Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam với năng suất 15700 tấn sản phẩm năm và sữa cô đặc có đường với năng suất 16 triệu lít sản phẩm năm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.53 MB, 132 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA TỪ SỮA TƯƠI GỒM
HAI DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT: SỮA CHUA UỐNG HƯƠNG
CAM VỚI NĂNG SUẤT 15700 TẤN SẢN PHẨM/NĂM VÀ SỮA
CÔ ĐẶC CÓ ĐƯỜNG VỚI NĂNG SUẤT 16 TRIỆU LÍT SẢN
PHẨM/NĂM
Người hướng dẫn: TS. MẠC THỊ HÀ THANH
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ BÊ
Số thẻ sinh viên: 107140115
Lớp: 14H2B
Đà Nẵng, 05/2019
TÓM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây
chuyền sản xuất: sữa chua uống hương cam với năng suất 15700 tấn sản phẩm/năm và
sữa cô đặc có đường với năng suất 16 triệu lít sản phẩm/năm.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Số thẻ SV: 107140115
Lớp: 14H2B
Đồ án “Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền
sản xuất: sữa chua uống hương cam với năng suất 15700 tấn sản phẩm/năm và sữa cô
đặc có đường với năng suất 16 triệu lít sản phẩm/năm” bao gồm 1 bản thuyết minh và
5 bản vẽ.
Bản thuyết minh bao gồm 9 chương:
−
Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật
−
Chương 2: Tổng quan
−
Chương 3: Chọn và thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ
−
Chương 4: Tính cân bằng vật chất
−
Chương 5: Tính và chọn thiết bị
−
Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước
−
Chương 7: Tính tổ chức và tính xây dựng
−
Chương 8: Kiểm tra chất lượng của nguyên liệu và sản phẩm
−
5
Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp
bản vẽ A0 bao gồm:
−
Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ
−
Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính
−
Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính
−
Bản vẽ số 4: Bản vẽ sơ đồ đường ống hơi nước
−
Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:
Lớp:
Nguyễn Thị Bê
14H2B
Khoa: Hóa
Số thẻ sinh viên: 107140115
Ngành: Công nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài đồ án:
Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản
xuất: sữa chua uống hương cam với năng suất 15700 tấn sản phẩm/năm và sữa cô đặc
có đường với năng suất 16 triệu lít sản phẩm/năm.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Nguyên liệu: sữa tươi nguyên liệu có hàm lượng chất khô là 12,3%, trong đó hàm
lượng chất béo là 3,8%.
- Sản phẩm 1: sữa chua uống hương cam có hàm lượng chất khô 17%, trong đó hàm
lượng đường saccharose là 5%.
- Sản phẩm 2: sữa cô đặc có đường có hàm lượng chất khô 73%, trong đó hàm lượng
đường saccharose là 43%, tỷ trọng sản phẩm là 1,363 kg/l.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
−
Mục lục
−
Mở đầu
−
Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật
−
Chương 2: Tổng quan
−
Chương 3: Chọn và thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ
−
Chương 4: Tính cân bằng vật chất
−
Chương 5: Tính và chọn thiết bị
−
Chương 6: Tính nhiệt – hơi – nước
−
Chương 7: Tổ chức và tính xây dựng
−
Chương 8: An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp
−
Chương 9: Kiểm tra chất lượng của nguyên liệu và sản phẩm
−
Kết luận
−
Tài liệu tham khảo
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):
−
Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ (A0)
−
Bản vẽ số 2: Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)
−
Bản vẽ số 3: Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0)
−
Bản vẽ số 4: Bản vẽ sơ đồ đường ống hơi nước (A0)
−
Bản vẽ số 5: Tổng mặt bằng nhà máy (A0)
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 14/02/2019
8. Ngày hoàn thành đồ án:
27/05/2019
Đà Nẵng, ngày 24 tháng 05 năm 2019
Trưởng Bộ môn
Người hướng dẫn
PGS.TS Đặng Minh Nhật
TS. Mạc Thị Hà Thanh
LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN
Công nghiệp chế biến sữa luôn là một lĩnh vực quan trọng của ngành chế biến
thực phẩm. Để làm đa dạng và phong phú sản phẩm sữa, đồng thời để bảo quản người
ta đã tạo ra nhiều sản phẩm từ sữa tươi. Chính vì vậy mà tôi được giao đề tài: “Thiết kế
nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sản xuất: sữa chua
uống hương cam với năng suất 15700 tấn sản phẩm/năm và sữa cô đặc có đường với
năng suất 16 triệu lít sản phẩm/năm” để mong rằng sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu
ấy.
Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp sinh viên phải áp dụng tất cả những kiến
thức đã được học và tích lũy trong suốt những năm ngồi trên ghế nhà trường. Những
kiến thức đã được học trong 5 năm tại trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng là nền tảng
vững chắc không chỉ giúp tôi hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này mà còn là hành
trang để tôi bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô trong khoa Hóa nói
chung và các thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm nói riêng đã tận tình giảng
dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường, tạo điều kiện cho tôi được
học tập và nghiên cứu trong môi trường học tập khoa học, giúp tôi có kiến thức vững
vàng trước khi bước vào đời. Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp với sự nổ lực của
bản thân, sự giúp đỡ của thầy và các bạn đã chia sẻ kiến thức cũng như kinh nghiệm,
tài liệu. Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cô Mạc Thị Hà
Thanh là người đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này.
Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn chưa chuyên sâu, chưa 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 cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 25 tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Bê
i
CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng đồ án này là do tôi thực hiện, các số liệu, kết quả trong bài đồ
án là trung thực. Tài liệu tham khảo trong đồ án được trích dẫn đầy đủ và đúng quy
định. Mọi vi phạm quy chế nhà trường, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về đồ án
của mình.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Bê
ii
MỤC LỤC
TÓM TẮT ..................................................................................................................... ii
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .......................................................................... iii
LỜI NÓI ĐẦU VÀ CẢM ƠN ........................................................................................i
CAM ĐOAN .................................................................................................................. ii
DANH MỤC BẢNG, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ ................................................................. viii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT ....................................................2
1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy ...........................................................2
1.2. Vị trí đặt nhà máy ...............................................................................................2
1.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của Quảng Nam ...................................2
1.2.2. Thông tin về khu công nghiệp .......................................................................3
1.3. Giao thông vận tải ...............................................................................................4
1.5. Nguồn cung cấp điện và hơi ...............................................................................4
1.6. Nguồn nhân lực ...................................................................................................4
1.7. Thiết bị trong nhà máy .......................................................................................4
1.8. Nguồn cung cấp nguyên liệu ..............................................................................4
1.9. Thị trường tiêu thụ..............................................................................................5
1.10. Sự hợp tác hóa giữa các nhà máy ....................................................................5
1.11. Kết luận ..............................................................................................................5
2.1. Giới thiệu về nguyên liệu sữa .............................................................................6
2.1.1. Nguyên liệu chính-sữa tươi ...........................................................................6
2.1.2. Nguyên liệu phụ ..........................................................................................13
2.2. Giới thiệu về sản phẩm .....................................................................................15
2.2.1. Sữa chua uống hương cam .........................................................................15
2.2.2. Sữa cô đặc có đường....................................................................................17
2.3. Tình hình phát triển và tiêu thụ ở Việt Nam và trên thế giới .......................19
2.3.1. Tình hình phát triển và tiêu thụ sữa chua uống trên thế giới và ở Việt
Nam ........................................................................................................................19
iii
2.3.2. Tình hình phát triển và tiêu thụ sữa cô đặc có đường trên thế giới và ở
Việt Nam .................................................................................................................20
CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ..........21
3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ ................................................................................21
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ ................................................................ 21
3.2.1. Dây chuyền chung .......................................................................................21
3.2.2. Thuyết mình quy trình sản xuất sữa chua uống hương cam ....................22
3.2.3. Thuyết minh quy trình sản xuất sữa cô đặc có đường...............................30
CHƯƠNG 4 CÂN BẰNG VẬT CHẤT......................................................................33
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ......................................................................33
4.1.1. Năng suất nhà máy ......................................................................................33
4.1.2 Phân tích kế hoạch sản xuất của nhà máy ..................................................33
4.2. Cân bằng vật chất..............................................................................................34
4.2.1. Dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam ......................................34
4.2.2. Dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường ................................................39
4.2.3. Tính cân bằng vật chất cho cả hai dây chuyền ..........................................42
4.3. Tính tỉ trọng của sữa qua các công đoạn ........................................................42
4.3.1. Tỉ trọng của sữa tươi ...................................................................................43
4.3.2. Tỉ trọng của sữa trong dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam 43
4.2.3. Tỉ trọng sữa trong dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường ..................44
4.4 Tính số hộp và số thùng cho hoàn thiện sản phẩm .........................................44
4.4.1 Đối với sữa chua uống hương cam ..............................................................44
4.4.2. Đối với sữa cô đặc có đường .......................................................................44
4.5. Bảng tổng kết .....................................................................................................45
CHƯƠNG 5 TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ ................................................................ 46
5.1.
Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất sữa của nhà máy ................46
5.2. Chọn và tính toán thiết bị .................................................................................48
5.2.1. Mô tả và cách tính kích thước thùng chứa ................................................48
5.2.2. Tính thùng chứa cho dây chuyền chung ....................................................49
5.2.3. Tính thùng chứa cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam...49
5.2.4. Tính thùng chứa cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường .............52
5.2.5. Tính và chọn thiết bị chung cho cả hai dây chuyền ..................................54
iv
5.2.6. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam
................................................................................................................................ 56
5.2.7. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường .......65
5.2.8. Bơm dùng trong sản xuất ............................................................................72
5.3. Bảng tống kết các thùng chứa và các thiết bị .................................................72
CHƯƠNG 6 TÍNH NHIỆT – HƠI – NƯỚC .............................................................75
6.1. Cân bằng nhiệt...................................................................................................75
6.1.1. Tính cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương cam .......................75
6.1.2. Tính cho dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có đường .................................84
6.2. Tính hơi ..............................................................................................................87
6.2.1. Tính chi phí hơi cho thiết bị sản xuất .........................................................87
6.2.2. Lượng hơi dùng cho sinh hoạt ....................................................................88
6.2.3. Chi phí hơi do mất mát ................................................................................88
6.2.4. Tính nhiên liệu.............................................................................................88
6.3. Tính cấp thoát nước ...........................................................................................89
6.3.1. Cấp nước .......................................................................................................89
6.3.2. Thoát nước ....................................................................................................91
CHƯƠNG 7 TÍNH TỔ CHỨC VÀ XÂY DỰNG .....................................................93
7.1. Sơ đồ tổ chức......................................................................................................93
7.2. Chế độ làm việc..................................................................................................93
7.3. Tính nhân lực.....................................................................................................94
7.3.1. Nhân lực làm việc gián tiếp .........................................................................94
7.3.2. Nhân lực làm việc trực tiếp .........................................................................94
7.4. Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy ..............................................................95
7.5. Các công trình xây dựng...................................................................................96
7.5.1. Phân xương sản xuất chính ........................................................................96
7.5.2 Kho nguyên vật liệu ......................................................................................97
7.5.3. Kho thành phẩm ..........................................................................................98
7.5.4. Gara ô tô .....................................................................................................100
7.5.5. Nhà để xe ....................................................................................................100
7.5.6. Nhà ăn ........................................................................................................100
7.5.7. Khu hành chính .........................................................................................101
v
7.5.8. Phòng KCS .................................................................................................101
7.5.10. Nhà sinh hoạt vệ sinh ..............................................................................101
7.5.11. Khu cung cấp nước và xử lí nước ...........................................................102
7.5.12. Khu xử lí nước thải..................................................................................103
7.5.13. Trạm biến áp ............................................................................................103
7.5.14. Nhà đặt máy phát điện dự phòng ............................................................103
7.5.15. Đài nước ...................................................................................................103
7.5.16. Phân xưởng lò hơi ...................................................................................103
7.5.17. Bãi nhập hàng và xuất hàng ...................................................................104
7.5.18. Khu đất mở rộng ......................................................................................104
7.5.19. Kho chứa nhiên liệu ................................................................................104
7.5.20. Kho chứa hóa chất ...................................................................................104
7.5.21. Phân xưởng cơ khí ..................................................................................104
7.5.22. Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa .................................................................105
7.5.23 Phân xưởng động lực ...............................................................................105
7.5.24 Giao thông trong nhà máy........................................................................105
7.6. Tính khu đất xây dựng nhà máy....................................................................106
7.6.1. Diện tích khu đất........................................................................................106
7.6.2. Tính hệ số sử dụng Ksd ..............................................................................106
CHƯƠNG 8 KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM ........................................108
8.1. Kiểm tra sản xuất ............................................................................................108
8.1.1. Mục đích .....................................................................................................108
8.1.2. Công tác kiểm tra .......................................................................................108
8.2 Kiểm tra nguyên liệu........................................................................................109
8.3. Kiểm tra công đoạn trong quá trình sản xuất ..............................................109
8.4. Kiểm tra thành phẩm .....................................................................................111
CHƯƠNG 9 AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP .......................112
9.1. An toàn lao động..............................................................................................112
9.1.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây ra tai nạn trong quá trình sản xuất .......112
9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động .............................................112
9.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động ..............................................112
vi
9.2. Vệ sinh công nghiệp ........................................................................................114
9.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân ................................................................114
9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị...........................................................................114
9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp .......................................................................................114
9.2.4. Xử lý nước thải ..........................................................................................115
KẾT LUẬN ................................................................................................................116
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................
vii
DANH MỤC BẢNG, HÌNH VÀ SƠ ĐỒ
DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG 2.1 Một số chỉ tiêu quang trọng của sữa tươi ...................................................... 7
BẢNG 2.2 Chỉ tiêu chất lượng cảm quan của đường.................................................... 13
BẢNG 2.3 Chỉ tiêu chất lượng hóa lí của đường .......................................................... 14
BẢNG 2.4 Chỉ tiêu chất lượng cảm quan của sữa chua uống hương cam .................... 17
BẢNG 2.5 Chỉ tiêu chất lượng hóa lí của sữa chua uống hương cam .......................... 17
BẢNG 2.6 Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua uống hương cam .......................... 17
BẢNG 2.7 Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua uống hương cam ..................................... 17
BẢNG 2.8 Chỉ tiêu chất lượng cảm quan của sữa cô đặc có đường ............................. 18
BẢNG 2.9 Chỉ tiêu chất lượng hóa lí của sữa cô đặc có đường ................................... 19
BẢNG 2.10 Chỉ tiêu về kim loại nặng và độc tố của sữa cô đặc có đường .................. 19
BẢNG 2.11 Chỉ tiêu vi sinh của sữa cô đặc có đường .................................................. 19
BẢNG 4.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu của nhà máy ...................................................... 33
BẢNG 4.2 Biểu đồ làm việc của nhà máy tính theo ca................................................. 34
BẢNG 4.3 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy ..................................................... 34
BẢNG 4.4 Tỉ lệ hao hụt qua các công đoạn của dây chuyền sản xuất sữa chua uống
hương cam ..................................................................................................................... 35
BẢNG 4.5 Tỉ lệ hao hụt qua các công đoạn của dây chuyền sản xuất sữa cô đặc có
đường ............................................................................................................................. 39
BẢNG 4.6 Tỉ lệ hao hụt qua các công đoạn chung cho hai dây chuyền ....................... 42
BẢNG 4.7 Bảng tổng kết cân bằng vật chất ................................................................. 45
BẢNG 4.8 Bảng tổng kết nguyên liệu chính-phụ ......................................................... 46
BẢNG 4.9 Bảng tổng kết bao bì cho cả hai dây chuyền ............................................... 46
BẢNG 5.1 Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất sữa của nhà máy .................. 47
BẢNG 5.2 Thông số kỹ thuật của máy lọc GEA KA 70-76 ......................................... 55
BẢNG 5.3 Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế điện tử ............................................... 55
BẢNG 5.4 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt TetraPak ...................................... 56
BẢNG 5.5 Thông số kỹ thuật của thiết bị bài khí ZDT-3 ............................................. 57
BẢNG 5.6 Thông số kỹ thuật của thiết bị đồng hóa GJB ............................................. 57
BẢNG 5.7 Thông số kỹ thuật của thiết bị thanh trùng và làm nguội............................ 58
BẢNG 5.8 Thông số kỹ thuật của thiết bị lên men ....................................................... 61
BẢNG 5.9 Thông số kỹ thuật của nồi nấu NCK-VD150L ........................................... 61
viii
BẢNG 5.10 Thông số kỹ thuật của thiết bị phối trộn Tetra Pak ................................... 62
BẢNG 5.11 Thông số kỹ thuật của thiết bị tiệt trùng UHT và làm nguội .................... 63
BẢNG 5.12 Thông số kỹ thuật của thiết bị rót hộp ...................................................... 64
BẢNG 5.13 Thông số kỹ thuật của máy đóng thùng tự động ....................................... 65
BẢNG 5.14 Thông số kỹ thuật của thiết bị gia nhiệt .................................................... 66
BẢNG 5.15 Thông số kỹ thuật của nồi nấu WMO-6 .................................................... 66
BẢNG 5.16 Thông số kỹ thuật của thiết bị cô đặc JIMEI ........................................... 67
BẢNG 5.17 Thông số kỹ thuật của hệ hydro flash cooler 500 ..................................... 68
BẢNG 5.18 Thông số kỹ thuật của thiết bị rót lon tự động .......................................... 71
BẢNG 5.19 Thông số kỹ thuật của bơm ly tâm OUH-5 ............................................... 72
BẢNG 5.20 Thông số kỹ thuật của bơm áp lực ............................................................ 72
BẢNG 5.21 Thông số kỹ thuật của bơm siro A3P ........................................................ 72
BẢNG 5.22 Tổng kết các thùng chứa ........................................................................... 73
BẢNG 5.23 Tổng kết các thiết bị .................................................................................. 73
BẢNG 6.1 Bảng tổng kết chi phí hơi cho các thiết bị ................................................... 88
BẢNG 7.1 Tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp ......................................................... 95
BẢNG 7.2 Tổng kết diện tích các khu ........................................................................ 105
BẢNG 8.1 Kiểm tra nguyên liệu ................................................................................ 109
BẢNG 8.2 Kiểm tra các công đoạn sản xuất .............................................................. 109
BẢNG 8.3 Kiểm tra thành phẩm ................................................................................. 111
DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH 2.1 Sữa tươi ......................................................................................................... 6
HÌNH 2.2 Sản phẩm sữa chua uống hương cam ........................................................... 18
HÌNH 2.3 Sản phẩm sữa cô đặc có đường .................................................................... 19
HÌNH 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ ............................................................................ 21
HÌNH 5.1 Mô tả hình dạng và kích thước thùng chứa .................................................. 49
HÌNH 5.2 Thùng chứa đường ........................................................................................ 50
HÌNH 5.3 Máy lọc GEA KA 70-76............................................................................... 55
HÌNH 5.4 Lưu lượng kế điện tử DN80 ......................................................................... 56
HÌNH 5.5 Thiết bị gia nhiệt Tetra Pak-plate heat exchanger ........................................ 56
HÌNH 5.6 Thiết bị bài khí loại ZDT-3 .......................................................................... 57
HÌNH 5.7 Thiết bị đồng hóa GJB của JIMEI model GJB-3-25 .................................... 58
HÌNH 5.8 Thiết bị gia nhiệt và làm nguội ..................................................................... 59
HÌNH 5.9 Thiết bị hoạt hóa giống ................................................................................. 59
HÌNH 5.10 Thiết bị lên men SSG-3 .............................................................................. 61
ix
HÌNH 5.11 Nồi nấu siro NCK-VD150L ....................................................................... 62
HÌNH 5.12 Thiết bị phối trộn Tetra Pak-High shear mixer .......................................... 63
HÌNH 5.13 Thiết bị tiệt trùng UHT và làm nguội ......................................................... 64
HÌNH 5.14 Thiết bị rot hộp tự động Tetra Pak A35 ..................................................... 65
HÌNH 5.15 Máy đóng thùng tự động ............................................................................ 65
HÌNH 5.16 Thiết bị gia nhiệt ......................................................................................... 66
HÌNH 5.17 Nồi nấu siro WMO-60 ................................................................................ 67
HÌNH 5.18 Thiết bị cô đặc chân không ba hiệu ứng liên tục JIMEI-GL12 .................. 68
HÌNH 5.19 Hệ thống làm nguội Anhydro Flash cooler 5000 ...................................... 69
HÌNH 5.20 Thiết bị kết tinh .......................................................................................... 70
HÌNH 5.21 Thiết bị rót lon tự động YLG-20 ................................................................ 71
DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ
SƠ ĐỒ 4.1 Sơ đồ phối trộn sữa chua uống hương cam ...................................... 36
SƠ ĐỒ 4.2 Sơ đồ gia đoạn lên men sữa chua uống hương cam ......................... 37
SƠ ĐỒ 4.3 Sơ đồ cô đặc sữa cô đặc có đường ................................................... 40
SƠ ĐỒ 7.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy ..................................................................... 93
x
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của xã hội, để phục vụ cho lợi ích
của con người, ngày càng có nhiểu sản phẩm thực phẩm ra đời, với rất nhiều chủng
loại đa dạng và phong phú. Trong đó, sữa tươi và các sản phẩm chế biến từ sữa tươi là
thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, đầy đủ các chất dinh dưỡng như protein, glucid,
lipid, chất khoáng, vitamin…
Công nghiệp chế biến sữa luôn là một lĩnh vực quan trọng của ngành chế biến
thực phẩm. Để làm đa dạng và phong phú sản phẩm sữa, đồng thời để bảo quản người
ta đã tạo ra nhiều sản phẩm từ sữa tươi. Với sự phát triển về quy mô dân số cũng như
chất lượng cuộc sống con người ngày càng được nâng cao thì dự báo trong những năm
tới, ngành sữa vẫn có tiềm năng phát triển lớn về cả quy mô kinh tế cũng như sự đa
dạng về thương hiệu và chất lượng sản phẩm do nhu cầu tiêu thụ sữa và sản phẩm từ
sữa ngày càng tăng cao ở cả trong và ngoài nước.
Ở nước ta hiện nay, ngành chế biến sữa đang phát triển mạnh, sự ra đời của nhiều
nhà máy sữa đã đáp ứng phần nào nhu cầu về sữa của người tiêu dùng, tạo việc làm
cho người lao động, góp phần vào sự phát triển nền kinh tế của đất nước, tạo sự cạnh
tranh mạnh mẽ và nhiều sự thu hút trên thị trường.
Chính vì điều này nên việc xây dựng một nhà máy sữa thật sự rất cần thiết. Nên đề
tài tốt nghiệp được giao là “Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm
2 dây chuyền:
1. Sữa chua uống hương cam với năng suất 15700 tấn sản phẩm/năm.
2. Sữa cô đặc có đường với năng suất 16 triệu lít sản phẩm/năm.”
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
1
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
CHƯƠNG 1 LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT
1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy
Nước ta hiện nay có nhu cầu tiêu dùng sữa tươi và các sản phẩm từ sữa là rất lớn,
nhu cầu mỗi ngày một tăng. Bởi vì sữa là một thực phẩm giàu dinh dưỡng, việc sử
dụng sữa hoặc các sản phẩm từ sữa mỗi ngày sẽ đóng góp tích cực vào sự phát triển
toàn diện cả về thể lực, trí lực, tăng sức đề kháng và hệ miễn dịch cho trẻ em và người
dân Việt Nam, đảm bảo sự cân bằng dinh dưỡng trong cơ thể.
Nắm bắt được lợi thế và tiềm năng này, việc đầu tư vào xây dựng một nhà máy
chế biến sữa công nghiệp là một lựa chọn có khả năng mang lại lợi nhuận cao.
1.2. Vị trí đặt nhà máy
Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng lớn đến sự tồn tại của
nhà máy, vì vậy khi xây dựng cần phải xem xét, đảm bảo các nguyên tắc sau [2]:
+ Vị trí đặt nhà máy phải gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ.
+ Giao thông vận tải thuận lợi.
+ Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng.
+ Cấp thoát nước thuận lợi.
+ Nguồn nhân lực dồi dào.
Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu, em quyết định chọn địa
điểm xây dựng nhà máy sữa tại khu tế mở Chu Lai, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng
Nam. Với hướng gió Đông Nam.
1.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của Quảng Nam
1.2.1.1. Điều kiện tự nhiên
Tổng diện tích đất tự nhiên của tỉnh là 10438 km2. Quảng Nam nằm trong vùng
khí hậu nhiệt đới, chỉ có 2 mùa là mùa mưa và mùa khô nhưng không rõ rệt. Mùa khô
bắt đầu từ tháng 2 đến tháng 8, đây là thời gian có lượng mưa thấp nhất trong năm,
khoảng 300-600 mm, chiếm 20-30% tổng lượng mưa cả năm. Mùa mưa bắt đầu từ
tháng 9 đến tháng 1 năm sau, lượng mưa trung bình khoảng 2000-2500 mm, chiếm 7080% lượng mưa cả năm. Nhiệt độ trung bình năm 25,4 0C. Độ ẩm không khí ở Quảng
Nam tương đối cao và ở mức trung bình của cả nước. Độ ẩm trung bình đạt từ 84-87%
[8], [9].
1.2.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
Quảng Nam là tỉnh thuộc vùng đồng bằng duyên hải miền Trung, ở trung độ của
cả nước, cách thủ đô Hà Nội khoảng 883 km về hướng Bắc, cách thành phố Hồ Chí
Minh 887 km về hướng Nam theo Quốc lộ 1A. Phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên Huế và
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
2
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
thành phố Đà Nẵng. Phía Nam giáp tỉnh Quảng Ngãi và Kon Tum. Phía Tây giáp với
nước CHDCND Lào và tỉnh Kon Tum. Phía Đông giáp với biển đông.
Ngày 13/8/2004, Thủ tướng Chính phủ đã ký quyết định thành lập Vùng Kinh tế
trọng điểm miền Trung gồm năm tỉnh và thành phố: Thừa Thiên - Huế, Đà Nẵng,
Quảng Nam, Quảng Ngãi và Bình Định, nhằm phát huy tiềm năng, vị trí địa lý và các
lợi thế so sánh của Vùng, từng bước phát triển Vùng Kinh tế trọng điểm miền Trung
thành một trong những vùng phát triển năng động của cả nước.
Quảng Nam nằm trong vùng trọng điểm kinh tế Miền Trung, phía bắc giáp thành
phố Đà Nẵng, phía nam giáp khu kinh tế Dung Quất, có sân bay, cảng biển, đường
Xuyên Á nên rất thuận lợi cho việc giao lưu phát triển kinh tế- xã hội và có tầm quan
trọng trong an ninh quốc phòng.
Toàn tỉnh có 2 thành phố, 1 thị xã và 15 huyện với 244 đơn vị hành chính cấp xã
gồm 207 xã, 25 phường và 12 thị trấn. Quảng Nam có mạng lưới sông ngoài dày đặc,
có đường bờ biển dài 125 km. Ngoài ra còn có 15 hòn đảo lớn nhỏ ngoài khơi. Có 942
km sông ngoài tự nhiên và 2 hệ thống sông hoạt động chính. Tuyến đường sắt qua địa
bàn tỉnh Quảng Nam có chiều dài 91,5 km. Đường hàng không thì có sân bay Chu Lai
thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển nền kinh tế Quảng Nam [10], [11].
1.2.2. Thông tin về khu công nghiệp
Khu kinh tế mở Chu Lai là một khu kinh tế được thành lập theo quyết định số
108/2003/QĐ-TTg tháng 6/2003 của Thủ tướng chính phủ. Khu kinh tế mở Chu lai
thuộc tỉnh Quảng Nam, là một đòn bẩy quan trọng của vùng kinh tế trọng điểm Trung
Bộ.
Khu kinh tế mở Chu Lai có tổng diện tích 27040 ha. Đây là khu kinh tế mở ven
biển đầu tiên của Việt Nam được Chính phủ cho phép áp dụng các cơ chế, chính sách
thông thoáng, tạo môi trường đầu tư kinh doanh thuận lợi, bình đẳng cho các nhà đầu
tư trong và ngoài nước. Khu kinh tế mở Chu Lai có nhiều chức năng như khu thương
mại tự do, các khu công nghiệp, các khu dân cư, hệ thống hạ tầng giao thông đầu mối.
Đến nay, khu kinh tế mở Chu Lai có 158 dự án được cấp phép với tổng vốn đăng
ký 94 nghìn tỷ đồng. Trong đó, có 111 dự án đi vào hoạt động, tổng vốn đã được thực
hiện 68 nghìn tỷ đồng. Trong số các dự án đầu tư có quy mô lớn và hoạt động hiệu quả,
THACO là doanh nghiệp tư nhân tiên phong đầu tư tại khu kinh tế mở Chu Lai. Các
công trình hạ tầng kỹ thuật như hệ thống cấp điện, cấp nước, bưu chính viễn thông đều
đã được đầu tư xây dựng hoàn chỉnh, sẵn sàng phục vụ các nhà đầu tư đến đầu tư xây
dựng nhà xưởng sản xuất và kinh doanh. Các dịch vụ phục vụ sản xuất công nghiệp
luôn sẵn có để đáp ứng ngay nhu cầu của các nhà đầu tư [12], [13].
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
3
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
1.3. Giao thông vận tải
Hàng ngày nhà máy cần vận chuyển với khối lượng lớn: nguyên vật liệu, bao bì,
nhiên liệu,… kịp thời để đảm bảo hoạt động của nhà máy, ngoài ra còn vận chuyển
thành phẩm đến nơi tiêu thụ, vận chuyển phế liệu trong quá trình sản xuất.
Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, nằm ngay trên quốc lộ 1A, gần sân
ga, sân bay, và cảng biển Kỳ Hà. Tất cả đều tạo điều kiện vô cùng thuận lợi cho việc
vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm và máy móc thiết bị.
1.4. Cấp thoát nước
Nhà máy chế biến sữa cần một lượng nước lớn do vậy nước sẽ được cung cấp từ
nhà máy nước của khu công nghiệp. Ngoài ra nguồn nước còn được lấy từ các giếng
khoan và được xử lí đạt yêu cầu của nước thủy cục.
Nước thải của nhà máy sau khi được xử lí sẽ được thải ra đường cống nước thải
của khu công nghiệp và được đưa đến trạm xử lý nước thải KCN Chu Lai.
1.5. Nguồn cung cấp điện và hơi
Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện của khu công nghiệp
với điện áp 220/380V. Để đề phòng mất điện, nhà máy sử dụng thêm máy phát điện
dự phòng.
Trong nhà máy, hơi được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như đun nóng,
thanh trùng, tiệt trùng, phục vụ máy rót, vệ sinh khử trùng máy móc thiết bị... Hơi
nước phải là hơi bão hòa và được cung cấp bởi lò hơi hoặc hợp tác hóa với các nhà
máy khác để mua hơi phục vụ cho sản xuất.
1.6. Nguồn nhân lực
Quảng Nam là tỉnh có dân số cao, có nhiều trường Đại học, Cao đẳng trên địa
bàn đào tạo hàng nghìn kỹ sư mỗi năm. Và các nguồn lao động công nhân tại địa
phương. Vì vậy, nguồn nhân lực cho nhà máy sẽ rất dồi dào, từ công nhân cho đến kỹ
sư, đảm bảo cho nhà máy vận hành tốt.
1.7. Thiết bị trong nhà máy
Thiết bị trong nhà máy được đặt hàng sản xuất từ các công ty cơ khí. Một số thiết
bị công nghệ cao nhập từ nước ngoài về nhằm tối ưu hoá quy tình sản xuất.
1.8. Nguồn cung cấp nguyên liệu
Là khu vực chưa phát triển mạnh về việc chăn nuôi bò sữa, vì vậy nguồn nguyên
liệu của nhà máy sẽ được cung cấp từ các tỉnh Nghệ An, Lâm Đồng, Gia Lai, Đồng
Nai,.. Tuy nhiên để giảm chi phí vận chuyển thì trong tương lai nên đầu tư một trang
trại chăn nuôi sữa bò gần nơi nhà máy.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
4
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
1.9. Thị trường tiêu thụ
Với sự thu hút ngày càng nhiều lao động ngoại tỉnh đến, Quảng Nam đang trở
thành một thị trường tiêu thụ sản phẩm khá hấp dẫn với nhiều nhà sản xuất. Ngoài ra
còn hướng đến các tỉnh lân cận như Quảng Ngãi, Đà Nẵng, Thừa Thiên Huế,... hoặc
hướng đến xuất khẩu như Lào, Camphuchia.
Trong tương lai, khi nhà máy được xây dựng sẽ liên kết với các dự án nuôi sữa
của nông dân để dần hình thành nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy sau này, thay
thế nguồn nguyên liệu nhập khẩu từ bên ngoài. Vấn đề này giúp ổn định nguồn nguyên
liệu, đảm bảo sự phát triển liên tục cho nhà máy, giảm vốn đầu tư.
1.10. Sự hợp tác hóa giữa các nhà máy
Là khu công nghiệp với nhiều loại hình nhà máy khác nhau nên việc hợp tác
hoá giữa các nhà máy đem lại thuận lợi lớn về mặt kinh tế như liên kết với nhà máy
bao bì, nhựa,... tạo sự phát triển bền vững.
Ngoài ra, việc hợp tác hoá còn bao gồm việc thúc đẩy phát triển quy mô trang
trại chăn nuôi bò sữa với các hộ dân trong thành phố để đảm bảo nguồn nguyên liệu
thuận tiện nhất.
1.11. Kết luận
Từ những tìm hiểu và phân tích trên, ta thấy việc xây dựng nhà máy sữa tại khu
kinh tế mở Chu Lai- Quảng Nam là hoàn toàn hợp lí.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
5
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN
2.1. Giới thiệu về nguyên liệu sữa
Sữa là một trong các loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng, phù hợp cho mọi
lứa tuổi. Thành phần chính của sữa tươi gồm: chất béo, protein, đường lactose,
vitamin, khoáng chất và nước. Đây là những chất cần thiết cho cơ thể con người. Vì
vậy sữa luôn là thực phẩm được ưa chuộng trên thế giới.
Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuất trên ba
nguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa dê, và sữa cừu. Ở nước ta, sữa bò là nguyên
liệu chủ yếu cho ngành công nghệ thực phẩm.
Hình 2.1 Sữa tươi
2.1.1. Nguyên liệu chính-sữa tươi
2.1.1.1. Giới thiệu chung
Sữa tươi 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. Sữa tươi có nhiệt độ khoảng 40 độ C, nghĩa
là gần với nhiệt độ cơ thể của con vật [14].
2.1.1.2. Một số tính chất hóa lý của sữa bò
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 phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng βcaroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu từ trắng đến vàng nhạt và có
mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ [1].
Chỉ tiêu của sữa được thể hiện qua bảng 2.1 như sau:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
6
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu quan trọng của sữa bò [1]
Đại lượng
Đơn vị đo
Giá trị
6,5 – 6,7
Ph
Độ chua
0
Tỷ trọng
g/cm3
1,028 – 1,036
Điểm đông đặc
0
(-0.54) – (-0.59)
Thế oxy hóa khử
V
0,10 – 0,20
Sức căng bề mặt ở 20 độ C
Dynes/cm
50
Độ dẫn điện
1/ohm.cm
0,004 – 0,005
Nhiệt dung riêng
Cal/g0C
0,933 – 0,954
D
C
15 -18
Giá trị pH của sữa: Thường được xác định ở 200C. 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 [1].
Độ chua: Trong công nghiệp thực phẩm, độ chua được xác định bằng phương
pháp chuẩn độ. Hiện nay trên thế giới, độ chua của sữa thường được biểu diễn bằng độ
Soxhlet Henkel (0SH), độ Thrner (0Th), hoặc độ Dornic (0D) [1].
Tỷ trọng sữa: Tỷ trọng sữa do hàm lượng các chất khô trong sữa quyết định. Các
chất béo có tỷ trọng 1g/cm3. Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng sữa
càng thấp [1].
Điểm đông đặc: Thường dao động trong khoảng từ -0,54 đến -0,59. Người ta
thường sử dụng chỉ số này để kiểm tra xem sữa có bị pha nước không. Tuy nhiên khi
xử lý sữa ở nhiệt độ cao, điểm đông đặc của sữa sẽ gia tăng do sự kết tủa của một số
muối phosphate có trong sữa [1].
2.1.1.3. Tính chất hóa học của sữa bò
Độ axit hoạt động: Độ axit hoạt động biểu thị tính hoạt động của các ion H+. Giá
trị pH = 6,5 – 6,8. Trung bình là 6,6. Độ pH của sữa không đặc trưng cho độ tươi của
sữa.
Tính chất oxy hóa – khử của sữa: Sữa là một chất lỏng phức tạp mà trong đó
ngoài các thành phần chính: protein, lipit và lactose còn chứa hàng loạt các chất khác
dễ bị oxy hóa, bị khử (vitamin C (axit ascobic), vitamin E, B2, enzyme, chất màu v.v).
Tính chất keo của sữa: Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một thể keo,
gồm các cầu béo (đường kính 3-5µm) và các mixen protein (đường kính gần 0,1 µm
trong pha phân tán là nước). Sữa là một dung dịch keo có 3 pha tồn tại đồng thời:
+ Dung dịch thực
+ Dung dịch huyền phù
+ Dung dịch nhủ tương
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
7
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
2.1.1.4. Thành phần của sữa bò tươi
* Nước
Nước là thành phần chủ yếu của sữa và đóng một vai trò quan trọng, là dung môi
hoàn tan các chất hữu cơ và vô cơ, là môi trường cho các phản ứng sinh hóa. Hàm
lượng nước trong sữa chiếm khoảng 87%/lít sữa. Phần lớn lượng nước có trong sữa có
thể thoát ra ngoài khi đun nóng, người ta làm bốc hơi nước ở sữa tươi để chế biến sữa
đặc, sữa bánh hoặc sữa bột là những sản phẩm dễ vận chuyển và dễ bảo quản hơn sữa
tươi [15].
* Lipit
Chất béo là một trong những thành phần quan trọng nhất của sữa. Hàm lượng
chất béo của sữa bò khoảng 3,9%.
Chất béo của sữa dưới dạng những hạt hình cầu rất nhỏ. Kích thước của những
hạt chất béo phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Loại giống, thời gian khác nhau trong thời kỳ
tiết sữa... Các hạt chất béo kích thước lớn thì dễ tách ra khỏi sữa hơn là những hạt chất
béo có kích thước nhỏ. Khi để sữa yên lặng một thời gian, các hạt chất béo của sữa sẽ
nổi lên trên mặt thành một lớp váng mỏng gọi là váng sữa.
Trong thành phần chất béo của sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, trong đó
2/3 là acid béo no và còn lại là acid béo không no. Ngoài chất béo thuộc nhóm lipit của
sữa còn có phophatit và một số chất khác nhưng hàm lượng không nhiều [15].
* Protein
Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein. Hàm lượng protein
của sữa bò khoảng 3,3-3,5%. Trong thành phần protein của sữa có đến 19 loại acid
amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid amin không thay thế được như: Valin,
lơxin, tryptophan,...
Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: Casein chiếm khoảng 80%, lactalbumin
chiếm 12% và lactoglobulin chiếm 6% trong toàn bộ lượng protein có trong sữa và
còn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể [15].
+Casein:
Là nhóm protein chủ yếu trong protein của sữa. Chúng tồn tại dưới dạng micelle.
Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng. Nó bao
gồm nhiều loại casein khác nhau: α-casein, β-casein và k-casein. Mỗi micelle do nhiều
tiểu micelle hợp thành. Thành phần các casein trong tiểu micelle có thể thay đổi theo
những tỉ lệ khác nhau, Các phân tử α-casein và β-casein nằm tập trung tại tâm tiểu
micelle tạo nên vùng ưa béo, còn các phân tử k-casein được bố trí tại vùng biên tiểu
micelle.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
8
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
Casein là những protein có tính acid vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc acid
glutamic và acid aspartic. Các phân tử casein thường được phosphoryl hóa với nhưng
mức độ khác nhau trên gốc serin và threonine [15].
+Lactoglobulin:
Còn được gọi là globulin của sữa. Hàm lượng lactoglobulin trong sữa khoảng 0,1
theo khối lượng và chiếm tỉ lệ 3 so với lượng protein chung. Globulin sữa có nhiều
trong sữa non, thuộc loại protein đơn giản. Trong sữa, globulin tồn tại dưới dạng keo
và có độ phân tán kém hơn so với albumin sữa. Globulin có 3 dạng đồng phân: βglactoglobulin, epglobulin, pseudogglobulin. Chúng khác nhau về khả năng hòa tan
nước và tính kháng trùng [15].
+Lactoalbumi:
Còn gọi là albumin của sữa. Hàm lượng lactoalbumin trong sữa không nhiều
khoảng 0,5 – 1% tùy loại sữa. Trong sữa non có nhiều lactoalbumin hơn sữa thường.
Khác với casein, lactoalbumin ở trong sữa dưới dạng hòa tan. Dưới tác dụng của
nhiệt độ cao lactoalbumin bị đông tụ. Trong môi trường acid, khi tăng nhiệt độ thì mức
độ đông tụ nhanh và mau. Các enzyme làm đông tụ casein không có khả năng làm
đông tụ lactoalbumin. Sau khi đông tụ, lactoalbumin mất khả năng hòa tan lại trong
nước, nó chỉ có thể hòa tan lại trong một vài loại dung môi [15].
* Lactose
Lactose là một disaccharide do một phân tử glucse và một phân tử galactose liên
kết với nhau tạo thành. Trong sữa, đường lactose tồn tại dưới hai dạng:
+ Dạng α-lactose monohydrate C12H22O11.H2O (phân tử α-lactose ngậm một phân
tử nước).
+ Dạng β- lactose anhydrous C12H22O11 ( phân tử β- lactose khan).
Trong sữa đường lactose ở dạng hoà tan và là đường khử. Độ ngọt của lactose
thấp hơn nhiều so với các đisaccaride và monosacride khác (kém 30 lần sacharose).
Lactose có thể bị thuỷ phân thành hai đường monosacaride là glucose và galactose do
enzyme β-galactosidase (lactase) [15].
* Enzyme
Có nhiều loại enzyme khác nhau được tìm thấy trong sữa. Chúng do tuyến vú tiết
ra hoặc do các vi sinh vật trong sữa tổng hợp nên. Enzyme là những chất xúc tác phản
ứng, có bản chất là protein. Hai yếu tố ảnh hưởng mạnh đến tính chất của enzyme là
nhiệt độ và pH. Nhiệt độ thích hợp của enzyme là 25-500C. Sự có mặt của các enzyme
trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hóa học của sữa trong quá trình bảo
quản, từ đó làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng sữa. Tuy nhiên một số enzyme có
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
9
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
trong sữa như lactoperoxydase, lysozyme có vai trò kháng khuẩn. Chúng tham gia vào
việc ổn định chất lượng sữa tươi trong quá trình bảo quản trước khi chế biến [15].
Hàm lượng vi sinh vật trong sữa càng cao thì thành phần enzyme có trong sữa đa
dạng và hoạt tính enzyme sẽ càng cao.
+ Lipase: Enzyme quan trọng nhất trong sữa được kí hiệu là mLPL, là một
Glycoprotein gồm hai tiểu phần. pH tối thích là 8,9, hàm lượng trong sữa chỉ khoảng
1 đến 2 mg/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, quátrình 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. Trong sữa, một số lipase hấp phụ lên
màng bao xung quanh các hạt cầu béo, một số khác được tìm thấy trogn plasma, chúng
liên kết với các micelle của casein.
+ Lactoperoxydase: Enzyme này xúc tác phản ứng chuyển hoá oxy từ H2O2 đến
các chất oxy hoá khác, có pH tối thích là 6,8, hàm lượng trung bình trong sữa là 30
mg/l, bị vô hoạt hoá ở 800C trong vài giây, vì vậy người ta dựa trên sự có mặt của
enzyme này có trong sữa để xác định xem sữa đã qua khử trùng hay chưa. Nếu đã qua
khử trùng, sữa không còn hoạt tính enzyme này.
+ Phosphatase: Chúng xúc tác thuỷ phân liên kết ester giữa axit phosphoric và
glycerin, có hai dạng: phosphatase kiềm và phosphatase acid. Phosphatase có pH tối
thích là 9,6 có khả năng tái hoạt hoá. Bị thuỷ phân ở 300C trong 30 phút hoặc 800C tức
thì. Còn phosphatse acid có pH tối thích là 4,7 và là enzym bền nhiệt nhất trong sữa.
Để vô hoạt hoá hoàn toàn ta cần gia nhiệt sữa đến 960C trong 5 phút, bị vô hoạt bởi
NaF. Trong suốt chu kì tiết sữa bò, hoạt tính phosphatase axit trong sữa khá ổn định,
phosphatase kiềm tăng dần vào cuối chu kì tiết sữa [15].
+Catalase: Được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt cầu béo.
Nó xúc tác phản ứng phân huỷ hydrogen peroxyde thành nước và oxy tự do. Sữa
nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính catalase rất cao, có pH tối thích 6,8÷7. Catalase
bị vô hoạt ở 750C trong thời gian một phút, 65÷680C sau 30 phút.
+ Lysozym: Bền về nhiệt, xúc tác phản ứng thuỷ phân liên kết giữa acid
muramic và glusamine của mucopolysaccride trong màng tế bào vi khuẩn, từ đó gây
phân huỷ tế bào. Lysozym có pH tối thích là 7,9, hàm lượng trung bình 130 µg/l.
+ Protease: Enzyme này xúc tác phản ứng thuỷ phân protein. Có hai loại
protease: protease kiềm và protease acid. Chúng thường liên kết với casein và cũng bị
kết tủa ở pH = 4,6, protease axit có pH tối thích 4, còn protease kiềm là 7,5÷8,0.
Chúng bị vô hoạt hoàn toàn ở 800C sau 10 phút.
* Vitamin
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
10
Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương cam và sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu sữa tươi
Tuỳ theo khả năng hoà tan trong nước hay trong chất béo chia các vitamin
trong sữa chia làm hai nhóm:
+ Vitamin hoà tan trong nước: B1, B2,B3, B5, B6, C, H …
+ Vitamin hoà tan trong chất béo: A, D, E
* Hormone
Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình
sinh trưởng của động vật. Trong sữa bò có nhiều loại hormone được chia làm ba
nhóm: proteohormone, hormone peptide, hormone steoride [15].
* Các chất khác
Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2. Tổng hàm lượng
của chúng chiếm 5÷6% thể tích sữa hay khoảng 70 ml/lit trong đó 50÷70% là CO2,
5÷10% là oxy và 20÷30% là nitơ. Sữa mới vắt ra chứa một lượng lớn khí, sau đó sẽ
giảm dần và đạt mức bình thường, 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. Khi gia nhiệt thì
xuất hiện hiện tượng bài khí khiến cho độ axit của sữa giảm. Các chất khí trong sữa
thường tồn tại ở ba dạng: dạng hoà tan, dạng liên kết, dạng phân tán. Sắc tố xanh
clorophin, màu trắng do sự khuyếch tán ánh sáng bởi mixen protein [15].
2.1.1.5. Hệ vi sinh vật trong sữa
* Procaryote
Nhóm VSV procaryote có nhân chưa hoàn chỉnh. Đại diện quan trọng cho nhóm
này là vi khuẩn.
+Vi khuẩn lactic: Rất phổ biến trong tự nhiên, có dạng hình cầu hoặc hình gậy,
đứng riêng lẻ hoặc tạo chuổi, gram (+). Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu dao động trong
khoảng 25-470C. Để tồn tại trong môi trường sữa, vi khuẩn lactic tổng hợp năng lượng
ATP từ cơ chất lactose. Gồm vi khuẩn lactic đồng hình và vi khuẩn lactic dị hình.
+ Vi khuẩn Coliform: Thuộc nhóm gram (-), kỵ khí tùy tiện. Nhiệt độ sinh
trưởng tối ưu trong khoảng 30-440C. Trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hóa
đường lactose tạo acid lactic và các acid hữu cơ khác, khí CO2, H2,...Chúng cũng phân
giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu. Ở
nhiệt độ 750C trong khoảng thời gian 20 giây, vi khuẩn Coliform sẽ bị tiêu diệt.
+ Vi khuẩn sinh acid butyric (giống Clostridium): Là vi khuẩn gram (+), thuộc
nhóm kỵ khí bắt buộc, có khả năng sinh bào tử. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu ở 370C. Vi
khuẩn Clostridium chuyển hóa đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như
acid butyric, butanl, ethanol... làm thay đổi thành phần hóa học và giá trị cảm quan của
sữa trong quá trình bảo quản.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bê
Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
11
