Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa bột gầy gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng không đường và sữa chua uống hương chanh năng suất 11800 lít ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI:

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA
TỪ SỮA BỘT GẦY NĂNG SUẤT 29,6 TRIỆU LÍT
SỮA HOÀN NGUYÊN/NĂM GỒM HAI DÂY
CHUYỀN SẢN XUẤT:
SỮA TIỆT TRÙNG KHÔNG ĐƯỜNG
SỮA CHUA UỐNG HƯƠNG CHANH NĂNG SUẤT
11800 LÍT SẢN PHẨM/CA

Người hướng dẫn: TS. MẠC THỊ HÀ THANH
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ KHÁNH HUYỀN
Số thẻ sinh viên: 107140130
Lớp: 14H2B

Đà Nẵng, 05/2019


TÓM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng
không đường từ bột sữa gầy.
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Khánh Huyền.
Lớp: 14H2B
Khoa: Hóa

Nội dung tóm tắt:
-

Lập luận Kinh tế – Kỹ thuật.

-

Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm.

-

Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ.
Tính cân bằng vật chất.

-

Tính và chọn thiết bị.

-

Tính hơi – nước – nhiên liệu.
Tính tổ chức và xây dựng.
Kiểm tra sản phẩm và sản xuất.
An toàn lao động và vệ sinh sản xuất.

Số thẻ sinh viên:107140130.
Ngành: Công nghệ thực phẩm


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Khánh Huyền.

Số thẻ sinh viên:107140130.

Lớp: 14H2B
Khoa: Hóa
1. Tên đề tài đồ án:

Ngành: Công nghệ Thực phẩm

Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa bột gầy gồm 2 dây chuyền sản xuất:
Sữa tiệt trùng không đường.
Sữa chua uống hương chanh năng suất 11800 lít/ca.
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:
Năng suất của nhà máy: 29.600.000 lít nguyên liệu sữa hoàn nguyên trên một năm.
Sữa bột gầy có hàm lượng chất khô bằng 98%; 0,5% chất béo.
Nhà máy hoạt động với 2 dây chuyền sản xuất:
Sữa tiệt trùng không đường:
Hàm lượng chất khô: 12,5%
Sữa chua uống hương chanh: Năng suất: 11800 (lít/ca)
Hàm lượng chất khô: 17%

Hàm lượng đường saccharose: 5%
Hàm lượng chất béo: 3%
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Chương 1: Lập luận Kinh tế – Kỹ thuật
Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm
Chương 3: Thuyết minh dây chuyền công nghệ
Chương 4: Tính cân bằng vật chất
Chương 5: Tính và chọn thiết bị
Chương 6: Tính hơi – nước – nhiên liệu
Chương 7: Tính tổ chức và xây dựng.
Chương 8: Kiểm tra sản phẩm và sản xuất
Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh sản xuất
5. Các bản vẽ, đồ thị:
Bản vẽ dây chuyển sản xuất:
Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính:
Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính:

A0: 841 x 1189 (mm)
A0: 841 x 1189 (mm)
A0: 841 x 1189 (mm)

Bản vẽ đường ống – hơi nước:

A0: 841 x 1189 (mm)

Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy:

A0: 841 x 1189 (mm)

6. Họ tên người hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 14/02/2019
8. Ngày hoàn thành đồ án: 28/05/2019
Trưởng Bộ môn

PGS – TS. Đặng Minh Nhật

Đà Nẵng, ngày ... tháng ... năm 2019
Người hướng dẫn

TS. Mạc Thị Hà Thanh


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy cô giảng viên khoa Hóa –
ngành Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng đã tạo
điều kiện cho em được học tập, nghiên cứu trong một môi trường khoa học và chủ động.
Những kiến thức tại trường mà các thầy cô trao cho em sẽ là hành trang quý báu giúp
em vào đời vững vàng.
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em xin chân thành cảm
ơn cô Mạc Thị Hà Thanh đã trực tiếp giúp đỡ, chỉ bảo tận tình cho em rất nhiều. Những
điều cô chỉ dạy giúp em có thêm nhiều kiến thức lý thuyết chuyên sâu cũng như kiến
thức thực tế trong việc thiết kế, vận hành sản xuất nhà máy sữa.
Bên cạnh đó em cũng gửi lời cảm ơn đến các bạn trong nhóm đồ án do cô Mạc Thị
Hà Thanh hướng dẫn đã giúp đỡ, chia sẻ kiến thức trong quá trình thực hiện đồ án tốt
nghiệp.
Cuối cùng, con xin cảm ơn cha mẹ đã tài trợ kinh tế và tinh thần cho con trong
suốt thời gian được ngồi trên ghế nhà trường.
Do còn nhiều hạn chế về kiến thức chuyên môn cũng như kiến thức thực tế nên bài

làm của em không tránh khỏi những thiếu sót. Mong quý thầy cô và bạn đọc góp ý, xây
dựng để đề tài này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Đà Nẵng, ngày 26 tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Khánh Huyền

i


CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đồ án được hoàn thành đúng theo quy định về liêm chính học
thuật của trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng. Những nội dung trong đồ án được trình
bày đúng với nguồn trích dẫn rõ ràng và chính xác. Nếu có sai phạm em xin chịu hoàn
toàn trách nhiệm trước nhà trường.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Khánh Huyền

ii


MỤC LỤC

Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp
Lời cảm ơn .................................................................................................................. i
Cam đoan ................................................................................................................... ii
Mục lục .....................................................................................................................iii

Danh sách hình, bảng vẽ .......................................................................................... viii
Lời mở đầu ................................................................................................................. 1
Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật ..................................................................... 2
1.1.

Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa ............................................... 2

1.2.
1.3.
1.4.
1.4.1.
1.4.2.

Vị trí đặt nhà máy ......................................................................................... 2
Giao thông vận tải ......................................................................................... 2
Nguồn cung cấp điện, nước, hơi ................................................................... 3
Nước ............................................................................................................... 3
Nguồn cung cấp điện....................................................................................... 3

1.4.3.

Nguồn cung cấp hơi ........................................................................................ 3

1.5.
1.6.
1.7.

Vùng nguyên liệu........................................................................................... 3
Nguồn nhân lực ............................................................................................. 3
Thị trường tiêu thụ........................................................................................ 4

1.8.
Sự hợp tác hóa ............................................................................................... 4
1.9.
Thiết bị trong nhà máy ................................................................................. 4
1.10. Kết luận ......................................................................................................... 4
Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm ................................................. 5
2.1.
Giới thiệu về nguyên liệu .............................................................................. 5
2.1.1. Tổng quan về sữa tươi ..................................................................................... 5
2.1.2. Nguyên liệu trong sản xuất sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng
không đường từ bột sữa gầy ....................................................................................... 11
2.2.
Tổng quan về sản phẩm .............................................................................. 17
2.2.1. Sữa chua uống hương chanh.......................................................................... 17
2.2.2.
2.3.
2.3.1.

Sữa tiệt trùng không đường ........................................................................... 18
Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa và các sản phẩm của sữa ................... 19
Trên thế giới ................................................................................................. 19

2.3.2.

Tại Việt Nam ............................................................................................... 19

Chương 3: Thuyết minh quy trình công nghệ ........................................................ 21
iii

3.1.
3.2.
3.2.1.

Quy trình công nghệ.................................................................................... 21
Thuyết minh quy trình công nghệ .............................................................. 22
Nhập liệu

3.2.2.
3.2.3.

Thuyết minh công đoạn chung cho hai dây chuyền sản xuất.......................... 22
Thuyết minh các công đoạn của dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng không

đường ...................................................................................................................... 24
3.2.4. Thuyết minh các công đoạn của dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương
chanh ...................................................................................................................... 25
Chương 4: Tính cân bằng vật chất.......................................................................... 30
4.1.
4.1.1.
4.1.2.

Kế hoạch sản xuất của nhà máy ................................................................. 30
Năng suất của nhà máy, số liệu ban đầu ........................................................ 30
Phân tích kế hoạch sản xuất........................................................................... 31

4.2.
4.2.1.
4.2.2.

4.2.3.

Tính cân bằng vật chất................................................................................ 32
Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương chanh
...................................................................................................................... 32
Tính cân bằng vật chất cho các công đoạn chung của cả 2 dây chuyền .......... 35
Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng không đường

4.3.

...................................................................................................................... 37
Tính toán bao bì .......................................................................................... 37

4.3.1.
4.3.2.

Sữa tiệt trùng không đường ........................................................................... 37
Sữa chua uống hương dâu ............................................................................. 38

4.4.
Bảng tổng kết............................................................................................... 39
Chương 5: Tính và chọn thiết bị ............................................................................. 42
5.1.
Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất............................................. 42
5.2.
Cách chọn thiết bị ....................................................................................... 43
5.3.
Tính toán thiết bị ......................................................................................... 43
5.4.
5.4.1.

5.4.2.
5.4.3.
5.4.4.

Chọn và tính toán thiết bị cho dây chuyền sản xuất chung ....................... 43
Phễu nhập liệu, phễu định lượng và silo chứa liệu ......................................... 43
Hệ thống phối trộn tuần hoàn ........................................................................ 46
Ống lọc ......................................................................................................... 50
Thiết bị gia nhiệt sơ bộ .................................................................................. 51

5.4.5.
5.4.6.
5.5.
5.5.1.

Thiết bị bài khí .............................................................................................. 51
Thiết bị đồng hóa .......................................................................................... 52
Tính toán thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng không đường . 53
Thiết bị tiệt trùng UHT và làm nguội ............................................................ 53

5.5.2.

Bồn chờ rót vô trùng ..................................................................................... 54
iv


5.5.3.
5.5.4.
5.6.

Máy chiết rót vô trùng ................................................................................... 55
Thiết bị đóng thùng ....................................................................................... 56
Tính toán thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương chanh

5.6.1.

...................................................................................................................... 57
Thiết bị thanh trùng và làm nguội.................................................................. 57

5.6.2.
5.6.3.

Thùng hoạt hóa giống.................................................................................... 58
Thiết bị lên men ............................................................................................ 59

5.6.4.

Silo chứa đường tinh thể và vít tải định lượng đường .................................... 59

5.6.5.

Nồi nấu siro đường........................................................................................ 61

5.6.6.
5.6.7.
5.6.8.

Phối trộn ....................................................................................................... 63
Đồng hóa ...................................................................................................... 64
Tiệt trùng UHT và làm nguội ........................................................................ 64

5.6.9.
5.6.10.
5.6.11.
5.6.12.
5.6.16.

Chờ rót .......................................................................................................... 65
Rót sản phẩm ................................................................................................ 66
Thiết bị xếp hộp ............................................................................................ 67
Thiết bị làm lạnh nước dùng cho làm nguội sữa sau tiệt trùng ....................... 67
Lưu lượng kế................................................................................................. 69

5.6.14. Bơm ly tâm ................................................................................................... 70
5.6.15. Cyclone ......................................................................................................... 70
5.6.16. Quạt thổi ....................................................................................................... 71
5.6.17. Bơm áp lực cao ............................................................................................. 71
5.6.18. Băng tải vận chuyển ...................................................................................... 71
Chương 6: Tính nhiệt, hơi, nước ............................................................................. 74
6.1.
Tính nhiệt .................................................................................................... 74
6.1.1. Thiết bị gia nhiệt nước dùng cho phối trộn .................................................... 74
6.1.2. Thiết bị gia nhiệt trước khi bài khí ................................................................ 75
6.1.3.
6.1.4.
6.1.5.
6.1.6.
6.1.7.

Thiết bị tiệt trùng sữa tiệt trùng không đường................................................ 77

Thiết bị thanh trùng và làm nguội.................................................................. 78
Thiết bị lên men ............................................................................................ 80
Nồi nấu siro đường........................................................................................ 83
Thiết bị tiệt trùng sữa chua uống hương chanh .............................................. 85

6.2.
6.2.1.
6.2.2.
6.3.

Tính hơi và nhiên liệu ................................................................................. 87
Tính tổng lượng hơi sử dụng ......................................................................... 87
Tính nhiên liệu .............................................................................................. 89
Tính nước .................................................................................................... 89

6.3.1.

Cấp nước....................................................................................................... 89
v


6.3.2. Thoát nước .................................................................................................... 94
Chương 7: Tính tổ chức – tính xây dựng ............................................................... 95
7.1.
Tính tổ chức................................................................................................. 95
7.1.1.
7.1.2.

Sơ đồ tổ chức nhà máy .................................................................................. 95
Chế độ làm việc ............................................................................................ 95

7.1.3.
7.2.

Tính nhân lực ................................................................................................ 96
Tính xây dựng ............................................................................................. 97

7.2.1.

Kho nguyên vật liệu ...................................................................................... 98

7.2.2.

Phân xưởng sản xuất chính.......................................................................... 100

7.2.3.
7.2.4.
7.2.5.

Lò hơi ......................................................................................................... 101
Phân xưởng cơ khí ...................................................................................... 101
Khu xử lí nước thải ..................................................................................... 101

7.2.6.
7.2.7.
7.2.8.
7.2.9.
7.2.10.

Khu cung cấp nước và xử lý nước ............................................................... 102

Kho thành phẩm .......................................................................................... 102
Bãi nhập và xuất hàng ................................................................................. 103
Khu hành chính ........................................................................................... 103
Nhà ăn......................................................................................................... 103

7.2.11. Nhà để xe .................................................................................................... 104
7.2.12. Gara ô tô ..................................................................................................... 104
7.2.13. Trạm biến áp ............................................................................................... 104
7.2.14. Nhà đặt máy phát điện dự phòng ................................................................. 104
7.2.15.
7.2.16.
7.2.17.
7.2.18.
7.2.19.

Nhà sinh hoạt vệ sinh .................................................................................. 105
Phòng bảo vệ............................................................................................... 106
Khu xử lý .................................................................................................... 106
Phân xưởng lạnh ......................................................................................... 106
Kho chứa hóa chất....................................................................................... 106

7.2.20. Khu đất mở rộng ......................................................................................... 106
7.2.21. Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa ....................................................................... 107
7.2.22. Kho chứa nhiên liệu .................................................................................... 107
7.2.23. Đường giao thông trong nhà máy ................................................................ 107
Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm .......................................................... 110
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.

Mục đích .................................................................................................... 110
Kiểm tra nguyên liệu ................................................................................. 111
Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất ................................... 111
Kiểm tra thành phẩm................................................................................ 113

Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh ................................................................ 114
vi


9.1.
9.1.1.
9.1.2.

An toàn lao động ....................................................................................... 114
Những nguyên nhân gây ra tai nạn .............................................................. 114
Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động .................................................. 114

9.1.3.
9.2.

Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động .................................................. 115
Vệ sinh nhà máy ........................................................................................ 116

9.2.1.
9.2.2.

Cấp và thoát nước ....................................................................................... 116
Nhà cửa và thiết bị ..................................................................................... 116

9.2.3.

Không khí và ánh sáng ................................................................................ 116

9.2.4.

Vệ sinh sản xuất .......................................................................................... 116

9.2.5. Vệ sinh cá nhân ........................................................................................... 116
9.2.6. Xử lý nước thải ........................................................................................... 117
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 118
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 119

vii


DANH SÁCH HÌNH, BẢNG VẼ
Hình 2.1. Cấu trúc micelle của casein .......................................................................... 8
Hình 2.2. Sữa tiệt trùng không đường. ....................................................................... 18
Hình 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ .......................................................................... 21
Hình 3.2. Sơ đồ hệ thống phối trộn tuần hoàn ............................................................ 22
Hình 4.1. Sơ đồ Phối trộn........................................................................................... 33
Hình 4.2. Sơ đồ Lên men ........................................................................................... 34
Hình 5.1. Hệ thống phễu nạp ..................................................................................... 44
Hình 5.2. Silo chứa bột sữa gầy theo 2 tuần ............................................................... 44
Hình 5.3. Phễu cân định lượng bột sữa gầy ................................................................ 45
Hình 5.4. Silo chứa bột sữa gầy theo ngày ................................................................. 45
Hình 5.5. Thiết bị gia nhiệt nước phối trộn ................................................................ 46
Hình 5.6. Thùng chứa nước ....................................................................................... 47
Hình 5.7. Thiết bị phối trộn chân không..................................................................... 48

Hình 5.8. Thùng tuần hoàn......................................................................................... 49
Hình 5.9. Thùng chứa dịch sữa sau hoàn nguyên. ...................................................... 49
Hình 5.10. Ống lọc thủy tĩnh GEA KA 70-76 ............................................................ 50
Hình 5.11. Thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản .................................................................. 51
Hình 5.12. Thiết bị bài khí ......................................................................................... 51
Hình 5.13. Máy đồng hóa áp lực ................................................................................ 52
Hình 5.14. Thùng chứa dịch sữa sau đồng hóa. .......................................................... 53
Hình 5.15. Thiết bị tiệt trùng UHT ............................................................................. 53
Hình 5.16. Bồn vô trùng ............................................................................................ 54
Hình 5.17. Máy chiết rót vô trùng Tetra pak JMB-8000 ............................................. 55
Hình 5.18. Máy đóng thùng ....................................................................................... 56
Hình 5.19. Thiết bị thanh trùng và làm nguội BS – 2 ................................................. 57
Hình 5.20. Thùng hoạt hóa men giống ....................................................................... 58
Hình 5.21. Thiết bị lên men ....................................................................................... 59
Hình 5.22. Silo chứa đường ....................................................................................... 60
Hình 5.23. Vít tải định lượng ..................................................................................... 60
Hình 5.24. Nồi nấu 2 vỏ ............................................................................................. 61
Hình 5.25. Thùng chứa siro đường............................................................................. 62
Hình 5.26. Thiết bị phối trộn...................................................................................... 63
Hình 5.27. Máy đồng hóa áp lực cao. ......................................................................... 64
Hình 5.28. Thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống ............................................................. 64
viii


Hình 5.29. Bồn chờ rót vô trùng ................................................................................ 65
Hình 5.30. Máy rót vô trùng....................................................................................... 66
Hình 5.31. Máy đóng thùng ....................................................................................... 67
Hình 5.32. Thiết bị làm lạnh nước.............................................................................. 68
Hình 5.33. thùng chứa nước lạnh ............................................................................... 68
Hình 5.34. Máy bơm ly tâm ....................................................................................... 70

Hình 5.35. Cyclone .................................................................................................... 70
Hình 5.36. Quạt thổi .................................................................................................. 71
Hình 6.1. Thiết bị Nồi hơi đốt dầu hộp khối ướt, model LD1.5/10W ......................... 88
Hình 7.1. Sơ đồ tổ chức ............................................................................................. 95
Hình 8.1. Quy trình kiểm tra sản xuất và sản phẩm tại nhà máy ............................... 110
Bảng 2.1. Thành phần chính của sữa (được tính xấp xỉ) ............................................... 5
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi .............................................................. 5
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu hóa lý của sữa tươi ................................................................... 6
Bảng 2.4. Hàm lượng các loại vitamin trong sữa bò ..................................................... 9
Bảng 2.5. Các chỉ tiêu về cảm quan của bột sữa gầy .................................................. 12
Bảng 2.6. Các chỉ tiêu về lý – hóa của bột sữa gầy ..................................................... 12
Bảng 2.7. Hàm lượng kim loại nặng trong bột sữa gầy ............................................... 12
Bảng 2.8. Chỉ tiêu vi sinh vật trong bột sữa gầy ......................................................... 13
Bảng 2.9. Tiêu chuẩn nước sản xuất theo quyết định 1329/2002/QĐ-BYT ................ 14
Bảng 2.10. Các chỉ tiêu về cảm quan của đường RE .................................................. 15
Bảng 2.11. Các chỉ tiêu về lý – hóa của đường RE ..................................................... 15
Bảng 2.12. Hàm lượng kim loại nặng trong đường RE............................................... 16
Bảng 4.1. Hao hụt và tổn thất giả thiết qua các công đoạn.......................................... 30
Bảng 4.2. Bảng nhập nguyên liệu của nhà máy .......................................................... 31
Bảng 4.3. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ................................................................. 31
Bảng 4.4. Bảng tổng kết cân bằng vật chất. ................................................................ 39
Bảng 4.5. Bảng tổng kết nguyên liệu chính phụ. ........................................................ 39
Bảng 4.6. Bảng tổng kết nguyên liệu trước khi vào thiết bị. ....................................... 40
Bảng 5.1. Bảng các thiết bị dùng trong nhà máy. ....................................................... 42
Bảng 5.2. Các thông số của phễu định lượng ............................................................. 45
Bảng 5.3. Các thông số của thiết bị gia nhiệt nước ..................................................... 46
Bảng 5.4. Các thông số của thiết bị phối trộn chân không .......................................... 47
Bảng 5.5. Các thông số của thiết bị lọc ...................................................................... 50
Bảng 5.6. Các thông số của thiết bị trao đổi nhiệt tấm bản ......................................... 51
Bảng 5.7. Các thông số của thiết bị bài khí ................................................................ 51

ix


Bảng 5.8. Các thông số của thiết bị đồng hóa ............................................................. 52
Bảng 5.9. Các thông số của thiết bị tiệt trùng UHT .................................................... 54
Bảng 5.10. Các thông số của bồn chờ rót vô trùng ..................................................... 54
Bảng 5.11. Các thông số của máy chiết rót vô trùng Tetra pak JMB .......................... 55
Bảng 5.12. Các thông số của máy đóng thùng carton tự động .................................... 56
Bảng 5.13. Các thông số của thiết bị thanh trùng và làm nguội BS – 2 ....................... 57
Bảng 5.14. Các thông số của thùng hoạt hóa men giống............................................. 58
Bảng 5.15. Các thông số của thiết bị lên men ............................................................. 59
Bảng 5.16. Các thông số của nồi hai vỏ ..................................................................... 61
Bảng 5.17. Các thông số của thiết bị phối trộn ........................................................... 63
Bảng 5.18. Các thông số của thiết bị đồng hóa ........................................................... 64
Bảng 5.19. Các thông số của thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống ................................... 65
Bảng 5.20. Các thông số của bồn vô trùng ................................................................. 65
Bảng 5.21. Các thông số của máy chiết rót vô trùng................................................... 66
Bảng 5.22. Các thông số của máy đóng thùng carton tự động .................................... 67
Bảng 5.23. Các thông số của thiết bị làm lạnh nước ................................................... 68
Bảng 5.24. Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế ......................................................... 70
Bảng 5.25. Các thông số của bơm ly tâm ................................................................... 70
Bảng 5.26. Các thông số của cyclone ......................................................................... 70
Bảng 5.27. Các thông số của quạt thổi ....................................................................... 71
Bảng 5.28. Thông số kỹ thuật của bơm áp lực cao ..................................................... 71
Bảng 5.29. Bảng tổng kết các thiết bị dùng trong nhà máy. ........................................ 72
Bảng 6.1. Lượng hơi cần sử dụng cho các thiết bị. ..................................................... 87
Bảng 6.2. Bảng thông số nồi cấp hơi. ......................................................................... 88
Bảng 7.1.Bảng tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp ................................................... 96
Bảng 7.2. Bảng tổng kết các công trình xây dựng trong toàn nhà máy ..................... 108
Bảng 1.1. Bảng kiểm tra nguyên liệu. ...................................................................... 111

Bảng 8.2. Bảng kiểm tra các công đoạn sản xuất...................................................... 111
Bảng 8.3. Bảng kiểm tra thành phẩm. ...................................................................... 113

x


LỜI MỞ ĐẦU

Sữa và các sản phẩm từ sữa là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng. Trong sữa
chứa nhiều protein, lipit, gluxit, vitamin và khoáng chất. Những hợp chất này rất cần
thiết cho đời sống hằng ngày của con người.
Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội, các nhu cầu về đời sống con người
ngày càng được chú ý và phát triển. Trong đó nhu cầu dinh dưỡng chiếm một vị trí quan
trọng. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều mặt hàng sữa phục vụ cho nhiều đối tượng,
nhiều độ tuổi khác nhau, vì vậy việc tạo ra mặt hàng sữa thu hút khách hàng này là một
thử thách lớn. Để thu hút khách hàng thì các doanh nghiệp phải không ngừng cải tiến
sản phẩm, tạo ra sản phẩm có mẫu mã đẹp, đảm bảo chất lượng an toàn vệ sinh thực
phẩm.
Về mặt công nghệ thì công nghệ chế biến sữa là tương đối đa dạng và phức tạp.
Đối với mỗi một sản phẩm đều có một dây chuyền chế biến riêng. Do vậy, việc đầu tư
dây chuyền thiết bị cho công nghệ chế biến sữa đòi hỏi phải hiện đại nên đầu tư kinh
phí lớn. Tuy nhiên, từ nhu cầu thực tế của cuộc sống cũng như nền kinh tế nước nhà,
nhà nước ta đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho sự phát triển ngành công nghệ chế biến
sữa Việt Nam.
Trong các sản phẩm từ sữa thì sữa chua uống và sữa tiệt trùng là hai sản phẩm chế
biến từ sữa rất phổ biến trên toàn thế giới. Nhận thấy được xu hướng đó nên tôi đã chọn
đề tài: “ Thiết kế nhà máy chế biến sữa gồm 2 dây chuyền sản xuất:
- Sữa chua uống hương chanh.
- Sữa tiệt trùng không đường. ”
Trong quá trình thực hiện đồ án, nhờ áp dụng các kiến thức học ở giảng đường và

sự tìm hiểu công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa hiện nay, tôi đã thiết kế một
nhà máy sữa đồng bộ và được điều khiển hoàn toàn tự động. Tuy nhiên do kiến thức của
bản thân còn hạn chế và những khó khăn trong việc tiếp cận công nghệ mới, đồ án sẽ
không tránh khỏi những sai sót, kính mong thầy cô đóng góp ý để bản thiết kế hoàn
thiện hơn.

1


Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

CHƯƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ − KỸ THUẬT

1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy sữa
Hiện nay, nhu cầu sử dụng sữa và các sản phẩm từ sữa ở Việt Nam và trên thế
giới tương đối lớn, không ngừng gia tăng cả về số lượng lẫn chất lượng mà còn đòi hỏi
đầy đủ về an toàn vệ sinh thực phẩm. Bởi vì sữa là một thực phẩm giàu dinh dưỡng, việc
sử dụng sữa hoặc các sản phẩm từ sữa mỗi ngày sẽ giúp sự phát triển toàn diện cả về thể
lực, trí lực, tăng cường 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. Vì vậy, việc xây dựng nhà máy chế biến
sữa hiện đại sẽ đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng
thời hướng đến xuất khẩu. Khi nhà máy đi vào hoạt động không những góp phần giải
quyết công ăn việc làm mà còn tăng thu nhập cho người lao động, mang lại nguồn lợi
nhuận to lớn cho nhà đầu tư.
1.2. Vị trí đặt nhà máy
Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng rất lớn đến sự tồn tại của
nhà máy vì vậy khi xây dựng nhà máy sữa cần phải đảm bảo những yêu cầu về:
- Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ sản phẩm
- Giao thông vận tải thuận lợi
- Cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng

- Cấp thoát nước thuận lợi
- Nguồn nhân lực dồi dào
- Thuận lợi cho việc liên hiệp hóa.
Từ những luận điểm trên, sau quá trình nghiên cứu, em chọn địa điểm để đặt nhà
máy tại khu công nghiệp Hòa Khánh mở rộng, thành phố Đà Nẵng có các đặc điểm sau:
- Tên KCN: Hòa Khánh mở rộng – Đà Nẵng.
- Chủ đầu tư: Công ty Cổ phần Đầu tư Sài Gòn – Đà Nẵng.
- Địa chỉ: Quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng.
- Điều kiện khí hậu: [5] Nhiệt độ trung bình 25,9oC. Độ ẩm trung bình 83,4%.
Lượng mưa trung bình hàng năm: 2504,57 mm; lượng mưa cao nhất vào các
tháng 10, 11. Hướng gió chủ yếu là Đông Nam.
- Tổng diện tích: 394 ha trong đó có 303,93 ha đất công nghiệp có thể cho thuê,
phần còn lại dành cho các công trình công cộng, trồng cây xanh và xây dựng các
dịch vụ phục cho công trình. [6]
- Diện tích có thể cho thuê: 80 ha. [6]
1.3. Giao thông vận tải
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

2


Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

Khu công nghiệp Hòa Khánh được thành lập theo Quyết định số 3698/QĐ-UB
ngày 12/12/1996 của Chủ tịch Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam - Đà Nẵng (cũ), thuộc
phường Hòa Khánh - quận Liên Chiểu, với tổng diện tích ban đầu là 423,5 ha, nay là
394 ha. Nằm cạnh quốc lộ 1A là đầu mối giao thông quan trọng của đất nước, cách sân
bay quốc tế Đà Nẵng 10 km, cách cảng biển Tiên Sa 20 km, cảng Sông Hàn 13 km, cảng

biển Liên Chiểu 5 km. Đây là những điều kiện rất thuận lợi để nhập, chuyên chở nguyên
liệu, sản phẩm… và liên kết được với các thị trường tiêu thụ lớn trong nước và nước
ngoài. [7]
1.4. Nguồn cung cấp điện, nước, hơi
1.4.1. Nước
Nhà máy chế biến sữa cần một lượng nước lớn. Nhà máy sử dụng nguồn nước
chính của địa phương đã qua xử lý, nguồn nước còn được lấy từ các giếng khoan, được
xử lí để đạt yêu cầu của nước thuỷ cục.
Nước thải của nhà máy sau khi được xử lý sẽ được thoát ra ngoài theo hệ thống
thoát nước chung của khu công nghiệp, còn nước ngưng có thể được tái sử dụng lại cho
mẻ sau. Tuyệt đối không để nước thải ứ đọng gây ô nhiễm mỗi trường làm ảnh hưởng
đến sản xuất của nhà máy.
1.4.2. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện của khu công nghiệp
với điện áp 220/380V. Để đề phòng các sự cố: mất điện, hư hỏng máy móc dẫn đến chập
điện..., nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng.
1.4.3. Nguồn cung cấp hơi
Trong nhà máy hơi nước được dùng vào nhiều mục đích khác nhau như thanh
trùng, tiệt trùng, máy rót,...Hơi nước phải là hơi bão hoà và được cung cấp bởi lò hơi.
Nguyên liệu dùng cho lò hơi có thể là dầu DO, hoặc FO tùy vào mục đích sử dụng.
1.5. Vùng nguyên liệu
Sữa bột: Chủ yếu nhập khẩu từ Hà Lan qua cảng Tiên Sa – Đà Nẵng và được vận
chuyển bằng xe tải về nhà máy.
Đường RE: mua từ các công ty đường trong nước: Biên Hòa, Quãng Ngải,…
Bơ: Nhập khẩu từ Newzeland, Bỉ.
Các nguyên liệu khác như hương, màu, chất ổn định, phụ gia,… mua tại các nhà
cung cấp trong nước và phải được cơ quan có thẩm quyền cho phép và đạt tiêu chuẩn
chất lượng được dùng trong ngành công nghiệp sản xuất các sản phẩm từ sữa.
1.6. Nguồn nhân lực
Đà Nẵng là một trong 5 thành phố trực thuộc trung ương của cả nước, là một thành

phố lớn của miền Trung, đang trên đà phát triển mạnh với 6 Khu Công Nghiệp thu hút
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

3


Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

nhiều lao động cần việc làm từ các tỉnh thành khác đổ về. Cộng với việc có nhiều trường
Đại học, Cao đẳng uy tín đào tạo hàng nghìn kỹ sư, cử nhân hằng năm. Vì vậy, nguồn
nhân lực cho nhà máy là dồi dào và chất lượng.
1.7. Thị trường tiêu thụ
Thị trường tiêu thụ chủ yếu của nhà máy là thành phố Đà Nẵng (tính đến năm
2013, dân số Đà Nẵng là 1.215.000 người, đến đầu năm 2019 là 1.231.000 người), các
tỉnh lân cận như Quảng Nam, Thừa Thiên Huế với hơn 2,6 triệu dân và khu vực miền
Trung. [8] Bên cạnh đó cũng hướng tới thị trường miền Nam, nơi có nhu cầu tiêu thụ
sữa và phô mai rất lớn.
1.8. Sự hợp tác hóa
Khu công nghiệp Hòa Khánh vốn là khu tập trung đa dạng các ngành nghề, đây là
cơ hội để nhà máy liên hợp hóa với các nhà máy khác trong cùng khu công nghiệp như:
công ty nhựa, công ty bao bì, nhà máy khí nén, nhà máy xử lí nước thải… để cùng chung
phát triển cơ sở hạ tầng, điện, nước… nhằm giảm thiểu chi phí vốn đầu tư.
Ngoài ra nhà máy còn liên kết với các dự án nuôi bò của nông dân vùng lân cận để
dần dần hình thành nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy, thay thế dần nguồn nguyên
liệu sữa bột của nước ngoài.
1.9. 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.

1.10. Kết luận
Từ những tìm hiểu và phân tích trên, ta thấy việc xây dựng nhà máy sữa tại khu
công nghiệp Hòa Khánh - Đà Nẵng là hoàn toàn hợp lí.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

4


Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1. Giới thiệu về nguyên liệu
2.1.1. Tổng quan về sữa tươi
Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuất từ ba
nguồn nguyên liệu chính: sữa bò, sữa dê và sữa cừu nhưng ở nước ta và nhiều quốc gia
khác nguồn nguyên liệu chính vẫn là sữa bò.
Sữa là sản phẩm giàu chất dinh dưỡng, chứa các chất cơ bản như: nước, latose,
protein, lipid, muối khoáng, vitamin, enzyme, các nguyên tố vi lượng, các acid amin
không thay thế,...cùng các chất màu và khí. Hàm lượng các chất khô trong sữa có thể
dao động trong khoảng rộng và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chủng nuôi, tình trạng
sinh lý, điều kiện chăn nuôi… [1]
Các thành phần chính của sữa tươi được cho trong bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thành phần chính của sữa (được tính xấp xỉ) [1]
Các thành phần chính

Hàm lượng trung bình (% khối lượng)

Nước

87,5

Tổng các chất khô

13

+ Carbonhydrate

4,8

+ Protein tổng

3,4

+ Casein

2,8

+ Chất béo

3,9

+ Khoáng

0,8

2.1.1.1. Một số chỉ tiêu cảm quan, hóa lý, vi sinh của sữa tươi

❖ Chỉ tiêu cảm quan
Các chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi được cho trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi [1]
Chỉ tiêu cảm quan
Màu

Từ trắng đục, kem nhạt đến hơi vàng

Mùi

Mùi đặc trưng của sữa, không có mùi lạ

Vị

Vị ngọt nhẹ, không có vị lạ

Trạng thái

Đồng nhất, không phân lớp

Tạp chất nhìn bằng mắt thường

Không có

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

5

Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

❖

Chỉ tiêu hóa lý
Các chỉ tiêu hóa lý của sữa tươi được cho trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu hóa lý của sữa tươi [1]
Đại lượng

Giá trị, trạng thái

Chỉ tiêu hóa lý
pH

6,5 ÷ 6,7

Độ chua (0T)

16 ÷ 18

Tỷ trọng (kg/l)

1,028 ÷1,036

Điểm đông đặc (0C)

-0,51 ÷ -0,59

Thế oxy hóa khử (V)

0,10 ÷ 0,20

Sức căng bề mặt ở 20C (dynes/cm)

50

Độ dẫn điện (1/ohm.cm)

0,004 ÷ 0,005

Nhiệt dung riêng (Cal/g.C)

0,933 ÷ 0,954

❖

Chỉ tiêu vi sinh
- Tổng độ vi khuẩn Lactic, Coliform, vi khuẩn sinh acid butyric, vi khuẩn sinh acid

propionic, vi khuẩn sinh độc tố và các vi khuẩn gây thối.
- Nấm men: Như Saccharomyces cerevisiae, Torulopsis lactis condense…
- Nấm sợi: Như Penicillium camembertii, Penicillium caseifulvum,…
- Độc tố vi nấm aflatoxin M1: 0,5 µg/kg.
Ngoài yêu cầu cơ bản về những chỉ tiêu trên, người ta thường quan tâm đến thành
phần serum – protein trong sữa tươi. Hàm lượng của chúng dao động 0,1 – 0,4 g/l, đây
là protein kém bền nhiệt. Một số phân tử dễ bị đông tụ khi xử lý ở nhiệt độ cao. Do đó
để sản xuất sữa tươi tiệt trùng yêu cầu sữa nguyên liệu có hàm lượng serum – protein
không được vượt quá 0,4 g/l. [1]
2.1.1.2. Cấu trúc hóa lý của sữa tươi

Về phương diện hóa lý người ta coi sữa tươi như là một thể keo gồm các cầu béo
(đường kính từ 0,1 - 20 µm, làm cho sữa có tính chất của một hệ nhũ tương) và các
micelle protein (đường kính gần 0,1 µm trong pha phân tán là nước).
2.1.1.3. Thành phần hóa học của sữa tươi
Sữa bao gồm 2 thành phần chính là nước và chất khô.
❖ Nước
Nước tự do: Chiếm 96-97% tổng lượng nước. Nước tự do ở dạng các hạt có kích
thước khác nhau, phân phối đồng đều trong sản phẩm và có thể tách ra được trong quá
trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hóa học với chất khô hoặc có thể bốc hơi trong quá
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

6


Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

trình bảo quản phô mai hoặc cũng có thể ngưng tụ trên bề mặt [1].
Nước liên kết: Chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 3 – 4%, hàm lượng nước liên kết phụ thuộc
vào các thành phần có trong hệ keo như: protein, các phosphate, polysaccharide. Nước
liên kết thường được gắn với các nhóm như: –NH2, –COOH, –OH, –CO–NH–,... [1]
❖ Chất khô
Bao gồm tất cả các thành phần của sữa, trừ nước: chất béo, protein, enzyme,
carbonhydrate, muối khoáng, các loại vitamin, acid amin,...
Chất béo sữa
Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng về mặt dinh dưỡng, chất béo
có độ sinh năng lượng cao có chứa các vitamin hòa tan (A, D, E, K). Ðối với các sản
phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm.
Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu đường kính 0,1 – 20 µm , các hạt

cầu béo được bao bọc bởi một lớp màng lipo – protein tích điện âm, các màng này có
vai trò làm bền hệ nhũ tương trong sữa. Nếu không đồng hóa sữa tươi, trong thời gian
bảo quản các hạt cầu béo có xu hướng kết hợp lại thành chùm nhờ một protein kém bền
nhiệt là agglutinin, do tỉ trọng cầu béo nhỏ hơn nước nên nó sẽ nổi lên tạo thành váng
sữa, tạo ra sự tách pha, bên trên là lipid, bên dưới là các chất có tỉ trọng cao như nước,
carbonhydrate, protein…
Chất béo sữa gồm 2 loại: Chất béo đơn giản và chất béo phức tạp.
- Chất béo đơn giản: Có hàm lượng 35-45 g/l gồm acid béo no và không no như:
acid butyric, acid caproic, acid palmitic, acid stearic, acid oleic, acid linoleic…
- Chất béo phức tạp: Thường chứa một ít P, N, S trong phân tử, các chất béo phức
tạp này có tên gọi chung là phosphoaminolipid đại diện là lecithin và cephalin.
Protein
Protein trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất, vì nó chứa hầu hết các loại acid
amin đặc biệt là acid amin không thay thế. Thành phần khối lượng theo chất khô của
các acid amin như sau: [1]
Alanine: 3,0%
Phenylamine: 5,0%
Tyrosine: 6,3%.
Tryptophan: 1,7%

Proline: 11,3%
Valine: 7,2%
Isoleucine: 6,1%
Histidin: 3,1%

Methionine: 2,8%
Serine: 6,3%
Leucine: 9,2%
Arginine: 4,1%

Threonine: 4,9%
Lysine: 8,2%
Acid aspartic: 7,1%
Acid glutamic: 22,4%
Cystine & Cysteine: 0,34%
Thành phần của các protein có trong sữa:
➢ Casein toàn phần (80% lượng protein tổng): 26 - 29 g/l [1]
Trong các thành phần trên thì casein là protein chủ yếu nhất ở trong sữa, casein là
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

7


Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

một Phosphoprotein, chúng tồn tại dưới dạng micelle, mỗi micelle chứa 65% nước, phần
còn lại là các protein và khoáng (Ca, Mg, P, NO3-). Mỗi micelle do khoảng 400-500 tiểu
micelle (submicelle) hợp thành, tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động từ
10-15 nm bao gồm khoảng 10 phân tử casein kết hợp lại với nhau [1].
Người ta có thể kết tủa casein dưới dạng hạt micelle lớn nhờ quá trình acid hoá sữa
đến pH đẳng điện của casein. Ðiều quan tâm trong công nghệ chế biến sữa về thành
phần casein là sự không đồng nhất của các thành phần casein, vì trong casein có casein chiếm 60% casein toàn phần, β-casein 30% và -casein 4 - 8% [1].
A: submicelle
B: chuỗi bề mặt
C: phosphat calci
D: ᴋ-casein
E: nhóm phosphat

Hình 2.1. Cấu trúc micelle của casein [1]
➢ β-lactoglobulin (7-12% w/w): 2,5 - 4 g/l
Có cấu trúc bậc hai, có dạng hình cầu, có các gốc phân cực, không phân cực và
các gốc ion hóa được phân bố đều trong phân tử, riêng các gốc ưa béo tập trung chủ yếu
ở phần bên trong của cấu trúc hình cầu nên β-lactoglobulin ít tương tác hoặc kết hợp với
các phân tử khác [1].
➢ -lactalbumin (2-5% w/w): 0,8 - 1,5 g/l
Protein dạng hình cầu, trong mỗi phân tử có chứa 1 nguyên tử Calci, có giá trị dinh
dưỡng cao nhờ các thành phần acid amin trong nó có cấu trúc cân đối [1].
➢ Imunoglobulin (1,9-3,3% w/w): 0,5 - 0,8 g/l
Được tổng hợp từ tế bào lympho B, có 3 loại được tìm thấy là IgG, IgM và IgA.
➢ Serum-albumin: 0,1 - 0,4 g/l
Có khối lượng phân tử lớn, có nguồn gốc từ máu và không đặc trưng cho sữa.
Serum-albumin rất mẫn cảm với nhiệt độ [1].
Đường Lactose
Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn
tại chủ yếu 2 dạng  (ngậm 1 nước) và β luôn ở trạng thái cân bằng theo tỉ lệ nhất định
trong điều kiện nhiệt độ nhất định. Sữa động vật là nguồn cung cấp lactose tự nhiên duy
nhất. Lactose khi bị thủy phân tạo ra các phân tử glucose và một phân tử galactose. [1]

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

8


Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

C12 H22O11 + H2O

→ C6H12O6 + C6H12O6
(lactose)
(glucose) (galactose)
Đường lactose ít hòa tan hơn đường saccharose ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn. Độ
hòa tan của đường lactose tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thủy phân rất chậm theo
nhiệt độ (bền dưới 1000C). 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 sinh vật để tạo ra các sản phẩm
khác nhau. Quan trọng nhất là tạo thành acid lactic trong sản xuất sữa lên men.
C12H22O11.H2O

→ 4CH3CHOH-COOH

(Lactose)
(Acid lactic)
Acid lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành acid propionic
hay acid butyric.
3CH3-CHOH-COOH → 2CH3-CH2-COOH + CH3-COOH + CO2 + H2O
(Acid lactic)
(Acid propionic)
2CH3-CHOH-COOH → CH3-(CH2)2-COOH + 2CO2 + 2H2
(Acid lactic)
(Acid butyric)
Ngoài lactose, trong sữa bò còn có glucose (70 mg/l), galactose (20 mg/l) và các
hợp chất glucide chứa Nitơ như N-acetyl glucosamine, N-acetyl galactosamine, acid Nacetyl neuramin…tuy nhiên hàm lượng rất nhỏ.
Các loại khoáng
Hàm lượng chất khoáng trong sữa 8 - 10 g/l, chiếm khoảng 0,72% w/w. Các muối
trong sữa ở dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein). Hàm lượng chủ yếu
trong sữa là Calci, Magie, Phospho,…tham gia vào cấu trúc của micelle và tồn tại dưới
muối hòa tan. Các nguyên tố khoáng khác như Natri, Kali, Clo,…đóng vai trò chất điện

ly, cùng với lactose góp phần cân bằng áp lực thẩm thấu của sữa trong bầu vú động vật
với áp lực máu. [1]
Ngoài ra còn các nguyên tố vi lượng khác như Al, Zn, Fe, Cu, Mo…cần thiết cho
quá trình dinh dưỡng của con người.
Vitamin
Hàm lượng các loại vitamin trong sữa bò được cho trong bảng 2.4.
Bảng 2.4. Hàm lượng các loại vitamin trong sữa bò [1]
Vitamin tan trong chất béo

Vitamin tan trong nước

Vitamin

Hàm lượng

Vitamin

Hàm lượng

Vitamin

Hàm lượng

A

0,2 ˗ 2,0 mg/l

B1

0,44 mg/l

B12

4,3 µg/l

D

0,375 ˗ 0,500 µg/l

B2

1,75 mg/l

C

20 µg/l

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

9


Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

E

0,75 ˗ 1,00 mg/l

B5

3,46 mg/l

H (biotin)

30 µg/l

K

80 µg/l

B6

0,5 mg/l

Acid folic

2,8 µg/l

Enzyme
Enzyme là chất xúc tác cho các phản ứng sinh hóa xảy ra, enzyme có bản chất là
protein. Sự có mặt của enzyme là nguyên nhân gây ra sự biến đổi thành phần hóa học
của sữa trong quá trình bảo quản làm giảm chất lượng sữa. Một số enzyme còn có khả
năng kháng khuẩn, giúp tham gia ổn định sữa trong bảo quản và chế biến. [1]
- Nhóm enzyme thủy phân: lysozyme, phosphatase, galactase, protease, lipase,
amylase. Trong đó, vai trò của các enzyme lipase có tính quyết định đến quá trình chế
biến và bảo quản sữa. Lipase có tác dụng thủy phân liên kết este trong triglyceride tạo
thành các acid béo tự do.
- Nhóm enzyme oxy hóa: reductase, lactoperoxidase, catalase. Các enzyme này có

vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa.
Acid hữu cơ
Trong sữa chứa nhiều acid hữu cơ như: acid citric, lactic, acetic,..Trong đó, acid
citric là acid cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm cho sữa nhờ sự tạo
thành acetoin, diacetyl và 2,3- butylen glycol. [1]
2.1.1.4. Vi sinh vật trong sữa
Vi khuẩn, nấm men, nấm sợi là các loại vi sinh vật có trong sữa.
❖ Vi khuẩn
Số lượng vi khuẩn trong sữa bò tươi sau khi vắt có thể dao động từ vài nghìn đến
vài triệu khuẩn lạc (CFU) trong 1 ml sữa tươi. Sữa được đánh giá có chất lượng vệ sinh
khá tốt khi tổng số vi khuẩn ≤ 105 CFU. [1]
➢ Vi khuẩn lactic
Phổ biến trong tự nhiên, hình cầu hoặc hình gậy, gram (+), topt= 25 - 470C, khi
thanh trùng thì các vi khuẩn lactic dễ dàng bị tiêu diệt. [1]
- Vi khuẩn lactic đồng hình: acid lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của nó
chiếm tỉ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác.
- Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm được tạo từ quá trình chuyển hóa đường
gồm có acid lactic, acid acetic, ethanol, CO2,…Hàm lượng acid lactic thấp.
Các vi khuẩn được sử dụng điển hình trong công nghệ chế biến sữa: Streptococcus
thermophilus (tác nhân hình thành acid và quá trình chín của phô mai), Streptococcus
cremoris, Streptococcus lactic (tác nhân đông tụ tự nhiên).
➢ Vi khuẩn coliform
Phổ biến trong đường ruột hệ tiêu hóa và phân của động vật, gram (–), kỵ khí tùy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

10

Đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

tiện, topt= 30 - 440C. Chúng chuyển hóa lactose thành các acid hữu cơ và khí CO2, H2,…,
cũng có thể phân giải protein tạo các chất khí làm sữa có mùi khó chịu. Một số sinh độc
tố. Bị tiêu diệt ở 750C trong 20 giây.
➢ Salmonella
Được tìm thấy trong phân gia súc và nguồn nước bị ô nhiễm, dạng hình gậy, gram
(–), có thể di động, gây viêm vuột, nôn, ói. Chúng bị tiêu diệt khi thanh trùng.
➢ Staphylococcus aureus
Có nhiều trong sữa của bò bị viêm vú, hình cầu, gram (+). Sinh độc tố bền nhiệt
gây ói mửa, tiêu chảy. Quá trình thanh trùng sẽ ức chế được loại vi khuẩn này.
➢ Vi khuẩn propionic (Propionibacterium
Trong dạ cỏ và đường ruột của động vật nhai lại và trong đất, có hình cầu, gram
(+), topt= 300C. Loại vi khuẩn này chuyển hóa lactose thành acid propionic, acid acetic,
CO2,..làm hư hỏng sữa. Tuy nhiên trong một số loại phô mai, người ta sử dụng canh
trường Propionibacterium thuần khiết để tạo ra cấu trúc lỗ hổng và hương vị đặc trưng
➢ Vi khuẩn gây thối
Loại vi khuẩn này có khả năng sinh tổng hợp protease ngoại bào trong sữa, các
enzyme này sẽ xúc tác quá trình thủy phân protein tạo ra các polypeptide, peptide và
acid amin, một số acid amin sẽ tiếp tục phân hủy thành H2S, NH3…gây thối sữa. Tương
tự, một số loại cũng sinh lipase, thủy phân chất béo gây mùi ôi.
Các chi thường gặp là: Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus,...
Và nhiều loại vi khuẩn khác.
❖ Nấm men, nấm sợi
➢ Nấm men
Cơ thể đơn bào, hình cầu hoặc oval, được tìm thấy trong đất, nước, thực vật,... Một
số loài thường gặp trong sữa: Saccharomyces cerevisiae, Debaromyces hanseii...
Nhiều nấm men thuộc loại kỵ khí tùy tiện, chúng sử dụng lactose cho quá trình
trao đổi chất, phát triển trong sữa gây một số biến đổi thành phần hóa học trong quá
trình bảo quản sữa. Con người chưa phát hiện loại nấm men nào nhiễm vào sữa sinh độc

tố gây bệnh cho người.
➢ Nấm sợi (nấm mốc)
Có dạng sợi, phân nhánh, xuất hiện phổ biến trong tự nhiên, ở bất kỳ nơi đâu, nhất
là những nơi ẩm ướt. Chúng là loài hiếu khí bắt buộc, topt= 20 - 300C.
Một số nấm sợi trong công nghệ chế biến sữa: Penicillium camemberti, P.casei,
Geotrichum candidum,…
2.1.2. Nguyên liệu trong sản xuất sữa chua uống hương chanh và sữa tiệt trùng
không đường từ bột sữa gầy
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Khánh Huyền

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

11