Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền sữa tiệt trùng theo phương pháp UHT từ sữa tươi năng suất 7,6 tấn nguyên liêu ca và pho mai tươi blanc từ sữa tươi năng suất 6,8 tấn sản phẩmngày

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

XÂY DỤNG NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA TỪ
NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI GỒM 2 DÂY CHUYỀN:
-SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG THEO PHƯƠNG
PHÁP UHT TỪ SỮA TƯƠI
-SẢN XUẤT PHO MAI TƯƠI BLANC TỪ SỮA TƯƠI
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Ngọc

Đà Nẵng – Năm 2019

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Hóa,
Ngành Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho
tôi được học tập và nghiên cứu trong môi trường học tập khoa học, giúp cho tôi có kiến
thức vững vàng trước khi bước vào đời. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo
tận tình của cô giáo Mạc Thị Hà Thanh là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho tôi
trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Trong quá trình làm đồ án của mình, ngoài sự nổ lực của bản thân, tôi cũng đã
nhận được nhiều sự giúp đỡ từ bạn bè và các anh chị khóa trên, đã chia sẻ tài liệu, kiến
thức cũng như kinh nghiệm, bên cạnh đó cũng không thể thiếu sự quan tâm chỉ bảo tận
tình của các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm, đã giúp tôi có thể hoàn thành
tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của mình. Tôi xin hết lòng cảm ơn và ghi nhận những sự
giúp đỡ chân thành.
Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế, cũng như thiếu những
trải nghiệm thực tế nên đồ án tốt nghiệp của tôi không tránh khỏi những thiếu sót mong

quý thầy cô và bạn bè góp ý.
Tôi xin chân thành cám ơn.
Đà Nẵng, ngày 2 tháng 12 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Ngọc

ii


CAM ĐOAN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, tôi có tham khảo một số tài liệu liên quan đến
chuyên ngành Hóa thực phẩm nói chung, sản xuất sữa tiệt trùng và phô mai tươi nói
riêng.
Tôi xin cam đoan đề tài này là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và kết
quả phân tích trong đề tài là trung thực, khách quan, trích dẫn có chú thích rõ ràng, từ
các tài liệu, giáo trình, các website. Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn
chịu trách nhiệm về đề tài của mình.

Người cam đoan

Nguyễn Thị Ngọc

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ i
CAM ĐOAN ................................................................................................................. iii

MỤC LỤC .................................................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ..................................................................... vii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT .........................................................2
1.1. Sự cần thiết xây dựng nhà máy .............................................................................2
1.2. Điều kiện tự nhiên...................................................................................................2
1.3. Vùng nguyên liệu ....................................................................................................3
1.4 Thị trường tiêu thụ ..................................................................................................3
1.5 Nguồn cung cấp điện ...............................................................................................4
1.6 Nguồn cung cấp nước ..............................................................................................4
1.7 Nguồn cung cấp nhiên liệu ......................................................................................4
1.8 Hệ thống thoát nước ................................................................................................4
1.9 Giao thông vận tải....................................................................................................4
1.10 Khả năng cung cấp nguồn nhân lực ....................................................................4
1.10 Kết luận ..................................................................................................................5
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ............................6
2.1 Tổng quan về nguyên liệu .......................................................................................6
2.1.1 Giới thiệu về nguyên liệu chính sữa tươi ............................................................6
2.1.2 Nguyên liệu phụ ..................................................................................................14
2.2 Tổng quan về sản phẩm ........................................................................................18
2.2.1 Tổng quan về sản phẩm sữa tiệt trùng .............................................................18
2.2.2 Tổng quan về phomai tươi....................................................................................21
2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam và trên thế giới ..............................24
2.3.1 Ở Việt Nam ...........................................................................................................24
2.3.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới ..................................................26
Chương 3: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ .....................................28
3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ .................................................................................28
3.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ ..........................................................28
3.2.1 Thuyết minh các công đoạn chung của 2 dây chuyền sản xuất ............................29
3.2.2 Thuyết minh quy trình phomai tươi .....................................................................31

3.2.3 Thuyết minh quy trình sữa tươi tiệt trùng ............................................................33
Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ............................................................35
iv


4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ..........................................................................35
4.1.2 Phân tích kế hoạch sản xuất..................................................................................35
4.2 Tính cân bằng vật chất ..........................................................................................36
4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng ...........................36
4.2.2. Tính toán cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất phô mai tươi ...................39
4.2.3 Tỉ trọng của sữa trước khi vào mỗi công đoạn .....................................................44
4.2.4 Tính số hộp, số thùng dùng trong sản xuất...........................................................45
4.3 Bảng tổng kết cân bằng vật chất ..........................................................................47
Chương 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ ......................................................49
5.1. Các thiết bị cần sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất ..............................49
5.2. Cách chọn thiết bị và tính toán ...........................................................................50
5.2.1 Cách chọn thiết bị .................................................................................................50
5.2.2 Tính toán thiết bị ..................................................................................................50
5.2.3 Tính các thùng cho cả 2 dây chuyền ....................................................................50
5.2.4 Tính các thiết bị cho công đoạn chung .................................................................53
5.2.5 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô mai tươi blance ........................................56
5.2.6 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng ...................................................61
5.3 Tổng kết thiết bị .....................................................................................................66
Chương 6: CÂN BẰNG NHIỆT - HƠI - NƯỚC ......................................................68
6.1 Dây chuyền sản xuất chung ..................................................................................68
6.1.1 Cân bằng nhiệt của thiết bị gia nhiệt ....................................................................68
6.2 Cân bằng nhiệt cho dây chuyền phomai..............................................................69
6.2.1 Cân bằng nhiệt cho thiết bị thanh trùng, làm nguội .............................................69
6.2.2 Nồi hâm cream .....................................................................................................71
6.3 Tính cân bằng nhiệt cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng ............................72

6.3.1 Cân bằng nhiệt của thiết bị tiệt trùng UHT ..........................................................72
6.4 Tính hơi và nhiên liệu............................................................................................74
6.4.1 Tính chi phí hơi ....................................................................................................74
6.4.2 Tính nhiên liệu ......................................................................................................75
6.5 Tính cấp – thoát nước ...........................................................................................76
Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC NHÂN SỰ - XÂY DỰNG .........................................79
7.1 Sơ đồ tổ chức ..........................................................................................................79
7.2 Chế độ làm việc ......................................................................................................79
7.3 Tính nhân lực .........................................................................................................79
7.4 Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy ..................................................................81
7.5 Các công trình xây dựng .......................................................................................81
v


7.5.1 Phân xưởng sản xuất chính ...................................................................................81
7.5.2 Khu tiếp nhận, xử lý nguyên liệu .........................................................................82
7.5.3 Kho thành phẩm ...................................................................................................86
7.5.4 Gara ô tô ...............................................................................................................87
7.5.5 Nhà để xe ..............................................................................................................87
7.5.6 Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa ................................................................................88
7.5.7 Nhà ăn ...................................................................................................................88
7.5.8 Khu hành chính .....................................................................................................88
7.5.9 Phòng bảo vệ ........................................................................................................88
7.5.10 Nhà sinh hoạt vệ sinh .........................................................................................88
7.5.11 Khu xử lý nước thải ............................................................................................90
7.5.12 Trạm biến áp .......................................................................................................90
7.5.13 Nhà đặt máy phát điện dự phòng ........................................................................90
7.5.14 Bãi nhập hàng, xuất hàng ...................................................................................91
7.5.15 Khu cung cấp nước và xử lý nước ......................................................................91
7.5.16 Đài nước .............................................................................................................91

7.5.17 Phân xưởng nồi hơi ............................................................................................91
7.5.18 Kho chứa nhiên liệu............................................................................................92
7.5.19 Kho chứa hóa chất ..............................................................................................92
7.5.20 Phân xưởng cơ khí ..............................................................................................92
7.5.21 Khu lạnh trung tâm .............................................................................................92
7.5.22 Khu đất mở rộng .................................................................................................93
7.5.23 Đường giao thông trong nhà máy .......................................................................93
7.6 Tính khu đất xây dựng nhà máy ..........................................................................94
7.6.1 Diện tích khu đất ..................................................................................................94
7.6.2 Tính hệ số sử dụng Ksd .........................................................................................94
Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẤM .............................................96
8.1 Mục đích .................................................................................................................96
8.2 Nội dung bao gồm ..................................................................................................96
8.2.1 Kiểm tra nguyên liệu ............................................................................................96
8.2.2 Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất .................................................97
CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY ........................100
9.1 An toàn lao động ..................................................................................................100
9.2. Vệ sinh công nghiệp ............................................................................................102
KẾT LUẬN ................................................................................................................104
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................105
vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của một số loại sữa .........................................................7
Bảng 2.2 Chỉ của sữa nguyên liệu .................................................................................13
Bảng 2.3 Tiêu chuẩn đường RE ....................................................................................14
Bảng 2.4 Tiêu chuẩn về chất ổn định ............................................................................15
Bảng 2.5 Hàm lượng vi sinh vật cho phép của cream ...................................................16

Bảng 2.6 Các chỉ tiêu phân loại cream có hàm lượng chất béo từ 38-43% ..................16
Bảng 2.7 Một số chỉ tiêu chất lượng của sữa tiệt trùng có đường .................................20
Bảng 2.8 Phân loại dựa vào hàm lượng chất béo trong phomai ....................................22
Bảng 2.9 Phân loại dựa trên hàm lượng nước trong phomai.........................................22
Bảng 2.10 Chỉ tiêu hóa lí của sản phẩm phomai ...........................................................23
Bảng 2.11 Giới hạn chất nhiễm bẩn đối với phomai .....................................................23
Bảng 4.1 Biểu đồ nhập sữa nguyên liệu ........................................................................35
Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất theo ca của nhà máy ...........................................................35
Bảng 4.3 Biểu đồ sản xuất theo kế hoạch của nhà máy ................................................36
Bảng 4.4 Bảng hao hụt qua các công đoạn trong sản xuất sữa tiệt trùng ......................36
Bảng 4.5 Bảng hao hụt trong sản xuất phomai ..............................................................40
Bảng 4.6 Tỷ lệ hao hụt dây chuyền chung ....................................................................43
Bảng 4.7 Tổng kết nguyên liệu và bán thành phẩm qua từng công đoạn .....................47
Bảng 4.8 Tổng kết nguyên liệu phụ...............................................................................47
Bảng 4.9 Tổng kết bao bì ..............................................................................................47
Bảng 5.1 Các thiết bị sử dụng cho các công đoạn của toàn quy trình sản xuất ............49
Bảng 5.2 Kích thước thể tích các thùng chứa................................................................52
Bảng 5.3 Bảng tổng kết thiết bị .....................................................................................66
Bảng 6.1 Tổng kết chi phí hơi cho các thiết bị ..............................................................74
Bảng 7.1 Tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp .............................................................80
Bảng 7.2 Tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy ...........................................93
Bảng 8.1 Kiểm tra các công đoạn sản xuất ...................................................................97
vii


Bảng 8.2 Bảng kiểm tra thành phẩm .............................................................................99

Hình 2.1 Lactococcus cremoris…………………………………………………..…....17
Hình 2.2 Leuconotoc lactic............................................................................................17
Hình 2.3 Một số hình ảnh sữa tiệt trùng ........................................................................19

Hình 5.1 Thùng chứa ....................................................................................................51
Hình 5.2. Bunke chứa đường .........................................................................................53
Hình 5.3 Thiết bị lọc Tri - Clamp ..................................................................................53
Hình 5.4 Lưu lượng kế DG012......................................................................................53
Hình 5.5 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng BS-2……...................................................54
Hình 5.6 Thiết bị bài khí ZTD - 3 .................................................................................55
Hình 5.7 Thiết bị thanh trùng dạng tấm BS-1 ...............................................................56
Hình 5.8 Thùng hoạt hóa men giống .............................................................................57
Hình 5.9 Thiết bị lên men Alsafe Aseptic tank .............................................................58
Hình 5.10 Thiết bị đông tụ thế hệ mới ..........................................................................59
Hình 5.11 Thiết bị khuấy trộn Tetra Park B300-500 ....................................................60
Hình 5.12 Thiết bị bao gói phomai tự động FLB-359AC .............................................60
Hình 5.13 Bàn đóng thùng carton..................................................................................61
Hình 5.15 Thiết bị nghiền đường ..................................................................................62
Hình 5.16 Thiết bị khuấy trộn .......................................................................................62
Hình 5.17 Thiết bị đồng hóa GIB-1-25 ........................................................................63
Hình 5.18 Thiết bị tiệt trùng GS-UHT-1. ......................................................................63
Hình 5.19 Bồn chờ rót ...................................................................................................64
Hình 5.20 Thiết bị rót hộp tetrapak A3 .........................................................................64
Hình 5.21 Bơm li tâm ....................................................................................................65
Hình 5.22 Băng tải .........................................................................................................65
Hình 5.23 Thiết bị đóng thùng ......................................................................................66
Hình 7.1 Sơ đồ tổ chức .................................................................................................79
Hình 7.2 Thiết bị bài khí................................................................................................83
Hình 7.3 Thiết bị trao đổi nhiệt .....................................................................................83

viii


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai

tươi

MỞ ĐẦU

Sữa là sản phẩm tự nhiên giàu dinh dưỡng, là sự kết hợp hài hòa giữa vitamin và
khoáng chất. Những tiến bộ về khoa học thực phẩm ngày càng chứng minh giá trị đặc
biệt của sữa đối với đời sống con người.
Cơ thể con người nếu được cung cấp sữa thường xuyên sẽ rất có lợi cho sức khỏe.
Trong những năm qua, sữa và các sản phẩm từ sữa đã trở nên rất quen thuộc đối với mọi
người, mọi lứa tuổi, mọi gia đình. Sữa là thành phần không thể thiếu để cải thiện thể
trạng của người Việt Nam. Do đó, hàng năm chúng ta vẫn phải tốn một khoản kinh phí
lớn để nhập nhiều loại sữa từ nước ngoài.
Là quốc gia đông dân và mức tăng dân số cao khoảng 1,2%/năm, thị trường sữa
tại việt nam có tiềm năng lớn. Tỷ lệ tăng trưởng GDP 6-8%/năm, thu nhập bình quân
đầu người tăng 14,2%/năm, kết hợp với xu thế cải thiện sức khỏe và tầm vóc của người
Việt Nam khiến cho nhu cầu tiêu thụ xác sản phẩm sữa luôn giữ mức tăng trương cao.
Năm 2018, tổng doanh thu đạt ước 109.000 tỷ đồng, mức tăng trưởng đạt 9% so
với năm 2017. Giai đoạn 2010-2018, tốc độ tăng trưởng bình quân của tổng doanh doanh
thu ngành sữa đạt 12,7%/năm. Trong tổng doanh thu của ngành sữa nước ta, riêng
Vinamilk, doanh nghiệp lớn nhất ngành sữa đạt 52.630 tỷ đồng (số liệu chưa đầy đủ),
chiếm 48,2% [1].
Vì vậy, việc đa dạng hóa và tăng sản lượng các sản phẩm được chế biến từ sữa
nhằm đáp ứng nhu cầu của người dân là một vấn đề quan trọng đối với công nghệ chế
biến sữa. Trong đó, các sản phẩm phô mai và sữa tiệt trùng được sản xuất ngày một
phong phú hơn dưới nhiều cách trang trí bao bì khác nhau có tác dụng tích cực đến thị
hiếu người tiêu dùng
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, tôi xin đề xuất xây dụng nhà máy chế biến sữa từ
nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền:
Sản xuất sữa tiệt trùng theo phương pháp UHT từ sữa tươi
Sản xuất pho mai tươi blanc từ sữa tươi

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

1


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1. Sự cần thiết xây dựng nhà máy
Trước đây, phần lớn các sản phẩm từ sữa ở nước ta được chế biến từ nguyên liệu
sữa bột nhập khẩu từ nước ngoài do nhu cầu nguồn nguyên liệu sữa tươi sạch từ các
trang trại bò sữa chưa đủ để cung cấp cho các nhà máy chế biến sữa. Ngày nay với các
chính sách hỗ trợ từ nhà nước cùng chiến lược mở rộng đầu tư xây dựng nhiều trang trại
bò sữa của các doanh nghiệp, rất nhiều trang trại bò sữa ở nước ta được xây dựng và
phát triển mạnh mẽ đạt chuẩn về chất lượng quốc tế, đây là điều kiện đáp ứng nhu cầu
về nguồn nguyên liệu sữa tươi sạch cho các nhà máy chế biến sữa đồng thời tạo ra thu
nhập tương đối cao cho người nông dân Việt Nam.
Bên cạnh đó, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các sản phẩm không chỉ
giàu dinh dưỡng mà còn đảm bảo sự tươi sạch và an toàn; họ gia tăng nhu cầu tiêu thụ
các sản phẩm sữa từ nguyên liệu sữa bò tươi sạch; giảm lượng tiêu thụ các sản phẩm từ
sữa hoàn nguyên truyền thống vốn có sản lượng cung ứng cao nhất trên thị trưởng sữa.
Dựa trên những cơ sở đó việc xây dựng một nhà máy chế biến sữa từ nguồn nguyên
liệu sữa tươi sạch rất cần thiết hiện nay. Để xây dựng được một nhà máy sữa đạt hiệu
quả kinh tế cao nhất thì yếu tố lựa chọn điạ điểm đóng vai trò rất quan trọng. Qua nghiên
cứu và khảo sát tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở xã Nghĩa Sơn, huyện Nghĩa Đàn,

tỉnh Nghệ An, một địa điểm có nhiều trang trại bò sữa quy mô lớn nhất ở khu vực Bắc
Trung Bộ. Địa điểm này có điều kiện tự nhiên thuận lợi với nguồn lao động dồi dào rất
thích hợp để xây dựng một nhà máy chế biến sữa.
1.2. Điều kiện tự nhiên
1.2.1. Vị trí địa lý
Huyện Nghĩa Đàn, Tỉnh Nghệ An nằm ở khu vực Bắc Trung Bộ, trong khoảng từ
19°13' đến 19°33' vĩ độ Bắc và 105°18' đến 105°35' độ kinh Đông. Với diện tích 737,7
km2 [2].
- Đông giáp huyện Quỳnh Lưu và tỉnh Thanh Hoá.
- Tây giáp huyện Quỳ Hợp.
- Bắc giáp tỉnh Thanh Hoá.
- Nam giáp huyện Tân Kỳ và huyện Quỳnh Lưu.
Huyện Nghĩa Đàn nằm trong vùng kinh tế Phủ Quỳ, cửa ngõ Tây Bắc tỉnh Nghệ
An có vị trí kinh tế, chính trị, an ninh - quốc phòng quan trọng, được coi là trung tâm
kinh tế, văn hóa, xã hội của vùng Tây Bắc tỉnh Nghệ An; có quốc lộ 48 và đường Hồ
Chí Minh đi qua, thuận lợi cho việc phát triển, giao thương và hội nhập kinh tế [3].
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

2


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

1.2.2. Địa hình
Nghĩa Đàn là huyện có điều kiện địa hình khá thuận lợi so với các huyện trung du,
miền núi trong tỉnh. Đồi núi không quá cao, chủ yếu là thấp và thoải dần; bao quanh
huyện từ phía Tây sang phía Bắc, phía Đông và Đông Nam là những dãy núi tương đối

cao. Một số đỉnh có độ cao từ 300 - 400m như: Dãy Chuột Bạch, dãy Bồ Bố, dãy Cột
Cờ,...
Khu vực phía Tây Nam và phần lớn các xã trong huyện là đồi thoải. Xen kẽ giữa
các đồi núi thoải là những thung lũng có độ cao trung bình từ 50 - 70m so với mực nước
biển. Ngoài ra, do đặc điểm kiến tạo của địa hình, Nghĩa Đàn có những vùng đất tương
đối bằng phẳng, có quy mô diện tích lớn, đồi núi thấp là điều kiện thuận lợi để phát triển
nông lâm nghiệp phong phú [2].
1.2.3. Khí hậu
Nghĩa Đàn là nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm. Nhiệt độ bình quân
hàng năm là 23°C; nhiệt độ cao tuyệt đối là 41,6°C; nhiệt độ thấp tuyệt đối là 0,2°C.
Lượng mưa trung bình năm là 1,694mm, phân bố không đồng đều trong năm. Mưa
tập trung vào các tháng 8, 9 và 10 gây úng lụt ở các vùng thấp dọc sông Hiếu; mùa khô
lượng mưa không đáng kể do đó hạn hán kéo dài, có năm tới 2 đến 3 tháng.
Hướng gió chủ yếu là Tây Bắc, Đông Nam, ngoài ra còn chịu ảnh hưởng của gió
Phơn Tây Nam (gió Lào) khoảng từ tháng 5 đến tháng 8 [2].
1.3. Vùng nguyên liệu
Hiện nay ở Nghệ An, ngoài các trang trại chăn nuôi bò sữa quy mô lớn, hiện đại,
được đầu tư bài bản của các tập đoàn lớn TH, Vinamilk với quy mô hàng ngàn con, thì
còn có hơn 100 hộ dân nuôi trên 1.000 con bò sữa, tập trung chủ yếu ở Tân Kỳ, thị xã
Thái Hòa, Nghĩa Đàn, Quỳnh Lưu.
Nghĩa Đàn là vùng đất có nhiều đồi núi là nơi thuận lợi cho việc chăn nuôi bò sữa.
Khu dự án chăn nuôi bò sữa và chế biến sữa tập trung ở quy mô công nghiệp tại huyện
Nghĩa Đàn với một hệ thống trang trại hiện đại có tổng số đàn bò là 45.000 con trong
đó có 20.000 con cho sữa. Đến năm 2017, dự kiến dự án sẽ có 137.000 con bò và nhà
máy chế biến đạt công suất 500 triệu lít/ năm. Vì vậy nguồn nguyên liệu sữa có thể nói
rất phong phú [3].
1.4 Thị trường tiêu thụ
Thị trường tiêu thụ của nhà máy đầu tiên là ở Nghệ An, sau đó là các tỉnh thành
lớn trên cả nước. Sản phẩm khi ra mắt sẽ được bán ở các đại lí lớn như Hà Nội, Vinh,
Đà Nẵng, Hồ Chí Minh… và quan trọng nhất, sản phẩm của nhà máy sẽ có mặt ở khắp

các tỉnh thành miền Bắc và miền Nam. Đó là thị trường tiêu thụ chính của nhà máy khi
đi vào hoạt động.
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

3


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

1.5 Nguồn cung cấp điện
Điện được lấy từ nguồn dây cao thế 35kv của khu công nghiệp, qua trạm biến áp
của nhà máy chuyển về 220/380V. Ngoài ra để đề phòng sự cố mất điện lưới đột xuất,
nhà máy dự trữ thêm một số máy phát điện dự phòng.
1.6 Nguồn cung cấp nước
Lượng nước tiêu thụ trong một nhà máy sữa là rất lớn. Nước sử dụng với các mục
đích: nước dùng cho sinh hoạt và nước dùng để sản xuất
Do vậy chất lượng nước đưa vào sản xuất đóng vai trò vô cùng quan trọng và ảnh
hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nhà máy xây dựng hệ thống nước với nguồn
cung cấp nước chủ yếu là nước thủy cục. Nước sử dụng cần phải được xử lý đạt đạt tiêu
chuẩn dùng cho việc sản xuất sữa.
1.7 Nguồn cung cấp nhiên liệu
Để đảm bảo cho lò hơi hoạt động tốt, cho nhiệt lớn, sạch sẽ và ít độc hại đáp ứng
được yêu cầu về sản xuất cũng như đảm bảo vệ sinh môi trường, nhà máy sẽ sử dụng
dầu DO, FO, xăng được mua từ nhiều nguồn khác nhau, có thể mua từ công ty dầu khí
petrolimex.
1.8 Hệ thống thoát nước
Đi đôi với các yêu cầu cấp nước, việc thoát nước thải cũng không kém phần quan

trọng. Trong nhà máy sữa, nước thải chủ yếu là nước rửa các thiết bị trong đó chủ yếu
là hóa chất cộng với các chất hữu cơ, môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật phát
triển… do đó hệ thống thoát nước phải đảm bảo thoát hết nước, không bị ứ đọng, không
ảnh hướng đến vệ sinh, môi trường trong khu sản xuất chính.
Đới với nước thải nhà máy sữa, phương pháp xử lý tốt nhất là phương pháp xử lý
kị khí kết hợp với xử lí hiếu khí. Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn thải ra môi
trường (TCVN 5945:2005) đảm bảo vệ sinh môi trường cho khu vực nhà máy và khu
công nghiệp.
1.9 Giao thông vận tải
Nhà máy đặt gần với trang trại nên việc vận chuyển sữa nguyên liệu tới nhà máy
nhanh chóng và đảm bảo chất lượng nguyên liệu, chi phí vận chuyển ít.
Với địa bàn giáp với quốc lộ 1A đường Hồ Chí Minh, đường 48 nên đường giao
thông thuận tiện, rút ngắn được thời gian vận chuyển nguyên vật liệu đến nhà máy cũng
như việc phân phối sản phẩm đến các nơi khác dễ dàng, thông suốt.
1.10 Khả năng cung cấp nguồn nhân lực
Nhà máy được xây dựng trên địa bàn huyện Nghĩa Đàn là một khu vực đông dân
cư, có thể đáp ứng được nguồn nhân lực phục vụ cho quá trình sản xuất. Nhà máy sẽ
tuyển dụng các bộ, kỹ sư cho nhà máy từ các trường đại học ở Nghệ An, Hà Nội, Đà
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

4


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

Nẵng… qua những luận điểm phân tích ở trên chúng ta có thể khẳng định việc xây dựng
một nhà máy chế biến sữa ở khu vực Nghĩa Đàn với các sản phẩm là sữa tươi tiệt trùng

và phô mai tươi là có tính khả thi cao và có khả năng phát triển mạnh mẽ.
1.10 Kết luận
Thông qua các phân tích ở trên việc xây dựng nhà máy ở Nghệ An là hoàn toàn
hợp lý. Nhà máy gần ngay vùng nguyên liệu sữa tươi của trang trại bò sữa huyện Nghĩa
Đàn nên chất lượng sữa tươi nguyên liệu được đảm bảo tốt nhất. Hệ thống giao thông
thuận tiện và có nguồn lao động dồi dào nên đảm bảo được nguồn nhân lực tại chỗ giúp
cho quá trình hoạt động của nhà máy được đảm bảo. Từ đó góp phần phát triển nền kinh
tế của Nghệ An nói riêng và của cả đất nước nói chung.

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

5


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1 Tổng quan về nguyên liệu
2.1.1 Giới thiệu về nguyên liệu chính sữa tươi
Nguyên liệu chính dùng cho cả 2 quy trình của nhà máy đi từ sữa bò tươi. Sữa là
loại thực phẩm rất giàu dinh dưỡng. Trong sữa có đầy đủ các chất cần thiết cho việc tạo
thành các tổ chức cơ thể và cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất cao. Trong sữa có đầy đủ
chất dinh dưỡng như chất béo, đường lactoza, các vitamin, chát khoáng, các enzym…
ngoài ra trong sữa còn có đầy đủ các axit amin không thay thế. Có thể nói có rất ít thực
phầm nào mà toàn diện về các chất như sữa.
2.1.1.1 Tính chất vật lí và cấu trúc hóa lý của sữa tươi

Sữa là chất lỏng đục, có màu trắng đến vàng nhạt, mùi vị đặc trưng, vị ngọt nhẹ.
Một số chỉ tiêu quan trọng:
- Tỉ trọng
1,028÷1,036 g/cm3
- pH
6,5÷6,7
- Độ chua

15÷18oB

- Điểm đông đặc
- Thế oxy hóa khử
- Sức căng bề mặt

-0,54 ÷ -0,59oC
0,1÷0,2V
50dynes/cm

- Độ dẫn điện
0,004÷0,005/ohm.cm
- Nhiệt dung riêng
0,933÷0,954 cal/g.oC
Một số tính chất vật lí cụ thể:
- Độ đục: Do các chất béo, protein và 1 số khoáng có trong sữa tạo nên.
- Màu sắc: Trắng tới vàng nhạt tùy hàm lượng β- caroten trong sữa.
- pH: Được xác định ở 20oC, sữa tươi có giá trị pH trung bình 6,6, nếu sữa bị nhiễm
vi sinh vật, lactose trong sữa chuyển thành axit lactic làm giảm giá trị pH của sữa.
- Tỷ trọng: Do hàm lượng chất khô trong sữa quyết định, chất béo có tỷ trọng
<1g/cm3 nên hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng càng thấp.
- Điểm đông đặc: Người ta sử dụng tiêu chí này để kiểm tra sữa có bị pha loãng

hay không. Tuy nhiên, khi xử lí sữa ở nhiệt độ cao, điểm đông đặc sữa sẽ gia tăng do sự
kết tủa một số muối photphat có trong sữa.
- Về phương diện hóa lý người ta coi sữa tươi như là một thể keo gồm các cầu béo
(đường kính từ 3 ÷ 5𝜇m) và các mixen protein (đường kính gần 0,1 𝜇m trong pha phân
tán là nước) [4].
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

6


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

2.1.1.2 Thành phần hóa học của sữa tươi
Hàm lượng các thành phần của sữa phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, điều kiện
chăn nuôi,...sữa các loài động vật khác nhau là khác nhau và được thể hiện ở bảng 2.1
Bảng 2.1 Thành phần của một số loại sữa [5]
Loại sữa
Sữa mẹ (người)
Sữa ngựa
Sữa bò
Sữa trâu
Sữa dê
Sữa cừu

Protein
%
1,2

2,2
3,5
4,0
3,6
5,8

Casein
%
0,5
1,3
2,8
3,5
2,7
4,9

Whey
protein
%
0,7
0,9
0,7
0,5
0,9
0,9

Chất béo
%

Cacbohydrat
%

Tro
%

3,8
1,7
3,7
7,5
4,1
7,9

7,0
6,2
4,8
4,8
4,7
4,5

0,2
0,5
0,7
0,7
0,8
0,8

Thành phần của sữa bao gồm 2 phần chính là nước và chất khô
2.1.1.2.1 Nước
- Nước trong sữa chiếm 85,5 - 89,8%, nước tồn tại ở hai dạng là nước tự do và
nước liên kết.
+ Nước tự do chiếm đến 96-97% tổng lượng nước. Nó có thể tách ra trong quá

trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô.
+ Nước liên kết chiếm một tỷ lệ nhỏ, khoảng 3-4%. Hàm lượng nước liên kết phụ
thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo như protein, các phosphatit, polysacarit [5].
2.1.1.2.2 Chất khô
- Chất béo
Gồm 2 loại: đơn giản và phức tạp.
Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35 đến 45g/l đối với sữa tươi gồm các axit béo
no và không no như axit oleic, palmitic, stearic.
Chất béo phức tạp: chất béo này thướng chứa các phần tử nitơ, photpho, lưu huỳnh.
Các axit béo phức tạp này có tên chung là photpho amino axit. Đại diện quan trong nhất
của axit béo này là lexitin.
Cấu trúc chất béo có trong sữa:
Chất béo trong sữa có dạng hình thù của các hạt cầu hoặc hình ovan với đường
kính 2 ÷ 10mm tùy thuộc vào giống bò sinh ra sữa. Cấu trúc các hạt hình cầu được bao
bọc bởi một màng protein và màng này có 2 phần. Một phần có thể hòa tan trong nước
và một phần thì không. Bề mặt bên trong của màn có liên quan mật thiết với một lớp
phụ có bản chất phospholipit, có thành phần chủ yếu là lexitin và cephalin. Đây là những
chất béo phức tạp có hàm lượng 0,3÷ 0,5g/l.
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

7


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

Ngoài ra, màng tế bào còn chứa nhiều chất khác nhau với hàm lượng nhỏ chủ yếu
là Cu, Fe, Enzym.

Trong quá trình bảo quản, luôn xảy ra sự phân chia các glyxerit trong lòng các tiểu
cầu mang đặc tính chung như sau: Phần trung tâm của hạt tiều cầu chứa các glixerit có
điểm nóng chảy thấp, giàu hàm lượng axit oleic và luôn ở trạng thái lỏng trong điều kiện
nhiệt độ môi trường. Trong khi đó, phần ngoại vu nơi tiếp xúc với màng chứa các
glyxerit có chỉ số iod thấp (5÷ 6) nhưng lại có điểm nóng chảy rất cao và đông đặc lại ở
nhiệt độ môi trường. Vì lẽ đó, xu thế chung của các hạt chất béo có trong sữa sẽ liên kết
với nhau để tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn hơn. Đó là nguyên nhân gây nên
trạng thái mất ổn định của chất béo có trong sữa và đó là nguyên nhân gây nên sự phân
lớp chất béo và các thành phần trong sữa [5].
- Protein
Protien trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất vì nó chứa hầu hết các loại axit
amin đặc biệt là axit amin không thay thế. Hàm lượng protein trung bình trong sữa bò
là 3,5%
Trong cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng, bao gồm các chất sau: Casein,
β-lactoglobulin, α-lactalbumin, Imunoglobulin và một số thành phần khác.
Trong dung dịch sữa có 2 kiểu protein khác nhau
+ Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lactoferin, lactoperoxydaza,…
+ Protein ở trạng thái keo không hòa bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các
caseinat và canxi phosphat.
Trong đó casein chiếm 80% protein của sữa. Sữa tươi luôn có độ pH xấp xỉ 6,7.
Khi giảm pH của sữa xuống (do kết quả của quá trình lên men tạo ra axit lactic hoặc axit
do con người chủ động đưa vào), các ion H+ của axit sẽ liên kết với mixen keo casein
mang điện tích âm và làm giảm điện tích của mixen casein. Khi tới giới hạn, các mixen
casein sẽ đông tụ (tạo gel). Casein đông tụ tốt nhất ở pH 4,6 còn whey protein thì không
đông tụ ở pH này. Casein rất bền nhiệt (ở 140/20 giây thì casein mới bắt đầu biến tính).
Còn whey protein thì nhạy cảm với nhiệt độ (ở 80 whey protein bắt đầu biến tính) [5].
- Đường lactose
Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa, với hàm lượng khoảng 50g/l,
tồn tại chủ yếu 2 dạng saccharose và lactose khi bị thủy phân tạo ra các phần tử đường
glucose và một phần tử đường galactose.

Trong sữa đường lactose luôn ở trạng thái hòa tan, khả năng hòa tan và kết tinh
của lactose cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa. Hai đường lactose
luôn tồn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng này được thay
đổi bởi nhiệt độ.
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

8


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

Đường lactose ít hòa tan hơn đường saccharose ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn. Độ
hoà tan của đường lactose tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thủy phân rất chậm theo
nhiệt độ ở nhiệt độ cao. Sự có mặt của đường lactose góp phần biến màu của sữa trong
công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao.
Đường lactose dễ bị lên men dưới tác dụng của vi khuẩn để tạo ra các sản phẩm
khác nhau. Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men.
C12H22O11 + H2O
4CH3CHOH-COOH + H2O + CO2
Lactoza
acid lactid
Axit lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit propionic
hay axit butylic
3CH3CHOH- COOH
axit butylic

CH3(CH2)2COOH + CO2 + H2

CH3CHOH- COOH
CH3CH2COOH + CO2 + H2 + CH3COOH
axit propionic
Nếu dưới tác động của nấm men đặc biệt thì đường lactose sẽ tạo thành các chất
theo phản ứng sau
C12H22O11 + H 2O
C6H12O6 + C6H12O6
Lactoza
Glucoza
Glactoza
- Các loại muối khoáng
Hàm lượng muối khoáng trong sữa khoảng 9 ÷ 9,1 (g/l)
Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm: muối clorua, photphat, citrat,
sunphatnatri, bicacbonnat. Các muối khoáng trong sữa tồn tại dưới 2 dạng cân bằng là
dạng hòa tan và dạng keo. Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yếu tố
công nghệ: pH, nhiệt độ…
Sự tăng lên hàm lượng Ca sẽ làm tăng khả năng bất ổn định. Đặc biệt trong quá
trình đun nóng và quá trình lên men [6].
- Vitamin
Sữa được coi là thức ăn tiêu biểu nhất về số lượng vitamin tuy với hàm lượng
không lớn lắm. Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả năng
hòa tan của chúng trong nước hay chất béo.
Nhóm vitamin hòa tan trong chất béo: vitamin A, D, E chủ yếu nằm trong thành
phần của mỡ sữa.
Nhóm vitamin hòa tan trong nước: B, C, PP
- Các enzyme
Các enzyme tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến, bảo quản
các sản phẩm sữa, các enzyme trong sữa được chia thành 2 nhóm chính:
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

9


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

+ Nhóm enzyme thủy phân: lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza.
Trong đó, vai trò của các enzyme lipaza có tính quyết định đến quá trình chế biến và
bảo quản sữa. Lipaza có tác dụng thủy phân chất béo tạo thành axit béo và glixerin có
pH = 9,4
+ Nhóm enzyme oxy hóa: Reductaza, lactoperoxydaza, catalaza. Các enzyme này
có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa.
- Vi sinh vật và vai trò của nó
Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc.
+ Vi khuẩn: Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, không vượt quá vài micromet.
Các vi khuẩn trong sữa: Lactic, Coccus, Bacterium, Clostridium, Vitrion…
Hai loại điển hình trong chế biến sữa đó là:
Streptococcus thermophilus: Tác nhân của sự hình thành axit và quá trình chín của
phomai.
Streptococcus lactic và S. Cremoris là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên của quá
trình phồng lên của phomat và tạo hương
+ Nấm men: Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 – 9 µm. Phần
đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi, bao gồm
Sacharomyces, Mycorderma, Torula.
+ Nấm mốc: Chủ yếu là Muco và Rhizopus. Các loại nấm mốc này gây nên những
biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phomat dạng nhão. Ngoài ra còn có:
Penicilium, Aspergillus, Geotrichum…Các nấm mốc tiết ra enzym lipaza phân hủy chất

béo và proteaza phân hủy protein
- Các chất khí và sắc tố của sữa
Lượng chất khí hòa tan trong sữa khoảng 70ml/l trong đó 50-70% CO2, 5-10% O2,
20-30% N2, sự có mặt của oxi là nguyên nhân phát triển các quá trình oxi hóa. Trong
sữa có sắc tố xanh clorofin, màu xanh vàng của sữa do lactoflavin. Màu trắng của sữa
là do sự khuếch tán bởi các mixen casein
2.1.1.3 Quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến
2.1.1.3.1 Kiểm tra sữa
- Kiểm tra màu sắc trạng thái của sữa: như mùi vị của sữa.
- Độ sạch của dụng cụ và thiết bị chứa sữa: Quan sát mặt bên trong bình đựng sữa
hoặc thành trong của xe bồn.
- Xác định hàm lượng cặn.
- Xác định điểm đông đặc của sữa.
- Hàm lượng protein và chất béo trong sữa.
- Xác định tổng số vi khuẩn trong sữa.
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

10


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

2.1.1.3.2 Định lượng sữa
- Theo khối lượng: Cân xe trước và sau khi giao sữa.
- Theo thể tích: Đồng hồ đo thể tích nằm ngay trên đường ống chuyển sữa vào
thùng, trả tiền cho người bán, sau đó thực hiện bài khí và lọc rồi định lượng lần 2 [7].
2.1.1.3.3 Bảo quản sữa trước khi chế biến

Sữa trước khi chế biến được bảo quản trong thùng chứa làm bằng thép không rỉ,
dưới đáy thùng có cánh khuấy điều khiển được để tránh hiện tượng chất béo bị tách pha
và nổi lên trên bề mặt sữa. Gồm hai đường ống là ống đưa sữa vào và ống lấy sữa ra.
Tốc độ cánh khuấy chậm để tránh hiện tượng tạo bọt, chất béo bị phân tán thành những
hạt nhỏ tạo điều kiện cho enzyme lipaza tấn công chất béo làm oxy hóa chất béo [7].
Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý và hóa
sinh có thể diễn ra. Tuy nhiên tốc độ các biến đổi trên phụ thuộc vào thành phần hóa
học và hệ VSV có trong sữa sau khi vắt cũng như phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản
(nhiệt độ, sự có mặt của oxy…) [7].
- Các biến đổi sinh học:
Sự trao đổi chất của hệ VSV có trong sữa được xem là biến đổi sinh học quan trọng
nhất. Sự trao đổi chất là tập hợp tất cả các phản ứng hóa sinh diễn ra ở tế bào VSV.
Trong quá trình bảo quản, hệ VSV sẽ phân giải và sử dụng một số chất dinh dưỡng
có trong sữa. Tốc độ của quá trình sinh trưởng và trao đổi chất của hệ VSV có trong sữa
phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng nhất là nhiệt độ bảo quản sữa: mỗi nhóm VSV
có một khoảng nhiệt độ sinh trưởng tối ưu.
Sự sinh trưởng của VSV sẽ làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học và các tính
chất cảm quan của sữa (màu sắc, mùi, vị…). Để hạn chế những biến đổi sinh học trong
quá trình bảo quản sữa, ta cần sử dụng các biện pháp kết hợp sau:
Đảm bảo các điều kiện vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa từ nơi thu
hoạch về nhà máy chế biến, nhằm giảm đến mức tối đa hàm lượng VSV ban đầu có
trong sữa.
Quá trình bảo quản sữa từ sau khi vắt đến trước khi chế biến phải được thực hiện
trong điều kiện nghiêm ngặt: nhiệt độ sữa không lớn hơn 4oC, tránh sự khuấy trộn và sự
có mặt của oxy trong sữa.
- Các biến đổi hóa học và hóa sinh:
Các biến đổi hóa học trong quá trình bảo quản sữa nguyên liệu bao gồm những
phản ứng giữa các chất có trong thành phần của sữa và tạo ra nhiều hợp chất mới. Biến
đổi hóa học xảy ra nhờ xúc tác của các enzyme gọi là biến đổi hóa sinh.
Thủy phân chất béo: 97-98% khối lượng chất béo trong sữa thuộc về nhóm

triglyceride. Các hợp chất này có thể bị thủy phân dưới xúc tác của hệ enzyme lipase
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

11


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

tạo sản phẩm là các acid béo tự do, mono- hoặc diglyceride. Việc giải phóng các acid
béo tự do làm cho sữa có mùi ôi khét. Thông qua hàm lượng các acid béo tự do có trong
sữa ta có thể đánh giá mức độ quá trình thủy phân chất béo.
Oxy hóa chất béo: Các acid béo không no có trong sữa rất dễ bị oxy hóa tại các vị
trí nối đôi trong phân tử của chúng, tạo ra các hydroperoxyde và làm cho sữa có mùi
kim loại. Các phản ứng oxy hóa acid béo không no càng tăng cường khi có mặt muối
sắt và đồng, nhiệt độ cao, để trực tiếp ngoài ánh nắng mặt trời thì tốc độ phản ứng tăng.
Thủy phân protein: Xúc tác bởi hệ enzyme protease, tạo ra các polypeptide, peptide
hoặc acid amin, một số peptide làm cho sữa có vị đắng. Các protease do VSV nhiễm
vào sữa tiết ra gây nên những biến đổi sâu sắc về thành phần protein lẫn mùi vị của sữa.
Mức độ thủy phân protein càng sâu sắc thì mùi vị của sữa càng bị biến đổi. Biện pháp:
xử lý nhiệt để vô hoạt các enzyme và tiêu diệt hệ VSV nhiễm vào sữa.
Thủy phân các acid amin: Desamin hóa, decarboxyl hóa… thu được cetoacid, acid
không no, acid béo no, NH3, CO2… chúng làm thay đổi sâu sắc về thành phần hóa học
và mùi vị của sữa.
- Các biến đổi vật lý:
Một số chỉ tiêu vật lý như tỉ trọng, độ khúc xạ ánh sáng, độ nhớt của sữa phụ thuộc
vào nhiệt độ. Nhìn chung, các biến đổi vật lý của sữa trong quá trình bảo quản là không
đáng kể.

- Các biến đổi hóa lý:
Sự thay đổi cấu trúc micelle: Cấu trúc micelle của sữa chủ yếu do các casein (α, β,
κ-casein) cùng hai nguyên tố vô cơ (calci và phosphore) tạo nên. Một số phân tử βcasein, ion calci, phosphate thoát ra khỏi cấu trúc micelle dưới tác dụng của nhiệt độ
thấp sẽ làm giảm kích thước micelle trong sữa. Song song đó, mức độ hydrate hóa của
các micelle sẽ tăng, trạng thái keo của micelle trở nên bền hơn. Tuy nhiên, sự giảm kích
thước micelle và sự giảm hàm lượng phosphate calci trong micelle sẽ gây ra những khó
khăn nhất định cho quá trình đông tụ casein trong sản xuất một số loại phô mai.
Sự thay đổi hệ nhũ tương: Quá trình làm lạnh, sự khuấy trộn làm tổn thương đến
cấu trúc màng bảo vệ của các giọt béo trong sữa, làm thay đổi hệ nhũ
2.1.1.5 Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu
- Chất lượng của nguyên liệu có tính quyết định chất lượng sản phẩm. Sữa tươi
dùng để sản xuất các sản phẩm nói chung phải là sữa có chất lương cao. Vì vậy, khi lấy
sữa để sản xuất phải đảm bảo đạt yêu cầu về chất lượng. Sữa tươi được lấy từ trạm thu
mua phải đáp ứng được tất cả các yêu cầu sau:
+ Sữa được vắt từ những con bò khỏe mạnh
+ Sữa có mùi tự nhiên, không có vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất tẩy rửa.
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

12


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

+ Sữa có thành phần tự nhiên
+ Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay sau khi vắt
+ Kho và thiết bị phải sạch sẽ và phải đảm bảo đúng nhiệt độ yêu cầu [8].
Bảng 2.2 Chỉ tiêu của sữa tươi nguyên liệu [8].

Chỉ tiêu cảm quan
Tên chỉ tiêu

Tiêu chuẩn

Màu sắc

Từ màu trắng đến màu kem nhạt

Mùi vị

Mùi đặc trung của sữa tự nhiên,
không có mùi vị lạ

Trạng thái

Dịch thể đồng nhất
Chỉ tiêu hóa lí
Tên chỉ tiêu

Mức

Hàm lượng chất khô, % khối lượng

≥ 11,5

Hàm lượng chất béo, % khối lượng

≥ 3,2

Hàm lượng protein, % khối lượng

≥ 2,8

Tỷ trọng của sữa ở 20 0C, g/ml

≥ 1,026

Độ axit chuẩn độ, 0T

16÷21

Điểm đóng băng, 0C

-0,51 đến -0,58 oC

Tạp chất lạ nhìn thấy bằng mắt thường

không được có

Các chỉ tiêu kim loại nặng
- Hàm lượng asen (As) không quá 0,5 mg/l
- Hàm lượng chì (Pb) không quá 0,05 mg/l
- Hàm lượng thủy ngân (Hg) không quá 0,05 mg/l
- Hàm lượng Cadimi (Cd) không quá 1,0 mg/l
Các chỉ tiêu vi sinh vật
- Tổng số vi sinh vật hiếu khí trong 1ml sản phẩm không quá 105
- Số lượng tế bào xôma trong 1ml sản phẩm không quá 4×105
- Số Staphylococcus aureus trong 1 gam sản phẩm
2.1.1.6 Yêu cầu bảo quản, vận chuyển

- Bảo quản
Bảo quản sữa tươi nguyên liệu ở nhiệt độ từ 2°C đến 6°C trong không quá 48 h.
- Vận chuyển
Sữa tươi nguyên liệu được vận chuyển trong xe lạnh chuyên dùng cho thực phẩm,
đảm bảo chất lượng và an toàn vệ sinh cho sản phẩm.
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

13


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

2.1.2 Nguyên liệu phụ
Sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường còn sử dụng đường RE và chất ổn định để
duy trì trạng thái đồng nhất của sản phẩm sữa
2.1.2.1 Đường trắng RE
- Đường RE là đường tinh luyện, đường saccaroza đã được tinh chế và kết tinh, là
sản phẩm đường cao cấp, được sản xuất trực tiếp từ mía, đường thô, nguyên liệu khác.
Với vai trò là tạo độ ngọt cho sản phẩm và cung cấp năng lượng. Đường RE phải đáp
ứng đầy đủ các yêu cầu chất lượng như bảng 2.3 sau
Bảng 2.3 Tiêu chuẩn đường RE [9].
Các thông số

STT
1

Chỉ

tiêu

cảm Trạng thái

quan

2

3

Tiêu chuẩn

Chỉ tiêu hóa lí

Chỉ tiêu vi sinh

Tinh thể đồng đều màu trắng

Vị

Vị ngọt đặc trưng, không có vị
lạ

Mùi

Không có mùi lạ

Hàm lượng Saccharose

≥ 99,9%

Hàm lượng tro

≤ 0,03%

Độ màu

≤ 30 ICUMSA

Hàm lượng ẩm

≤0,05%

Tạp chất

≤ 2ppm

Đường khử

< 0,02%

Nấm men, nấm mốc

≤10/10g

Clostridium perfringens 0/g
4

Chỉ tiêu kim loại chì

≤ 5ppm

5

Cách đóng gói

50kg/bao

6

Date

Còn ít nhất 18 tháng kể từ thời
điểm nhập

2.1.2.2 Chất ổn định
Mục đích của việc sử dụng chất ổn định nhằm duy trì trạng thái đồng nhất của dịch
sữa trong thời gian dài.
Các chất ổn định thường dùng là:
MILKVIS CM-5293 (E407) giúp hệ nhũ tương phân tán đều, tránh hiện tượng
phân lớp và đông tụ casein, được khuyến nghị với liều lượng là 0,015 – 0,03%
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

14


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai

tươi

E471 (Glyceryl strearate), E418 ngăn chặn quá trình tách chất béo trong sữa.
Chất ổn định được sử dụng phải hòa tan ngay và hoàn toàn trong dung dịch sữa.
chất ổn định phải đảm bảo được các yêu cầu về các chỉ tiêu như bảng 2.7 sau
Bảng 2.4 Tiêu chuẩn về chất ổn định [10]
Các thông số

STT
1
2

Cảm quan
Chỉ tiêu vi sinh

Yêu cầu

Trạng thái

Dạng bột mịn, tơi, không vốn cục

Màu sắc

Màu trắng nhạt

Tổng số VSV

Max 500cfu/g

Nấm men

Max 500cfu/g

Nấm mốc

Max 500cfu/g

Enterobacteiaceae

0/0,01g

Staphylococcus

0/0,01g

E.coli

0/0,1g

Salmonella

0/25g

4

Quy cách đóng gói

25kg/bao
Bao bì nhiều lớp, lớp PE ở ngoài

5

Thời hạn sử dụng

- Còn ít nhất 2/3 thời hạn sử dụng

2.1.2.3 Chất béo
Là nguyên liệu thu nhận từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp li tâm.
Để sản xuất phô mai có hàm lượng béo cao, người ta sử dụng thêm cream hoặc
sữa bơ. Các chất béo này cần phải đạt các yêu cầu nghiêm ngặt về VSV.
Yêu cầu của nguyên liệu cream:
- 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
Hàm lượng chất béo trong cream thường dao động trong khoảng 30 ÷ 40%. Chất
béo sữa chứa tới 98 – 99% là các triglixerit, 1 – 2% còn lại là các phospholipit,
cholesterol, carotrn, vitamin A, D, E, K…
Dưới dạng thể hình cầu được bao bọc bằng một màng mỏng tạo thành chủ yếu từ
protein và các phosphatit, tác dụng bảo vệ, giữ cho chúng không bị phá hủy bởi enzim.
Các cầu mỡ có đường kính từ 0,1 ÷ 20µm (trung bình 3 ÷ 4 µm), tỷ trọng 0,925 g/cm3.
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

15

Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

Tỷ trọng chất béo sữa là 0,93 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy không rõ ràng, nó được
tạp thành từ các triglixerit hỗn tạp khác nhau nên khoảng nhiệt độ nóng chảy 28 ÷ 35°C
và đông đặc ở 19 ÷ 26°C [5].
- Tiêu chuẩn chất lượng:
Cảm quan: Cream không có mùi lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa, có
hương vị sữa thơm dịu, tự nhiên. Màu từ trắng đến màu kem nhạt.
Hóa lí: Ngoài hàm lượng chất béo, quan tâm chỉ số iod của cream, trung bình dao
động trong khoảng 24 ÷ 26 [5].
Không được chứa các chất kháng sinh và không bị nhiễm chất tẩy rửa công nghiệp.
Những chất này sẽ ức chế sự hoạt động của các vi khuẩn lactic và kéo dài thời gian lên
men. Hàm lượng vi sinh vật trong cream được đảm bảo bởi những yêu cầu như bảng 2.5
Bảng 2.5 Hàm lượng vi sinh vật cho phép của cream [5].
Tổng số vi khuẩn hiếu khí
Coliform
E.coli
Salmonella
Listeria
Staphylococci gây đông huyết tương

<10.000CFU/g*
tối đa 10/g
Âm tính
Âm tính
Âm tính
Âm tính

Độ chua thấp, nếu cream có độ chua cao (15 ÷ 20°D) thì cần tiến hành xử lí cream

bằng nước sạch với tỉ lệ cream/nước là 1:2 (v/v) sau đó li tâm tách [5].
Đối với cream có hàm lượng chất béo từ 38 ÷ 43%, phân loại theo độ chua như sau:
- Loại I: Độ chua <= 13°T
- Loại II: Độ chua <= 16°T
Bảng 2.6 Các tiêu chuẩn phân loại cream có hàm lượng chất béo từ 38 ÷ 43% [5].
STT Chỉ tiêu

Cream
Loại I

Loại II

1

Mùi vị

Thơm mát, hoàn toàn Có thể có mùi vị lạ
không có vị lạ

2

Trạng thái

Đồ nhất, không vón cục Đồng nhất, có thể có vón cục

3

Độ chua, ᵒT

<= 13

4

Độ bền với nhiệt độ

Protein không đông tụ Có thể có lởn vởn của
dưới dạng hạt lớn
protein bị đông tụ

5

Vi sinh vật tổng số, Trên 3h
thời gian mất màu

Dưới 3h

6

Nhiệt độ

< 10

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

< 10

<= 16

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

16


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phomai
tươi

- Cách bảo quản:
Chất béo sữa rất dễ bị oxy hóa, đặc biệt khi nhiệt độ tăng cao. Đặc biệt hương vị
của sản phẩm cũng bị ảnh hưởng nếu nhiệt độ quá cao và thời gian bảo quản kéo dài.
Do đó, cream thường được bảo quản ở 4°C.
- Biến đổi trong bảo quản:
Sự oxy hóa chất béo.
2.1.2.4 Tác nhân đông tụ sữa
Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất là rennet. Renet là hỗn hợp của chymosin và
pepsin và quá trình đông tụ diễn ra ngay sau khi renet dược thêm vào. Quá trình đông
tụ diễn ra 2 giai đoạn:
+ Sự biến đổi các casein thành paracasein dưới ảnh hưởng của renet
+ Sự kết tủa của paracasein với sự có mặt của các ion canxi.
Khả năng đông tụ sữa của rennet được đánh giá thông qua hoạt tính đông tụ sữa.
Các chế phẩm rennet thương mại có dạng bột mịn hoặc dạng lỏng. Hoạt tính đông tụ
sữa của chúng thường dao động 1:10000 – 1:15000 có nghĩa là một phần của renet có
thể đông lại 10000-15000 phần sữa trong 40 phút ở 35°C. Renet của dạng bột thường
gấp 10 lần renet của dạng lỏng. Chế phẩm được bảo quản ở nhiệt độ thấp (4 – 6oC) [5].
2.1.2.5 Giống vi sinh vật
Trong sản xuất phô mai, tùy thuộc loại sản phẩm mà các nhà sản xuất có thể sử
dụng một loài hoặc tổ hợp nhiều loài VSV khác nhau.
Phổ biến nhất trong sản xuất phô mai là vi khuẩn lactic. Người ta sử dụng nhóm
vi khuẩn lactic ưa ấm (Topt = 25 – 35oC) và ưa nhiệt (Topt = 37 – 45oC) với cơ chế lên
men lactic đồng hình hoặc dị hình. Chúng có chức năng tạo acid lactic trong quá trình
lên men góp phần gây đông tụ casein trong sữa và tạo độ chua trong khối đông. Ngoài

ra, vi khuẩn lactic còn tạo ra các sản phẩm phụ từ quá trình lên men như CO2,
acetaldehyde, diacetyl… Một số chủng vi khuẩn lactic tham gia vào quá trình chuyển
hóa acid citric, quá trình phân giải protein… để tạo nên giá trị cảm quan và các chỉ tiêu
hóa lý đặc trưng cho phô mai thành phẩm.

Hình 2.1 Lactococcus cremoris [11].
SVTH: Nguyễn Thị Ngọc

Hình 2.2 Leuconotoc lactis [12].
GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

17