất 99,8%, độ ẩm lớn nhất 0,04%.
+ Màu trắng sáng, không có màu lạ, vị ngọt, không chua hoặc có vị lạ khác.
+ Mùi: không hôi, mốc, không có mùi lạ.
+ Bảo quản trong kho mát sạch, khô ráo tránh ánh sáng.
2.3.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ các sản phẩm sữa ở Việt Nam và thế giới

2.3.1.Ở Việt Nam
Tình hình sản xuất: [19]
Nắm bắt được tiềm năng tăng trưởng của thị trường, ngày càng có nhiều doanh
nghiệp tham gia chế biến sữa ở Việt Nam. Đặc biệt, đa phần các doanh nghiệp tập
trung phát triển về nguồn nguyên liệu.
- Công ty Cổ phần Sữa TH hiện đang hình thành đàn bò sữa được chăn nuôi bài
bản với quy mô hàng đầu Việt Nam tại tỉnh Nghệ An. Điều này giúp công ty chủ động
nguồn nguyên liệu, tăng trưởng doanh thu nhanh và thị phần ngày càng lớn trên thị
trường sữa.
- Đầu tháng 5/2015, Vinamilk – doanh nghiệp đầu ngành sữa Việt Nam đã đầu tư
1600 tỷ đồng xây Tổ hợp các trang trại chăn nuôi bò sữa công nghệ cao tại Thanh Hóa
để tạo nguồn nguyên liệu chế biến sữa, chủ động mở rộng hoạt động sản xuất.
- Nguồn cung nguyên liệu sữa tươi chính cho Nutifood từ đàn bò sữa của tập
đoàn Hoàng Anh Gia Lai.
Sức hấp dẫn của thị trường sữa Việt Nam không chỉ hấp dẫn các doanh nghiệp
nội địa mở rộng sản xuất mà còn thu hút nhiều nhà đầu tư nước ngoài bỏ vốn vào
ngành như: doanh nghiệp sữa Friesland Campina Việt Nam (nhãn hiệu sữa Cô gái Hà
Lan) đang xúc tiếp phát triển nguồn nguyên liệu ở tỉnh Hà Nam, Quỹ đầu tư
Vinacapital Vietnam opportunity fund (VOF) và Daiwai DP Partners (Nhật Bản) đã rót

45 triệu USD vào Công ty cổ phần Sữa quốc tế (DIP – nhãn hiệu sữa Ba Vì).
Tình hình tiêu thụ:
Hãng Nghiên cứu thị trường Euromonitor International cho biết, trong năm 2014
doanh thu ngành sữa Việt Nam dạt 75.000 tỷ đồng, tăng 20% so với năm 2013 và dự
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 17


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

báo sẽ tăng lên mức 92.000 tỷ đồng trong năm 2015, tăng 23 % so với năm 2014.
Trong đó tăng trưởng doanh thu ngành sữa chủ yếu đến từ mảng sữa bột và sữa nước
các sản phẩm của 2 mảng này chiếm 74% tổng giá trị thị trường. Tuy nhiên điều đáng
lưu tâm là năng lực sản xuất sữa trong nước được dự báo sẽ không theo kịp nhu cầu
tiêu thụ, đặc biệt là trong lĩnh vực sản xuất sữa tươi.

2.3.2.Thế giới
Các sản phẩm từ sữa là những thực phẩm quan trọng cung cấp các dưỡng chất
thiết yếu cho sự phát triển của con người. Các sản phẩm từ sữa có nguồn gốc từ hoạt
động chăn nuôi và mang tính toàn cầu: Hoạt động chăn nuôi và thu thập sữa diễn ra ở
hầu hết các quốc gia trên thế giới và có tới 1 triệu người tham gia vào hoạt động sản
xuất sữa. Ngành sữa đóng vai trò quan trọng trong trong hệ thống thực phẩm toàn cầu
và cả trong sự phát triển bền vững của các khu vực nông thôn. Tuy nhiên, ngành sữa
thế giới chủ yếu tập trung vào ở các nước phát triển như Mỹ, New Zealand, Úc… và
các sản phẩm thường được xuất khẩu sang các nước đang phát triển. Ngoài ra ngành
sữa còn đang trong tình trạng thiếu cung. Động lực thúc đẩy sự phát triển của ngành

sữa đến từ Trung Quốc và Châu Âu (tốc độ phát triển lên tới 20%/ năm). Sản lượng
đàn bò có quy mô lớn tập trung ở Nam Mỹ với 10 triệu con, Châu Âu 23 triệu con,
Trung Quốc 14 triệu con và Úc, Nezaland là 6 triệu con.
Tình hình tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa:
- Sữa tươi: Có khoảng 30% sữa nguyên liệu được sản xuất thành sữa nước, phần còn lại
được hình thành ở những dạng khác như bơ, pho mai, kem, sữa chua, sữa bột. Tiêu
thụ sữa bình quân từ 2008 ở các nước phát triển là 100 kg/ người và các nước đang
phát triển là 60 kg/người. Đến năm 2016 sản lượng tiêu thụ ở các nước đang phát triển
là 75 kg/người, rút ngắn khoảng cách tiêu thụ sữa giữa 2 nhóm nước phát triển và
đang phát triển.
- Bơ: Tình hình sản xuất từ năm 2008 là khoảng 9 triệu tấn và đến năm 2015 là khoảng
11 triệu tấn. Bơ chủ yếu được tiêu thụ ở các nước Ấn Độ, châu Âu, Mỹ, các nước
khác,…[22]
2.4.

Giới thiệu sản phẩm

2.4.1.Sữa tiệt trùng
Việc uống sữa hàng ngày có thể giúp xây dựng một hệ xương, răng chắc khỏe.
Sữa cũng giúp bổ sung nhiều vitamin và khoáng chất có lợi cho sự phát triển của cơ
thể. Ngoài ra còn có một số lợi ích khác:
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 18


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

- Có chất kháng sinh có thể tiêu diệt nhiều vi khuẩn gây bệnh.
- Làm giảm cholesterol có hại, tăng cholesterol có lợi, làm tăng tính miễn dịch,
giảm bớt các triệu chứng dị ứng mũi, ngăn chặn sự phát triển tế bào ung thư.
- Có tác dụng làm dịu thần kinh, dễ ngủ.

Hình 2.4 Sản phẩm sữa tiệt trùng tách béo.[24]

2.4.2.Bơ lên men [05, tr. 176]
Bơ là sản phẩm từ mỡ sữa có nhiệt năng lớn (7.800 cal/kg), độ tiêu hóa là 97%
và giàu các loại vitamin A, E, B1, B2, C…. Hàm lượng chất béo trong bơ rất cao và
chiếm trung bình 80% khối lượng sản phẩm. Có thể dùng bơ làm thức ăn trực tiếp
hoặc làm thực phẩm trung gian để chế biến các loại thức ăn khác.
Phân loại dựa vào quy trình sản xuất bơ được chia làm 2 loại:
+ Bơ chua hay bơ lên men: trong quy trình sản xuất có quá trình lên men lactic
được thực hiện nhờ nhóm vi khuẩn lactic.
+ Bơ ngọt hay bơ không lên men: trong quy trình sản xuất không có quá trình lên
men lactic được thực hiện nhờ nhóm vi khuẩn lactic.
Phân loại dựa vào hàm lượng muối có trong sản phẩm:
+ Bơ không chứa muối: hàm lượng NaCl trong sản phẩm không lớn hơn 0,2%
+ Bơ với hàm lượng muối thấp: hàm lượng muối 0,2 – 1%
+ Bơ có hàm lượng muối cao: hàm lượng muối 2%

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 19

Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

Hình 2.5. Bơ lên men.[25]

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 20


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

CHƯƠNG 3.
3.1.

CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Dây chuyền công nghệ

Sữa tươi
Kiểm tra, lọc
Cân định lượng
Gia nhiệt 65 – 68oC
Bài khí 60 – 65oC
Ly tâm

Cream

W = 60 %
Kiểm tra

Cream 40%

Sữa sau ly tâm

VK lactic

Đường
Phối trộn

Chất ổn định

Hoạt hóa
Thanh trùng, 90-95 oC, 15-20s. Làm nguội 40 oC

Đồng hóa 55 – 80oC, 200 – 250 bar
Lên men và xử lý nhiệt lạnh
Tiệt trùng UHT

137 – 140oC, 2-3s

Đánh cream
W = 60 %
Kiểm tra chất lượng sản phẩm

Tách sữa bơ
W = 32 %
Rửa hạt bơ

Nước
Sữa bơ

W = 32 %

Rót vô trùng

Ly tâm tách sữa bơ
W = 15%
Bao gói
Bảo quản

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

Bao bì vô trùng
Bơ lên men

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Bảo quản
Sữa tiệt trùng tách béo

Trang 21


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

Hình 3.1. Dây chuyền công nghệ sản xuất bơ lên men và sữa tươi tiệt trùng tách 1/2

chất béo từ sữa tươi và cream.
3.2.

Thuyết minh dây chuyền công nghệ

3.2.1.Thuyết minh cho dây chuyền chung
3.2.1.1. Sữa tươi [01]
Sữa tươi là nguyên liệu chính cho việc sản xuất sữa và các sản phẩm từ sữa nên
chất lượng sữa tươi ban đầu rất quan trọng, sẽ quyết định đến chất lượng của sản
phẩm. Sữa tươi trước khi được đưa vào sản xuất phải qua các công đoạn kiểm tra
nguyên liệu vào như các chỉ tiêu cảm quan, hóa lí, chỉ tiêu vi sinh vật.
Hai chỉ tiêu hoá lý quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo và hàm
lượng chất khô không béo. Lượng chất béo trong sữa sẽ được hiệu chỉnh nhờ quá trình
chuẩn hoá để phù hợp theo yêu cầu của sản phẩm.
3.2.1.2. Lọc, kiểm tra
Mục đích: Nhằm loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ còn lẫn trong sữa để đảm
bảo độ sạch và các yêu cầu của sữa trước khi đưa vào sản xuất
Tiến hành: Tiến hành kiểm tra bằng cách lấy mẫu và xác định các chỉ tiêu cảm
quan, chỉ tiêu hóa lý và chỉ tiêu vi sinh vật của sữa tươi. So sánh các kết quả kiểm tra
với các yêu cầu của nguyên liệu sữa tươi.
Tiến hành lọc bằng thiết bị lọc thủy tĩnh GEA KA 70 - 76 (Ý). Sữa có độ nhớt
cao nên trước khi lọc cần đun ở nhiệt độ 30 – 40oC.
Quá trình lọc được tiến hành qua hai giai đoạn:
- Lọc thô: nhằm loại bỏ các tạp chất lớn.
- Lọc tinh: nhằm loại bỏ hoàn toàn tất cả tạp chất có trong sữa.
3.2.1.3. Cân định lượng
Mục đích: Cân đúng thể tích sữa cần đưa vào sản xuất nhằm đảm bảo đúng năng
suất làm việc của thiết bị.
Tiến hành: Tiến hành trên cân định lượng loại GHJ – 15 năng suất 6000 l/h để
cân đúng lượng sữa cần sử dụng cho quá trình sản xuất. Sau khi cân, nguyên liệu được

đưa vào thùng chứa để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo.
3.2.1.4. Gia nhiệt [01]
Mục đích: Làm tăng hiệu quả cho quá trình bài khí tiếp theo. Làm giảm độ nhớt
tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ly tâm.
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 22


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

Tiến hành: Quá trình gia nhiệt được tiến trong thiết bị gia nhiệt dạng tấm OTTA5. Sữa sau khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt có nhiệt độ 60 ÷ 68oC.
3.2.1.5. Bài khí [01, tr. 115]
Mục đích: Loại bỏ tối đa hàm lượng chất khí hòa tan có trong sữa, tạo điều kiện
Làmđồng
nguôhóa và thanh trùng sau này. Loại bỏ các hợp chất bay hơi có mùi
cho quá trình
Làm nguô
khó chịu trong sữa và nâng cao chất lượng của sản phẩm sữa.
Tiến Làm
hành:nguô
Quá trình bài khí được tiến hành trong thiết bị bài khí chân không loại
DART-10, làm việc ở nhiệt độ 60 – 65oC, với độ chân không 584 mmHg.
3.2.1.6.
tâm [01, tr. 55]
LàmLynguô
Mục đích: Tách sữa nguyên liệu ra làm 2 phần là sữa gầy và cream.

Tiến hành: Quá trình ly tâm được thực hiện bằng thiết bị ly tâm dạng đĩa loại
Tetra CetriLàm
AMF.
Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa sẽ được phân chia thành 2 phần:
nguô
phần sữa gầy và phần cream.
ThiếtLàm
bị hoạt
nguôđộng theo phương pháp liên tục, sau khi sữa được nạp vào máy ly
tâm sẽ theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào các khoảng không gian hẹp giữa các đĩa ly
tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa sẽ được phân chia thành 2 phần: Phần cream có
khối lượng thấp, nhẹ hơn nên sẽ chuyển động về phía trục quay và tập trung xung
quanh trục giữa. Sữa gầy nặng hơn nên có xu hướng tiến về phía ngoại vi. Để thu được
sữa có hàm lượng chất béo theo yêu cầu người ta điều chỉnh khe van. Cuối cùng sữa
và cream sẽ theo những đường khác nhau thoát ra ngoài. Sữa sau ly tâm thu được dùng
để sản xuất sữa tiệt trùng, cream thu được dùng để sản xuất bơ lên men.

3.2.2.Thuyết minh cho quy trình sản xuất sữa tiệt trùng
3.2.2.1. Sữa tách 1/2 chất béo:
Dòng sữa sau ly tâm tách cream ở trên sẽ được sử dụng tiếp theo cho quy trình
sản xuất sữa tiệt trùng.
3.2.2.2. Phối trộn
Mục đích: Bổ sung đường 99,8% và chất ổn định, để đáp ứng yêu cầu về độ ngọt
và độ đồng đều của sản phẩm sữa sau này. Bổ sung chất ổn định vào sữa nguyên liệu:
gelatin, pectin, agar-agar, nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa khi lưu hành trên thị
trường.
Tiến hành: Công việc phối trộn được thực hiện trong thiết bị phối trộn Tetra
Almix - 10 và hoạt động liên tục nhằm tăng sự hòa tan các chất với nhau.
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 23


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

3.2.2.3. Đồng hóa [01, tr. 224]
Mục đích: Phá vỡ cấu trúc gel của khối đông, giảm độ nhớt, tăng tính ổn định, độ
đồng nhất cho sản phẩm. Ngoài việc trộn thật đồng đều chất ổn định và đường
saccharose 99,8%, đồng hóa sau quá trình lên men giúp làm giảm kích thước hạt béo,
phân bố đều chúng trong sản phẩm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bảo quản sản
phẩm.
Tiến hành: Sữa được bơm qua máy đồng hóa loại Tetra Alex - 2 nhờ bơm li tâm.
Áp suất trong máy đồng hóa cần đạt được trong công đoạn này là 200 ÷ 250 bar, nhiệt
độ sữa từ 65 ÷ 70oC.
3.2.2.4. Tiệt trùng UHT [01, tr. 229]
Mục đích: Tiêu diệt toàn bộ hệ vi sinh vật có trong sản phẩm, nhằm kéo dài thời
gian sử dụng cho sản phẩm.
Tiến hành: Sản phẩm sữa sau khi qua đồng hóa sẽ đi vào thiết bị tiệt trùng theo
phương pháp gia nhiệt gián tiếp trên thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng loại Alpha
Laval. Chế độ tiệt trùng là 137 ÷ 140 oC trong thời gian 2 ÷ 3 giây. Sau đó, sản phẩm
được làm nguội rồi đi vào thiết bị rót vô trùng.
3.2.2.5. Rót sản phẩm
Mục đích: Cách ly sản phẩm với môi trường bên ngoài nhằm kéo dài thời gian sử
dụng sản phẩm. Đảm bảo thuận tiện khi bao gói và vận chuyển. Tạo kiểu dáng thích
hợp cho người tiêu dùng.
Tiến hành: Quá trình rót hộp được thực hiện trên máy rót hộp và bao gói tự động
Tetrapak. Bao bì sử dụng là bao bì giấy phải đảm bảo vô trùng.

Yêu cầu: Đây là công đoạn tạo ra sữa thành phẩm nên việc tránh lây nhiễm vi
sinh là cực kỳ quan trọng, vì vậy trong quá trình rót phải hết sức nghiêm ngặt việc lây
nhiểm vi sinh. Khi rót máy định lượng thể tích phải chuẩn, không bị trào sữa ra. Các
mối ghép của hộp chứa sữa phải tuyệt đối kín.
3.2.2.6. Bảo quản [01, tr. 229]
Bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ phòng. Thời gian bảo quản từ 3 ÷ 6 tháng.

SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 24


Đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi và cream với hai mặt hàng: sữa tiệt trùng tách ½ chất béo
năng suất 27000 tấn nguyên liệu/năm và bơ lên men năng suất 10 tấn nguyên liệu/ca.

3.2.3.Thuyết minh cho dây chuyền bơ lên men
3.2.3.1. Cream [01, tr.270]
Nguyên liệu để sản xuất bơ lên men là cream - sản phẩm sau quá trình ly tâm
chất béo và cream bổ sung vào. Cream quyết định đến chất lượng của sản phẩm bơ lên
men nên cần phải kiểm tra trước khi đưa vào sản xuất.
Bổ sung lượng cream từ bên ngoài đã kiểm tra chất lượng nếu lượng cream thu
được sau ly tâm không đủ để sản xuất.
3.2.3.2. Kiểm tra [01, tr.270]
Cream trước khi đưa vào sản xuất thì phải được kiểm tra để đảm bảo các chỉ tiêu
về cảm quan, chỉ số iod, vi sinh và mùi vị…Không được có mùi vị lạ, đặc biệt là mùi
ôi do chất béo bị oxy hóa.
3.2.3.3. Thanh trùng và làm nguội [01, tr. 273]
Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật và ức chế hoạt tính các enzyme có trong cream.

Tiến hành: Quá trình thanh trùng được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng
bảng mỏng loại OTTA - 5, ở nhiệt độ 90 ÷ 95 oC, trong thời gian 15 ÷ 20s, sau đó làm
lạnh nhanh xuống 400C
3.2.3.4. Lên men và xử lý nhiệt lạnh
Men giống: Giống sử dụng trong quá trính lên men bơ là Leuconostoc
citrovorum và Streptococcus diacetylactis được hoạt hóa trên môi trường sữa gầy.
Trong quá trình lên men, ngoài tạo axit lactic chúng còn sinh tổng hợp các chất dễ bay
hơi như diaxetyl, andehyt axetic, axeton,…làm cho bơ có hương vị đặc trưng.
Chuẩn bị men giống: Men giống được hoạt hóa trên môi trường sữa gầy. Trước
khi nhân giống, sữa gầy được thanh trùng ở 90 – 95 0 C trong thời gian 15 – 30 phút,
sử dụng phương pháp nhân giống nhiều cấp. Quá trình nhân giống được thực hiện ở
200 C. Thời gian nhân giống cho mỗi cấp từ 7 ÷ 10 giờ. Canh trường vi sinh vật thu
được có độ chua 18 ÷ 20 0 SH, số tế bào vi khuẩn lên đến 109 tế bào/ml
Môi trường: Thường sử dụng sữa gầy đạt tiêu chuẩn chất lượng, không bị nhiễm
khuẩn và trước khi thực hiện hoạt hóa thì phải được thanh trùng để loại bỏ hoàn toàn
lượng vi sinh vật có trong sữa. Quá trình hoạt hóa được thực hiện trong thiết bị hình
trụ đứng, đáy chỏm cầu, làm bằng thép không rỉ.
Lên men
- Mục đích: Lên men tạo acid lactic và các sản phẩm trao đổi chất tạo độ chua và
hương vị đặc trưng cho sản phẩm bơ.
SVTH: NGUYỄN THỊ HẠNH – 12SH

GVHD: NGUYỄN THỊ LAN

Trang 25

Hình .. Thiết bị lọc thủy tĩnh GEA –KA 70 – 76 [09].