Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền sữa tiệt trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu năm và phô mai ủ chín năng suất 6 tấn sản phẩm ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI
VỚI HAI DÂY CHUYỀN:
SỮA TIỆT TRÙNG CÓ ĐƯỜNG NĂNG SUẤT 27 TRIỆU LÍT
NGUYÊN LIỆU/NĂM
PHÔ MAI Ủ CHÍN NĂNG SUẤT 6 TẤN SẢN PHẨM/CA
Sinh viên thực hiện: Võ Văn Khoa
Số thẻ sinh viên: 107140132

Lớp: 14H2B

Đà Nẵng – Năm 2019


Tên đề tài: Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền:
- Sữa tiệt trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm
- Phô mai ủ chín năng suất 6 tấn sản phẩm/ca.
Sinh viên thực hiện: Võ Văn Khoa
Số thẻ sinh viên: 107140132
Lớp: 14H2B
Thuyết minh đề tài thiết kế nhà máy sữa bao gồm các phần:
+ Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật
Lập luận kinh tế kỹ thuật cho việc xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp
Đà Nẵng như thị trường tiêu thụ, chi phí đất đai, vận tải, tình trạng địa hình thổ
nhưỡng, nguồn cung ứng nguyên – nhiên vật liệu, thời tiết địa phương,…
+ Chương 2: Tổng quan tài liệu
Giới thiệu, trình bày các thành phần, quy trình phản ứng diễn ra khi bảo quản,
sản xuất,…sữa và các sản phẩm từ sữa. Và tình hình sữa tại Việt Nam và trên thế giới.

+ Chương 3: Quy trình công nghệ sản xuất
Trình bày sơ đồ và thuyết minh quy trình công nghệ sản xuất.
+ Chương 4: Tính cân bằng vật chất
Tính toán chu trình, thời gian làm việc của toàn nhà máy. Tính toán cân bằng
vật chất trong quá trình sản xuất sữa và phô mai theo các thông số ban đầu đã cho.
+ Chương 5: Tính và chọn thiết bị
Tính toán và chọn thiết bị phù hợp, đảm bảo hiệu quả kinh tế, kỹ thuật.
+ Chương 6: Tính nhiệt -hơi-nước
Tính năng lượng sử dụng và nhiên liệu tiêu tốn của các thiết bị sử dụng hơi nhiệt. Tính nước cho các công trình cung cấp nước và xử lý nước thải
+ Chương 7: Tính tổ chức hành chính và xây dựng
Dựa vào chương V để tính các công trình xây dựng đảm bảo kỹ thuật và kiến
trúc có tính kinh tế, dựa vào chương I để điều chỉnh tổng quan phù hợp với vị trí địa
lý.
+ Chương 8: Kiểm tra sản xuất và chất lượng sản phẩm
+ Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên:

Võ Văn Khoa

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

Số thẻ sinh viên: 107140132
Ngành: Công Nghệ Thực phẩm

Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với hai dây chuyền:
- Sữa tiệt trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm.
- Phô mai ủ chín năng suất 6 tấn sản phẩm/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:
- Nguyên liệu sữa tươi có hàm lượng chất khô 13,5% trong đó 3% chất béo.
- Sữa tiệt trùng có đường có 3,4% chất béo, 5% saccharose
- Phô mai ủ chín tổng chất khô 44% trong đó 1,7% muối.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp.
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục hình ảnh
Danh mục bảng
Mở đầu
Chương 1: Lập luận kinh tế, kỹ thuật.
Chương 2: Tổng quan tài liệu.
Chương 3: Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ.
Chương 4: Tính cân bằng vật chất.
Chương 5: Chọn và tính thiết bị.

Chương 6: Tính cân bằng nhiệt - hơi - nước
Chương 7: Tính tổ chức - xây dựng
Chương 8: Kiểm tra sản xuất và sản phẩm.
Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp.
Kết luận.
Tài liệu tham khảo.


5. Các bản vẽ:
- Bản vẽ dây chuyền công nghệ (kích thước khổ giấy A0).
- Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (kích thước khổ giấy A0).
- Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (kích thước khổ giấy A0).
- Bản vẽ mặt bằng tổng thể (kích thước khổ giấy A0).
- Bản vẽ sơ đồ hơi nước (kích thước khổ giấy A0).
6. Họ và tên người hướng dẫn: Mạc Thị Hà Thanh
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 10/02/2019
7. Ngày hoàn thành đồ án: 28/05/2019
Đà Nẵng, ngày ...... tháng ....... năm 2019
Trƣởng bộ môn Công nghệ thực phẩm

Ngƣời hƣớng dẫn

PGS. TS ĐẶNG MINH NHẬT

TS. MẠC THỊ HÀ THANH


LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Hóa,

Ngành Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện
cho em được học tập và nghiên cứu trong môi trường học tập khoa học, giúp cho em
có kiến thức vững vàng trước khi bước vào đời. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn
sự chỉ bảo tận tình của cô giáo Mạc Thị Hà Thanh là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ
bảo cho em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Trong quá trình làm đồ án của mình, ngoài sự nổ lực của bản thân, em cũng đã
nhận được nhiều sự giúp đỡ từ bạn bè và các anh chị khóa trên, đã chia sẻ tài liệu, kiến
thức cũng như kinh nghiệm, bên cạnh đó cũng không thể thiếu sự quan tâm chỉ bảo tận
tình của các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm, đã giúp em có thể hoàn
thành tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của mình. Em xin hết lòng cám ơn và ghi nhận
những sự giúp đỡ chân thành.
Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế, cũng như thiếu
những trải nghiệm thực tế nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu
sót mong quý thầy cô và bạn bè góp ý.
Em xin chân thành cám ơn.
Đà Nẵng, ngày 18 tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện
Võ Văn Khoa

i


LỜI CAM ĐOAN

Đầu tiên em xin cam đoan bài làm đồ án tốt nghiệp của em hoàn toàn do chính
bản thân em thực hiện.
Các số liệu thống kê, số liệu nghiên cứu, các kiến thức, nhận định, các thông tin
thiết bị,… đều được trích dẫn chính xác từ các tài liệu đã được nêu trong mục Tài liệu
tham khảo với chú thích cụ thể.
Các bản vẽ được tham khảo từ đồ án của các năm trước nhưng không sao chép

nguyên mẫu.
Các giấy tờ quy định của nhà trường đã được em chuẩn bị đầy đủ. Bố cục và
trình bày bài làm thuyết minh, bản vẽ, các giấy tờ quy định cũng được thực hiện theo
đúng hướng dẫn của nhà trường.
Sinh viên thực hiện

Võ Văn Khoa

ii


MỤC LỤC

Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn
Lời cam đoan

i
ii

Mục lục
Danh sách các bảng, hình vẽ

iii
viii

Danh sách cá cụm từ viết tắt

xii

Trang

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG ....................................................................viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... xi
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT .................................................. 2
1.1. Sự cần thiết của xây dựng nhà máy ................................................................... 2
1.2. Vị trí đặt nhà máy ............................................................................................... 2
1.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội ở Đà Nẵng..................................................... 2
1.2.2. Vị trí đặt nhà máy .............................................................................................. 3
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ...................... 6
2.1. Tổng quan về nguyên liệu ................................................................................... 6
2.1.1. Sữa tươi ............................................................................................................. 6
2.1.2. Nguyên liệu phụ ............................................................................................... 13
2.2. Các quá trình biến đổi của sữa tƣơi trong bảo quản và chế biến ................... 17
2.2.1. Biến đổi trong bảo quản ................................................................................... 17
2.2.2. Biến đổi trong chế biến .................................................................................... 18
2.2.2.1. Biến đổi trong quá trình tiệt trùng.................................................................. 18
2.3. Tổng quan về sản phẩm .................................................................................... 19
2.3.1. Sữa tiệt trùng có đường .................................................................................... 19
2.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa ................................................................... 23
2.4.1. Tại Việt Nam ................................................................................................... 23
2.4.2. Trên thế giới..................................................................................................... 23
2.5. Phƣơng án thiết kế ........................................................................................... 24
CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ....................................... 25
3.1. Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng có đƣờng và phô mai ủ chín [1] ...
iii

............................................................................................................................25
MỤC LỤC
3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ.......................................................................26
3.2.1. Thuyết minh công đoạn chung cho 2 sản phẩm ................................................ 27
3.2.2. Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng ....................................................................... 29
CHƢƠNG 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ...................................................... 37
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ....................................................................... 37
4.1.1. Năng suất nhà máy ........................................................................................... 37
4.1.2. Phân tích kế hoạch sản xuất.............................................................................. 37
4.2. Tính toán ........................................................................................................... 39
4.2.1 Sữa tươi tiệt trùng có đường .............................................................................. 39
4.2.2. Phô mai ủ chín ................................................................................................. 42
4.2.3. Tính chung cho cả 2 dây chuyền ...................................................................... 49
4.2.4. Tính tỉ trọng ..................................................................................................... 49
4.2.5. Tính số hộp, số thùng cần cho hoàn thiện sản phẩm ......................................... 50
4.3. Bảng tổng kết .................................................................................................... 51
CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ ............................................... 54
5.1. Các thiết bị cần sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất ............................. 54
5.2. Cách chọn thiết bị và tính toán......................................................................... 55
5.2.1. Cách chọn thiết bị ............................................................................................ 55
5.2.2. Tính toán thiết bị .............................................................................................. 55
5.3. Thùng chứa nguyên liệu cho cả 2 dây chuyền.................................................. 56
5.4. Thiết bị chung cho 2 dây chuyền ...................................................................... 58
5.4.1. Thiết bị lọc ....................................................................................................... 58
5.4.2. Thiết bị định lượng........................................................................................... 59
5.4.3. Thiết bị xử lý nhiệt sơ bộ.................................................................................. 60
5.5. Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng có đƣờng .............................. 61
5.5.1. Nồi nấu siro...................................................................................................... 61
5.5.2. Bunke chứa đường ........................................................................................... 62

5.5.3. Thùng chứa siro sau nấu ................................................................................... 63
5.5.4. Thùng chứa nước hòa trộn siro ......................................................................... 64
5.5.5. Thiết bị phối trộn ............................................................................................. 64
5.5.6. Thiết bị bài khí ................................................................................................. 65
5.5.7. Thiết bị đồng hóa ............................................................................................. 65
5.5.8. Thiết bị tiệt trùng UHT..................................................................................... 66
5.5.9. Bồn chờ rót ...................................................................................................... 67
5.5.10. Chiết rót vô trùng và đóng hộp ....................................................................... 68
5.5.11. Máy đóng thùng ............................................................................................. 68
iv


5.6. Thiết bị cho dây chuyền sản xuất
phô LỤC
mai ủ chín............................................ 69
MỤC
5.6.1. Thiết bị chuẩn hóa ............................................................................................ 69
5.6.2. Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng....................................................................... 70
5.6.3. Thiết bị hoạt hóa giống lên men sơ bộ .............................................................. 71
5.6.4. Thiết bị lên men sơ bộ ...................................................................................... 72
5.6.5. Thiết bị thanh trùng, làm nguội ........................................................................ 73
5.6.6. Thùng hoạt hóa giống lên men ......................................................................... 74
5.6.7. Thiết bị lên men ............................................................................................... 74
5.6.8. Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh thế hệ mới ............................................... 75
5.6.9. Thiết bị đổ khuôn và ép tạo bánh...................................................................... 76
5.6.10. Bể ướp muối bánh phô mai ............................................................................ 77
5.6.11. Thiết bị phun bào tử ....................................................................................... 77
5.6.12. Phòng tàng trữ lạnh ........................................................................................ 78
5.6.13. Phòng ủ phô mai ............................................................................................ 79
5.6.14. Thiết bị đóng gói ............................................................................................ 80

5.7. Tính và chọn bơm ............................................................................................. 80
5.8. Bảng tổng kết thiết bị ........................................................................................ 82
CHƢƠNG 6: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT - HƠI - NƢỚC ................................... 84
6.1. Cân bằng nhiệt .................................................................................................. 84
6.1.1. Cân bằng nhiệt của thiết bị gia nhiệt bản mỏng ................................................ 84
6.1.1.4. Lượng nhiệt dịch sữa cần đạt được ................................................................ 85
6.1.2. Cân bằng nhiệt của thiết bị tiệt trùng UHT ....................................................... 85
6.1.3. Cân bằng nhiệt của thiết bị thanh trùng ............................................................ 87
6.1.4. Cân bằng nhiệt cho thiết bị nấu siro.................................................................. 88
6.1.5. Cân bằng nhiệt cho thiết bị lên men.................................................................. 90
6.2. Tính hơi và nhiên liệu ....................................................................................... 92
6.2.1. Tính tổng lượng hơi sử dụng ............................................................................ 93
6.2.2. Tính nhiên liệu ................................................................................................. 93
6.3. Tính nƣớc.......................................................................................................... 94
6.3.1 Cấp nước........................................................................................................... 94
6.3.1.1. Nước dùng trong sản xuất ............................................................................. 94
6.3.1.2. Nước dùng cho sinh hoạt ............................................................................... 94
6.3.1.3. Nước dùng cho thiết bị thanh trùng, tiệt trùng, làm lạnh ................................ 95
6.2.1.4. Nước dùng cho nồi hơi .................................................................................. 95
6.3.2. Thoát nước ....................................................................................................... 95
CHƢƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC - XÂY DỰNG ..................................................... 97
7.1. Sơ đồ tổ chức hành chính ................................................................................. 97
v


7.2. Chế độ làm việc .................................................................................................
97
MỤC LỤC
7.3. Tính nhân lực .................................................................................................... 98
7.3.1. Nhân lực ở các vị trí quản lý và phục vụ hỗ trợ ................................................ 98

7.3.2. Nhân lực tại phân xưởng sản xuất .................................................................... 98
7.4. Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy............................................................... 99
7.5. Các công trình trong nhà máy ........................................................................ 100
7.5.1. Phân xưởng sản xuất chính............................................................................. 100
7.5.2. Kho nguyên vật liệu ....................................................................................... 101
7.5.3. Kho thành phẩm ............................................................................................. 105
7.5.4. Gara ô tô ........................................................................................................ 106
7.5.5. Nhà để xe ....................................................................................................... 106
7.5.6. Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa .......................................................................... 107
7.5.7. Nhà ăn............................................................................................................ 107
7.5.8. Khu hành chính .............................................................................................. 107
7.5.9. Phòng bảo vệ.................................................................................................. 107
7.5.10. Các công trình phục vụ sinh hoạt, vệ sinh..................................................... 108
7.5.11. Khu xử lí nước thải ...................................................................................... 108
7.5.12. Trạm biến áp ................................................................................................ 109
7.5.13. Nhà đặt máy phát điện dự phòng .................................................................. 109
7.5.14. Khu cung cấp nước và xử lý nước ................................................................ 109
7.5.15.
7.5.16.
7.5.17.
7.5.18.

Đài nước ...................................................................................................... 110
Phân xưởng nồi hơi ...................................................................................... 110
Kho chứa nhiên liệu ..................................................................................... 110
Kho chứa hóa chất ........................................................................................ 111

7.5.19.
7.5.20.
7.5.22.

7.5.23.

Phân xưởng cơ khí ....................................................................................... 111
Phân xưởng lạnh .......................................................................................... 111
Kho bao bì.................................................................................................... 111
Bãi nhập hàng .............................................................................................. 112

7.5.24. Bãi xuất hàng ............................................................................................... 112
7.5.25. Phòng KCS .................................................................................................. 112
7.5.26. Đường giao thông trong nhà máy ................................................................. 112
7.5.26. Bảng tổng kết ............................................................................................... 113
7.6 Tính khu đất xây dựng nhà máy ..................................................................... 114
7.6.1. Diện tích khu đất ............................................................................................ 114
7.6.2. Tính hệ số sử dụng Ksd ................................................................................... 114
CHƢƠNG 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM ....... 115
8.1. Mục đích .......................................................................................................... 115
vi


8.2. Nội dung chính ................................................................................................
115
MỤC LỤC
8.2.1. Kiểm tra đầu vào ............................................................................................ 115
8.2.2. Kiểm tra các công đoạn trong quy trình sản xuất ............................................ 116
CHƢƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP .................... 119
9.1. An toàn lao động ............................................................................................. 119
9.1.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây tai nạn trong sản xuất ...................................... 119
9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ..................................................... 119
9.1.3. Những yêu cầu về an toàn lao động ................................................................ 120
9.2. Vệ sinh xí nghiệp ............................................................................................. 121

9.2.1. Vệ sinh cá nhân .............................................................................................. 121
9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị ............................................................................... 121
9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp ........................................................................................... 122
9.2.4. Xử lý nước thải .............................................................................................. 122
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 123
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 1

vii


DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Bản đồ vị trí của khu công nghiệp Hòa Khánh-Đà Nẵng............................... 3
Hình 2.1 Leuconostoc lactic....................................................................................... 16
Hình 2. 2 Lactococcus cremoris ................................................................................. 16
Hình 2. 3 Nấm sợi Geotrichum candidum .................................................................. 17
Hình 2.4 Nấm sợi Penicillium camemberti ................................................................. 17
Hình 2.5. Sản phẩm sữa tươi tiệt trùng ....................................................................... 20
Hình 2.6. Phô mai Camembert ................................................................................... 22
Hình 5.1. Thùng lưu trữ nguyên liệu một lớp SSG ..................................................... 56
Hình 5.2 Thùng chứa ................................................................................................. 56
Hình 5.3 Thiết bị lọc .................................................................................................. 59
Hình 5.4 Lưu lượng kế MAG-LOW 650 .................................................................... 60
Hình 5. 5 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng BR4 – JZH – 36B .................................... 60
Hình 5.6 Nồi nấu siro đường G300-I .......................................................................... 62
Hình 5.7 Bunke chứa đường ...................................................................................... 63
Hình 5.8 Thiết bị phối trộn......................................................................................... 64
Hình 5.9 Thiết bị bài khí Vacuum degasser ................................................................ 65
Hình 5.10 Thiết bị đồng hóa Tetrapak ........................................................................ 66

Hình 5.11 Thiết bị tiệt trùng UHT bản mỏng ............................................................. 66
Hình 5.12 Bồn chờ rót Tetra Pak® Aseptic Tank VC ................................................. 67
Hình 5.13 Máy đóng hộp Tetrapak A3 ....................................................................... 68
Hình 5.14 Máy đóng thùng ........................................................................................ 69
Hình 5.15 Thiết bị chuẩn hóa có cánh khuấy .............................................................. 70
Hình 5.16 Thiết bị trao đổi nhiệt BR4 – JZH – 10B ................................................... 71
Hình 5. 17. Thiết bị hoạt hóa giống ............................................................................ 72

viii


Hình 5.18 Thiết bị lên men sơ bộ ............................................................................... 73
Hình 5.19 Thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng BS-2 ................................................. 74
Hình 5.20 Thiết bị lên men ........................................................................................ 75
Hình 5.21. Thiết bị đông tụ và tách huyết thanh ......................................................... 75
Hình 5.22. Thiết bị đổ khuôn và ép khuôn ................................................................. 76
Hình 5.23. Bể ướp muối............................................................................................. 77
Hình 5.24. Thiết bị phun bào tử ................................................................................. 78
Hình 5.25. Giá đỡ phô mai ......................................................................................... 78
Hình 5.26 Thiết bị bao gói phô mai tự động XINYUE XY-250 ................................. 80
Hình 5. 27 Bơm ly tâm A41 ....................................................................................... 81
Hình 5.28. Bơm răng khía .......................................................................................... 81

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần chính của sữa ............................................................................ 6
Bảng 2.2. Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò ................................................ 7
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan của sữa tươi ............................................... 8
Bảng 2.4. Hàm lượng các loại vitamin trong sữa bò ................................................... 11
Bảng 2.5. Chỉ tiêu chất lượng đường.......................................................................... 13
Bảng 2.6. Chỉ tiêu nước theo TCVN 5502:2003......................................................... 14

Bảng 2.7. Chỉ tiêu cảm quan ...................................................................................... 20
Bảng 2.8. Chỉ tiêu hóa lý ........................................................................................... 20
Bảng 2.9. Chỉ tiêu vi sinh........................................................................................... 20
Bảng 2.10. Phân loại phô mai theo quá trình ủ chín ................................................... 21
Bảng 2.11. Hàm lượng kim loại nặng ......................................................................... 22
Bảng 4.1 Biểu đồ nhập liệu của nhà máy ................................................................... 37
Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất theo ca của nhà máy ......................................................... 38
Bảng 4.3 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy ...................................................... 38

ix


Bảng 4.4. Tỉ lệ hao hụt dây chuyền sản xuất sữa tươi tiệt trùng có đường .................. 39
Bảng 4.5. Hao hụt của nguyên liệu qua các công đoạn ............................................... 43
Bảng 4.6. Bảng tổng kết cân bằng vật chất ................................................................. 52
Bảng 4.7. Bảng tổng kết nguyên liệu phụ ................................................................... 53

Bảng 5.1. Các thiết bị cần sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất ........................... 54
Bảng 5.2. Bảng tổng kết thùng chứa........................................................................... 58
Bảng 5.3. Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế MAG-LOW 650................................. 60
Bảng 5.4.Thông số thiết bị trao đổi nhiệt.................................................................... 61
Bảng 5.7. Thông số thiết bị trao đổi nhiệt................................................................... 71
Bảng 5.8. Thông số thiết bị bao gói tự động ............................................................... 80
Bảng 5.10. Bảng tổng kết thiết bị phân xưởng sản xuất chính .................................... 82
Bảng 7.1. Các ngày nghỉ trong năm ........................................................................... 97
Bảng 7.2. Bảng tổng kết phân phối nhân lực tại vị trí trong nhà xưởng ...................... 98
Bảng 7.3. Thông số một silo tank trữ sữa ................................................................. 101
Bảng 7.4. Thông số thiết bị trao đổi nhiệt................................................................. 102
Bảng 7.5 Nguyên liệu phụ cần dùng......................................................................... 103
Bảng 7.6. Bảng tổng kết các công trình xây dựng trong nhà máy ............................. 113

x


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1.
2.

UHT - Ultra Hight Temperature: Nhiệt độ cực cao
CIP – Clean In Place: Làm sạch

3.
4.

Heat transfer surfac: Bề mặt trao đổi nhiệt
RE - Refined Extra: tinh chế

xi


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

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 nhiều 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
các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, chứa rất nhiều thành phần quan trọng như
protein, lipid, glucid, chất khoáng, vitamin,… Do đó, sữa là dạng thực phẩm rất quan

trọng và đầy đủ trong việc bổ sung và nâng cao dưỡng chất phục vụ cho các hoạt động
và sự phát triển của cơ thể.
Công nghiệp chế biến sữa luôn là lĩnh vực quan trọng trong ngành chế biến
thực phẩm. Các sản phẩm từ sữa rất đa dạng như kem, bơ, phô mai, yogurt, sữa tiệt
trùng, sữa thanh trùng. Ngoài ra sữa còn là nguyên liệu cho các ngành công nghệ chế
biến bánh kẹo, dược phẩm,… Với sự phát triển về quy mô dân số cũng như chất lượng
cuộc sống con người ngày càng nâng cao thì dự báo trong những năm tới ngành sữa có
phát triển lớn về cả quy mô kinh tế cũng như sự đa dạng về thương hiệu và chất lượng
sản phẩm.
Tại Việt Nam, ngành sữa được quan tâm chú trọng để đẩy mạnh phát triển.
Cũng nhờ thị trường tiềm năng và đang ngày càng lớn mạnh, chúng ta đang làm rất tốt
công tác thu hút các nhà đầu tư trong và ngoài nước. Sự ra đời của các nhà máy sữa
không những giúp đáp ứng các nhu cầu xã hội như nâng cao chế độ dinh dưỡng, phục
vụ các chương trình dinh dưỡng Quốc gia, dinh dưỡng học đường, giải quyết việc làm
cho người lao động,…mà còn hướng tới xuất khẩu, đem lại những nguồn lợi to lớn cho
nền kinh tế của đất nước. Vì vậy, việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là hữu ích và
cần thiết trong tình hình hiện nay.
Từ nhu cầu thực tế đó dẫn đến việc thực hiện đồ án:
Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tƣơi với 2 dây chuyền:
Sữa tiệt trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm.
Phô mai ủ chín năng suất 6 tấn sản phẩm/ca.

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 1


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

CHƢƠNG 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1. Sự cần thiết của 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.
Vì vậy, việc xây dựng nhà máy sữa hiện nay là một nhu cầu cần thiết nhằm đáp
ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng trong nước đồng thời hướng đến xuất
khẩu. Hơn nữa, xây dựng nhà máy còn góp phần giải quyết việc làm cho người lao
động, nâng cao tiềm lực kinh tế của nhà nước.
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 sau:
- Vị trí nhà máy 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, tôi chọn địa điểm xây dựng
nhà máy sữa tại khu công nghiệp Hòa Khánh, thành phố Đà Nẵng.
1.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội ở Đà Nẵng
1.2.1.1. Điều kiện tự nhiên
Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ cao và ít biến
động. Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu miền Bắc và miền
Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới ở phía Nam. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa khô
từ tháng 1 đến tháng 7 và mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12, thỉnh thoảng có
những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài.

Nhiệt độ: Trung bình hàng năm khoảng 25.6ºC; cao nhất là tháng 6 (29.2ºC),
thấp nhất là tháng 2 (21.2ºC). Riêng vùng rừng núi Bà Nà ở độ cao gần 1500m có
nhiệt độ trung bình từ 17ºC đến 20ºC.
Độ ẩm: Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83.4%.

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 2


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

Lượng mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm là 1355mm, cao nhất là tháng 10
với 266mm, thấp nhất là tháng 2 với 7mm.
- Hướng gió: Hướng gió chủ yếu là Đông Nam.
1.2.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
Thành phố Đà Nẵng nằm ở vị trí trung độ của Việt Nam, nằm trên trục giao
thông Bắc – Nam của quốc gia về đường bộ, đường sắt, đường hàng không; cách thành
phố Hà Nội 764km, cách thành phố Hồ Chí Minh 964km. Đà Nẵng có vị trí thuận lợi
về các tuyến đường biển, đường hàng không.
Đà Nẵng – Thành phố động lực của Vùng Kinh tế trọng điểm miền Trung. 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. Trong đó, Đà Nẵng được xác định là
thành phố đóng vai trò hạt nhân tăng trưởng, tạo động lực thúc đẩy phát triển cho cả
khu vực miền Trung và Tây Nguyên.

Đà Nẵng - Cửa ngõ phía Đông của Hành lang Kinh tế Đông – Tây (EWEC).
Hành lang Kinh tế Đông - Tây là một trong năm hành lang kinh tế được phát triển theo
sáng kiến của Ngân hàng Phát triển Châu Á ở khu vực Tiểu vùng sông Mê Kông. Đây
là tuyến đường bộ dài 1481 km nối hai bờ Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương đi qua
13 tỉnh/thành phố của 4 nước, bắt đầu từ thành phố cảng Mawlamyine đến cửa khẩu
Myawaddy (Myanma), đi qua Thái Lan, Lào và điểm đến cuối cùng là cảng Tiên Sa Đà Nẵng của Việt Nam.

Hình 1.1. Bản đồ vị trí của khu công nghiệp Hòa Khánh-Đà Nẵng
1.2.2. Vị trí đặt nhà máy
Là khu công nghiệp được thành lập thứ hai ở Đà Nẵng trên cơ sở thực hiện mô
hình phát triển kinh tế khu công nghiệp (KCN) của thành phố, KCN Hòa Khánh được
thành lập từ năm 1998 với tổng diện tích 395,72 ha, trong đó 298,25 ha đất công

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 3


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

nghiệp có thể cho thuê. Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10 km, cảng biển Tiên Sa 20
km, cảng sông Hàn 13 km, cảng biển Liên Chiểu 5 km Dự án do Công ty phát triển và
khai thác hạ tầng KCN Đà Nẵng (Daizico) thực hiện khai thác giai đoạn 1 và Công ty
cổ phần đầu tư Sài Gòn – Đà Nẵng kinh doanh khai thác hạ tầng giai đoạn 2. 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.

1.2.3. 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 Tiên Sa. 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.
1.2.4. 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 Đà Nẵng.
1.2.5. 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 mất điện, nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự
phòng.
1.2.6. Nguồn nhân lực
Đà Nẵng là thành phố lớn của khu vực miền Trung, đang trên đà phát triển
mạnh. Cộng thêm việc có nhiều trường Đại học, Cao đẳng trên địa bàn đào tạo hàng
nghìn kỹ sư mỗi năm. 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.
1.2.7. 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.
1.2.8. Nguồn cung cấp nguyên liệu

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 4


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

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 thuộc Tây Nguyên và khu vực
Đông Nam Bộ như Bình Dương, Lâm Đồng, Tp Hồ Chí Minh,…
Để phát triển lâu dài, cần xây dựng trang trại bò sữa phục vụ cho nhà máy ngay
trong thành phố Đà Nẵng hoặc các tỉnh lân cận như Quảng Nam, Huế, Quảng Trị.
1.2.9. Thị trường tiêu thụ
Với sự thu hút ngày càng nhiều lao động ngoại tỉnh đến, Quảng Nam-Đà Nẵng
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 Bình, Thừa Thiên Huế, Quảng
Trị...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.
1.2.10. 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.
1.2.11. Kết luận
Từ những tìm hiểu và phân tích trên, ta thấy việc xây dựng nhà máy sữa tại khu
công nghiệp Hòa Khánh – Đà Nẵng là hoàn toàn hợp lí.

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 5


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1. Tổng quan về nguyên liệu
2.1.1. Sữa tươi
2.1.1.1. Giới thiệu về nguyên liệu sữa tươi
Sữa là loại thực phẩm rất giàu chất dinh dưỡng. Trong sữa có đầy đủ các chất
cần thiết cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể và cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất
cao.
Sữa là chất lỏng sinh lí được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức
ăn để nuôi sống động vật non. Trong ngành công nghiệp sữa người ta sử dụng sữa dê,
sữa bò, sữa cừu. Tại Việt Nam, sữa bò là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công
nghệ thực phẩm.[1]
Bảng 2.1 Thành phần chính của sữa
Các thành phần chính

Hàm lượng trung bình (% khối lượng)

Nước

87,5

T ng c c ch t h

13

+ Carbohydrate

4,8

+ Protein tổng

3,4

+ Casein

2,8

+ Chất béo

3,9

+ Khoáng

0,8

2.1.1.2. Tính ch t hóa lý
Sữa bò thường có màu sắc từ trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy thường trong hơn và
ngả màu xanh nhạt. Sữa bò có mùi đặc trưng và vị ngọt nhẹ. Sữa có độ nhớt lớn hơn
hai lần so với nước, có hương vị nhẹ và có mùi ít rõ nét.
Giá trị pH của sữa: Thường được xác định ở 20oC. Sữa tươi có giá trị pH trung

bình là 6.6. Khi sữa bị nhiễm vi sinh vật như nhóm vi khuẩn lactic, chúng sẽ chuyển
hóa đường lactose trong sữa thành acid lactic và làm giảm giá trị pH của sữa.
Độ chua: Trong công nghiệp thực phẩm, độ chua được xác định bằng phương
pháp chuẩn độ.
SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 6


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

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.
Điểm đông đặc: 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 tinh của một số muối phosphate có trong sữa.[1]
Bảng 2.2 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa
Đại lƣợng

Đơn
vị đo

Giá trị

Đại lƣợng

Đơn vị

đo
V

Giá trị

-

6,5-6,7

Thế oxi hóa khử

Độ chua

ºD

15-18

Sức căng bề mặt Dynes/cm 50

Tỷ trọng

g/cm3

1,028-1,036

Độ dẫn điện

Điểm
đông đặc

ºC

0,540-0,590

Nhiệt dung
riêng

pH

0,1-0,2

1/ohm.cm 0,004-0,005
Cal/g.ºC

0,933-0,954

2.1.1.3. Tính ch t hóa học
❖ Độ acid hoạt động: Độ acid 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 ch t oxy hóa – hử 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 (acid
ascobic), vitamin E, B2, enzyme, chất màu v.v).
❖ Tính ch t eo 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[1]

2.1.1.4. Một số chỉ tiêu hóa lý, cảm quan và vi sinh của sữa
Chỉ tiêu hóa lý và cảm quan
Sữa tƣơi có một chỉ tiêu về hóa lý và cảm quan nhƣ sau: [1,4]

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 7


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

Bảng 2.3. Các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan của sữa tươi
Đại lƣợng

Giá trị, trạng thái
Chỉ tiêu hóa lý

pH

6,5 ÷ 6,7

Độ chua (oT)

16 ÷ 18

Tỷ trọng (kg/l)

1,028 ÷1,036

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 cảm quan

Màu

Từ trắng đục, kem nhạt đến hơi vàng

Mùi

Mùi đặc trưng, 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

Bảng 2.4 Chỉ tiêu vi sinh về giới hạn nhiễm khuẩn trong sữa tươi (theo QCVN
01-86:2017)
Tên chỉ tiêu

Giới hạn tối đa cho phép
n
c
m
m

Số lượng vi khuẩn tổng số
đến được tại 30oC tối đa
Số lượng vi khuẩn tổng số
đến được tại 30oC tối đa
Vi sinh vật gây bệnh

<3,0 x 105
CFU/ml
5

2

500

2000

Không có

Phân loại chỉ
tiêu
A
A
A

Ghi chú:
- n: Số đơn vị mẫu lấy từ lô hàng kiểm tra
- c: Số đơn vị mẫu tối đa có kết quả nằm giũa m và M
- m: mức giới hạn mà các kết quả không vượt qua mức này là đạt
- M: mức giới hạn tối đa mà không mẫu nào được phép vượt qua
- Chỉ tiêu loại A: bắt buộc phải thử nghiệm để đánh giá hợp quy

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 8


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

2.1.1.5. Thành phần hóa học của sữa bò
Hàm lượng các thành phần trong sữa có thể dao động trong một phạm vi rộng,

phụ thuộc vào sự khác biệt của giống, điều kiện tự nhiên và điều kiện chăn nuôi. Sữa
của các loài động vật khác nhau là rất khác nhau.
Sữa bao gồm 2 thành phần chính là nước và chất khô. [1,2]
❖ Nước
Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước. Nước liên kết chiếm một tỷ lệ
nhỏ, khoảng 3 – 4%. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm
trong hệ keo: protein, các phosphatit, polysacarit.
❖ Ch t h
• Ch t béo
Chất béo của 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 trong chất béo. Đối với
các sản phẩm sữa lên men thì chất béo ảnh hưởng đến trạng thái và mùi vị của sản
phẩm. Chất béo của sữa có hai loại:
− Chất béo đơn giản (glycerit và sterit): có hàm lượng 35 - 45g/l gồm acid béo
no và không no (acid oleic, acid palmitic, acid stearic).
− Chất béo phức tạp: thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử. Tên gọi
chung là phosphoaminolipit, đại diện là lexitin và xephalin.
• Protein
Protein trong sữa là một chất đạm hoàn thiện nhất vì nó chứa hầu hết các acid
amin, đặc biệt là các acid amin không thay thế. Trong dung dịch protein tồn tại ở hai
dạng khác nhau.
− Protein hòa
lactoperoxydaza…

tan:

gồm

albumin,

imunoglobin,

lisozim,

lactoferin,

− Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các
caseinat và canxiphosphat.
• Casein toàn phần (80% lượng protein t ng)[2]: 26 - 29 g/l
Trong các thành phần trên thì casein là protein chủ yếu nhất ở trong sữa, casein
là 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 400500 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

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 9


Thiết kế nhà máy sữa từ nguyên liệu sữa tươi với 2 dây chuyền: sữa tiệt trùng có đường và phô mai ủ chín

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%.
• 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.
• 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 một 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.[2,4]
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 100oC). 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.
❖ Hàm lượng muối khoáng

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10g/l. Các muối trong sữa
dạng hoà tan hoặc dung dịch keo dễ bị phá vỡ bởi nhiệt độ và pH, các muối khoáng
trong sữa hầu hết ở dạng dễ đồng hoá.
❖ Các Vitamin

SVTH: Võ Văn Khoa

GVHD: TS. Mạc Thị Hà Thanh

Trang 10