Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi có tổng năng suất 26 3 triệu lít nguyên liệu năm gồm hai dây chuyền sữa chua uống hương dâu năng suất 16 3 triệu lít sản phẩm năm và sữa cô đặc có đường

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi có tổng năng
suất 26,3 triệu lít ngun liệu/năm gồm hai dây chuyền:
- Sữa chua uống hương dâu, năng suất 16,3 triệu lít sản phẩm/năm.
- Sữa cơ đặc có đường
PHAN THỊ TRÀ MY
Lớp: 14H2A

Số thẻ sinh viên: 107140081

Khoa: Hố

Ngành: Cơng nghệ Thực phẩm

Đà Nẵng – Năm 2019


TÓM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi có tổng năng
suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm gồm hai dây chuyền:
- Sữa chua uống hương dâu, năng suất 16,3 triệu lít sản phẩm/năm.
- Sữa cơ đặc có đường.
Nội dung thuyết minh:
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
Điện Nam - Điện Ngọc 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 về nguyên liệu và sản phẩm

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: Chọn và thuyết minh quy trình sản xuất
Trình bày sơ đồ và thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất.
Chương 4: Tính cân bằng vật chất
Tính tốn chu trình, thời gian làm việc của tồn nhà máy. Tính tốn cân bằng vật
chất trong q trình sản xuất sữa chua uống và bơ lên men theo các thơng số ban đầu
đã cho.
Chương 5: Tính và chọn thiết bị
Tính tốn và chọn thiết bị phù hợp, đảm bảo hiệu quả kinh tế, kỹ thuật.
Chương 6: Tính cân bằng 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 cơng trình cung cấp nước và xử lý nước thải.
Chương 7: Tính tổ chức dân sự - xây dựng
Dựa vào chương 5 để tính các cơng trình xây dựng đảm bảo kỹ thuật và kiến trúc
có tính kinh tế, dựa vào chương 1 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

ii


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HỐ

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

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: PHAN THỊ TRÀ MY

Lớp: 14H2A
Khoa: Hoá

Số thẻ sinh viên: 107140081
Ngành: Công nghệ Thực phẩm

1. Tên đề tài đồ án
Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi có tổng năng suất 26,3
triệu lít ngun liệu/năm gồm hai dây chuyền:
- Sữa chua uống hương dâu, năng suất 16,3 triệu lít sản phẩm/năm.
- Sữa cơ đặc có đường.
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:
- Sữa tươi có tổng hàm lượng chất khơ 13%, trong đó 3,2% là chất béo.
- Sản phẩm sữa chua uống hương dâu có tổng hàm lượng chất khơ là 17%, trong
đó hàm lượng đường saccharose chiếm 5%.
- Sản phẩm sữa cô đặc có đường có tổng hàm lượng chất khơ là 73%, trong đó
hàm lượng đường chiếm 43%, tỷ trọng sữa sản phẩm là 1,363 kg/l.
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
Mục lục
Mở đầu
Chương 1: Lập luận kinh tế - kỹ thuật
Chương 2: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm
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 dân sự - xây dựng
Chương 8: Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm
Chương 9: An toàn lao động và vệ sinh xí nghiệp

Kết luận
Tài liệu tham khảo
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ )
Bản vẽ số 1: Sơ đồ quy trình công nghệ
iii

(A0)


Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính

(A0)

Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính
Bản vẽ số 4: Sơ đồ bố trí đường ống hơi - nước
Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy

(A0)
(A0)
(A0)

6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 14/02/2019
8. Ngày hoàn thành đồ án: 28/05/2019
Đà Nẵng, ngày … tháng 5 năm 2019
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

PGS. TS. ĐẶNG MINH NHẬT

iv

TS. MẠC THỊ HÀ THANH


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể các thầy cơ giảng viên khoa Hóa –
Bộ môn 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 TS. Mạc Thị Hà Thanh đã trực tiếp giúp đỡ, chỉ bảo tận tình cho em rất
nhiều. Những điều cơ 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 cơ TS.
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 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 q thầy cơ và bạn đọc góp ý,
xây dựng để đề tài này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 28 tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện

Phan Thị Trà My

v


CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bài làm đồ án tốt nghiệp của em hồn tồn 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

Phan Thị Trà My

vi


MỤC LỤC
TÓM TẮT ....................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ v
CAM ĐOAN .................................................................................................................. vi
MỤC LỤC .................................................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ.............................................................. xi
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT ................................................... 2

1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy ................................................................ 2
1.2. Vị trí đặt nhà máy .................................................................................................. 2
1.3. Giao thông vận tải .................................................................................................. 3
1.4. Nguồn nguyên liệu ................................................................................................. 3
1.5. Nguồn cung cấp điện và hơi .................................................................................. 3
1.6. Hệ thống cấp thoát nước ........................................................................................ 3
1.7. Hạ tầng giao thơng vận tải ..................................................................................... 4
1.8. Hợp tác hố sản xuất .............................................................................................. 4
1.9. Nguồn nhân lực ...................................................................................................... 4
1.10. Thị trường tiêu thụ ............................................................................................... 4
1.11. Máy móc và thiết bị cho nhà máy ........................................................................ 4
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM ........................ 5
2.1. Tổng quan về nguyên liệu ...................................................................................... 5
2.1.1. Nguyên liệu chính ............................................................................................ 5
2.1.2. Nguyên liệu phụ trong sản xuất sữa cơ đặc có đường.................................... 15
2.1.3. Nguyên liệu phụ trong sản xuất sữa chua ...................................................... 17
2.2. Tổng quan về sản phẩm ....................................................................................... 18
2.2.1. Sữa cô đặc có đường ...................................................................................... 18
2.2.2. Sữa chua uống hương dâu .............................................................................. 20
2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm ở trong nước và trên thế giới .............. 22
2.3.1. Trên thế giới ................................................................................................... 22
2.3.2. Trong nước ..................................................................................................... 24
CHƯƠNG 3. CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ......... 26
3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ ............................................................................... 26
3.2. Thuyết minh dây chuyền công nghệ .................................................................... 27
3.2.1. Các công đoạn chung ..................................................................................... 27
3.2.2. Dây chuyền sữa chua uống hương dâu bảo quản 1-2 tháng ........................... 28
vii

3.2.3. Dây chuyền sữa cơ đặc có đường ................................................................... 36
CHƯƠNG 4. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ......................................................... 40
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ........................................................................... 40
4.1.1. Kế hoạch nhập nguyên liệu ............................................................................ 40
4.1.2. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ..................................................................... 40
4.2. Tính cân bằng vật chất ......................................................................................... 41
4.2.1. Tính cân bằng vật chất cho cơng đoạn chung của hai dây chuyền ................ 41
4.2.2. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa chua uống hương dâu . 42
4.2.3. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa cơ đặc có đường ......... 47
4.3. Tính tỉ trọng của sữa tươi nguyên liệu ................................................................. 51
4.3.1. Tính tỉ trọng của sữa tươi nguyên liệu ........................................................... 51
4.3.2. Tính tỉ trọng của sữa đi vào dây chuyền sữa chua uống hương dâu .............. 51
4.3.3. Tính tỉ trọng của sữa đi vào dây chuyền sữa cơ đặc có đường ...................... 52
4.4. Tính số hộp và số thùng cho cơng đoạn hoàn thiện sản phẩm ............................ 52
4.4.1. Đối với sữa chua uống hương dâu ................................................................. 52
4.4.2. Đối với sữa cô đặc có đường .......................................................................... 53
4.5. Bảng tổng kết ....................................................................................................... 54
CHƯƠNG 5. CHỌN VÀ TÍNH THIẾT BỊ ............................................................... 56
5.1. Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy .................................. 56
5.2. Tính tốn và chọn thiết bị .................................................................................... 57
5.2.1. Cách tính và chọn thiết bị ............................................................................... 57
5.2.2. Tính tốn và chọn thiết bị chung cho cả hai dây chuyền ............................... 59
5.2.3. Tính tốn thiết bị cho dây chuyền sữa chua uống hương dâu ........................ 59
5.2.4. Tính và chọn thiết bị cho dây chuyền sữa cơ đặc có đường .......................... 70
5.2.5. Bơm dùng trong quá trình sản xuất ................................................................ 77
5.3. Bảng tổng kết các thiết bị..................................................................................... 77
CHƯƠNG 6. TÍNH NHIỆT - HƠI - NƯỚC ............................................................. 80
6.1. Tính cân bằng nhiệt cho dây chuyền sữa chua uống hương dâu ......................... 80
6.1.1. Cân bằng nhiệt cho thiết bị gia nhiệt sơ bộ .................................................... 80
6.1.2. Tính cân bằng nhiệt cho thiết bị thanh trùng, làm nguội ............................... 81

6.1.3. Tính cân bằng nhiệt cho thiết bị nấu siro ....................................................... 82
6.2. Tính cân bằng nhiệt cho dây chuyền sản xuất sữa cơ đặc có đường ................... 84
6.2.1. Thiết bị gia nhiệt ............................................................................................ 84
6.2.2. Tính cân bằng nhiệt cho thiết bị nấu siro ....................................................... 85
6.3. Tính lạnh cho các thiết bị ..................................................................................... 87
viii


6.4. Tính hơi và nhiên liệu .......................................................................................... 87
6.4.1. Tính chi phí hơi .............................................................................................. 88
6.4.2. Tính nhiên liệu ............................................................................................... 89
6.5. Tính cấp – thoát nước .......................................................................................... 90
6.5.1. Cấp nước ........................................................................................................ 90
6.5.2. Thốt nước...................................................................................................... 91
CHƯƠNG 7: TÍNH TỔ CHỨC NHÂN SỰ - XÂY DỰNG ..................................... 93
7.1. Tính tổ chức nhân sự ............................................................................................ 93
7.1.1. Sơ đồ tổ chức .................................................................................................. 93
7.1.2. Chế độ làm việc .............................................................................................. 93
7.1.3. Tính nhân lực.................................................................................................. 93
7.2. Tính xây dựng ...................................................................................................... 95
7.2.1. Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy ............................................................. 95
7.2.2. Các cơng trình xây dựng ................................................................................ 96
7.3. Tính khu đất xây dựng nhà máy ........................................................................ 109
7.3.1. Diện tích khu đất .......................................................................................... 109
7.3.2. Tính hệ số sử dụng Ksd ................................................................................. 109
CHƯƠNG 8. KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM ....................................... 110
8.1. Mục đích kiểm tra sản xuất và sản phẩm ........................................................... 110
8.2. Kiểm tra nguyên liệu .......................................................................................... 110
8.3. Kiểm tra cơng đoạn trong q trình sản xuất ..................................................... 111
8.4. Kiểm tra thành phẩm .......................................................................................... 112

CHƯƠNG 9. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP ...................... 113
9.1. An tồn lao động ................................................................................................ 113
9.1.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây ra tai nạn trong quá trình sản xuất ............... 113
9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động .................................................. 113
9.1.3. Những yêu cầu cụ thể về an toàn lao động .................................................. 114
9.2. Vệ sinh công nghiệp........................................................................................... 115
9.2.1. Vệ sinh cá nhân của công nhân .................................................................... 115
9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị............................................................................. 115
9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp.......................................................................................... 115
9.2.4. Xử lý nước thải ............................................................................................. 115
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 116
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................... 117

ix


x


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

xi


Bảng 2.1. Một số chỉ tiêu vật lý của sữa bị .................................................................... 5
Bảng 2.2. Thành phần hóa học trong sữa của con người và một số động vật
(% khối
lượng) ...................................................................................................................... 6
Bảng 2.3. Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) .......................................... 6
Bảng 2.4. Chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi nguyên liệu ................................................. 14

Bảng 2.5. Chỉ tiêu hóa lí của sữa tươi nguyên liệu........................................................ 15
Bảng 2.6. Hàm lượng kim loại nặng trong sữa tươi nguyên liệu .................................. 15
Bảng 2.7. Các chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa tươi nguyên liệu....................................... 15
Bảng 2.8. TCVN 6958:2001 đối với đường RE ............................................................ 16
Bảng 2.9. Chỉ tiêu cảm quan của sữa đặc ...................................................................... 19
Bảng 2.10. Chỉ tiêu hóa lí của sữa đặc .......................................................................... 19
Bảng 2.11. Chỉ tiêu hàm lượng kim loại nặng và độc tố của sữa đặc ........................... 20
Bảng 2.12. Chỉ tiêu vi sinh của sữa đặc ........................................................................ 20
Bảng 2.13. Chỉ tiêu cảm quan của sữa chua uống hương dâu ....................................... 21
Bảng 2.14. Chỉ tiêu hóa lí của sữa chua ........................................................................ 21
Bảng 2.15. Chỉ tiêu hàm lượng kim loại nặng trong sữa chua ...................................... 22
Bảng 2.16. Chỉ tiêu vi sinh của sữa chua ...................................................................... 22
Bảng 4.1. Bảng nhập nguyên liệu của nhà máy ............................................................ 40
Bảng 4.2. Bảng sản xuất theo ca của nhà máy .............................................................. 40
Bảng 4.3. Bảng kế hoạch sản xuất của nhà máy ........................................................... 41
Bảng 4.4. Tiêu hao qua các công đoạn chung của hai dây chuyền ............................... 41
Bảng 4.5. Tiêu hao qua các công đoạn của dây chuyền sữa chua uống hương dâu ...... 43
Bảng 4.6. Tiêu hao qua các công đoạn của dây chuyền sữa cô đặc có đường .............. 48
Bảng 4.7. Tổng kết nguyên liệu qua từng công đoạn .................................................... 54
Bảng 4.8. Bảng tổng kết nguyên liệu phụ qua các công đoạn ....................................... 55
Bảng 4.9. Bảng tổng kết bao bì sản phẩm ..................................................................... 55
Bảng 5.1. Các thiết bị dùng trong dây chuyền sản xuất của nhà máy ........................... 56
Bảng 5.2. Áp suất bay hơi của nước ứng với nhiệt độ làm việc tại các nồi [28] .......... 74
Bảng 5.3. Bảng tổng kết các thiết bị trong dây chuyền sản xuất................................... 77
Bảng 6.1. Bảng tổng kết chi phí hơi cho các thiết bị..................................................... 88
Bảng 7.1. Tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp ............................................................ 94
Bảng 8.1. Kiểm tra nguyên liệu ................................................................................... 110
Bảng 8.2. Kiểm tra các công đoạn sản xuất ................................................................ 111
Bảng 8.3. Kiểm tra thành phẩm ................................................................................... 112

xii


Hình 2.1. Cấu trúc micelle của casein ............................................................................. 8
Hình 2.2. Cấu tạo vi khuẩn Streptococcus thermophilus .............................................. 17
Hình 2.3. Cấu tạo vi khuẩn Lactobacillus bulgaricus ................................................... 17
Hình 2.4. Một số sản phẩm sữa đặc có đường............................................................... 19
Hình 2.5. Sản phẩm sữa chua uống hương dâu ............................................................. 21
Hình 2.6. Thống kê sản lượng sữa tươi theo tháng trong năm 2015 và 6 tháng đầu năm
2016 ( Đơn vị tính: triệu lít) .......................................................................................... 23
Hình 2.7. Sản phẩm mới từ sữa trên thế giới được cơng bố năm 2014 ......................... 23
Hình 4.1. Sơ đồ các công đoạn chung của hai dây chuyền ........................................... 42
Hình 4.2. Sơ đồ dây chuyền sữa chua uống hương dâu ................................................ 43
Hình 4.3. Sơ đồ cơng đoạn phối trộn ............................................................................. 44
Hình 4.4. Sơ đồ cơng đoạn cấy giống............................................................................ 46
Hình 4.5. Sơ đồ dây chuyền sữa cơ đặc có đường......................................................... 48
Hình 4.6. Sơ đồ cơng đoạn cơ đặc ................................................................................. 48
Hình 5.1. Cấu tạo thùng chứa ........................................................................................ 58
Hình 5.2. Thiết bị lọc túi tháo rời GEA KA 70-76........................................................ 59
Hình 5.3. Lưu lượng kế Dong Yang .............................................................................. 59
Hình 5.4. Thiết bị gia nhiệt Tetra Pak® Plate Heat Exchanger .................................... 60
Hình 5.5. Thiết bị bài khí ZTD-3 .................................................................................. 61
Hình 5.6. Thiết bị đồng hóa GJB của JIMEI model GJB - 4 - 25 ................................. 61
Hình 5.7. Thiết bị lên men SNG - 9 .............................................................................. 63
Hình 5.8. Nồi nấu siro ................................................................................................... 64
Hình 5.9. Silo chứa đường ............................................................................................. 65
Hình 5.10. Vít tải ........................................................................................................... 66
Hình 5.11. Gàu tải.......................................................................................................... 66
Hình 5.12. Thiết bị phối trộn Tetra Pak® High Shear Mixer........................................ 67
Hình 5.13. Bồn chờ rót loại Tetra Pak Aseptic VC ....................................................... 68

Hình 5.14. Máy rót hộp Tetra Pak A3 ........................................................................... 69
Hình 5.15. Máy in date và đóng thùng carton tự động .................................................. 70
Hình 5.16. Hệ thống cơ đặc chân khơng 3 cấp JIMEI - GL6 ........................................ 74
Hình 5.17. Tháp Flash Cooler 5000 .............................................................................. 75
Hình 5.18. Hệ thống làm lạnh nhanh Anhydro Flash Cooler ........................................ 75
Hình 5.19. Bơm ly tâm Pentax CH 160 ......................................................................... 77
Hình 7.1. Sơ đồ tổ chức nhà máy .................................................................................. 93

xiii


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

MỞ ĐẦU
Xã hội ngày càng phát triển kéo theo nhu cầu về đời sống càng tăng trong đó
vấn đề dinh dưỡng của con người rất được chú trọng. Để cung cấp đầy đủ các chất
dinh dưỡng thì cần phải lựa chọn thực phẩm có chất lượng, một trong số đó sữa là thực
phẩm quang trọng và không thể thiếu.
Sữa là thức ăn tự nhiên có giá trị dinh dưỡng cao và hoàn hảo, được vắt từ vú
các động vật cái khỏe mạnh, nuôi dưỡng tốt và không phải làm việc nặng. Sữa chứa
hầu hết các chất dinh dưỡng cần thiết cho con người như protein, lipit, các vitamin, các
muối khoáng, do đó nó cũng là mơi trường dinh dưỡng rất tốt cho các loài sinh vật
sinh trưởng và phát triển. Để làm đa dạng và phong phú sản phẩm sữa, đồng thời để
bảo quản người ta đã tạo ra nhiều sản phẩm từ sữa tươi, như: Sữa bột, sữa chua, sữa
đặc, phô mai, bơ, kem…
Công nghiệp chế biến sữa luôn là một lĩnh vực quan trọng của ngành chế biến
thực phẩm. Ở nước ta hiện nay, ngành chế biến sữa đang phát triển mạnh nhưng bị
cạnh tranh và bị chi phối bởi các cơng ty nước ngồi. Vì vậy sự ra đời của nhiều nhà
máy sữa đã đáp ứng phần nào nhu cầu về sữa trong nước, hạn chế nhập khẩu sản phẩm

sữa từ nước ngoài, giải quyết vấn đề lao động, góp phần phát triển kinh tế.
Chính vì thế, việc xây dựng một nhà máy sữa thật sự rất cần thiết. Vì thế em xin
chọn đề tài: “Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi có tổng năng
suất 26,3 triệu lít ngun liệu/năm gồm hai dây chuyền:
- Sữa chua uống hương dâu, năng suất 16,3 triệu lít sản phẩm/năm.
- Sữa cơ đặc có đường.”

Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

1


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

CHƯƠNG 1 : LẬP LUẬN KINH TẾ - KỸ THUẬT

1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy
Là một quốc gia đông dân với mức tăng trưởng dân số hằng năm ở mức cao,
khoảng 1,2%/năm, thuộc loại tháp dân số trẻ, Việt Nam được đánh giá là thị trường
tiềm năng cho các hãng sản xuất sữa và sản phẩm từ sữa. Với tỷ lệ tăng trưởng GDP
khá cao 6 - 8%/năm, thu nhập bình quân đầu người tăng 14,2%/năm cùng với xu
hướng cải thiện sức khỏe và tầm vóc của người Việt khiến nhu cầu sử dụng các loại
sữa và các sản phẩm từ sữa luôn ở mức cao.
Nắm bắt được lợi thế và tiềm năng này, việc đầu tư vào xây dựng một nhà máy
chế biến sữa công nghiệp là một lựa chọn có khả năng mang lại lợi nhuận cao.
1.2. Vị trí đặt nhà máy
Việc lựa chọn vị trí xây dựng nhà máy sữa có ảnh hưởng lớn đến sự tồn tại của

nhà máy, vì vậy khi xây dựng cần phải xem xét, đảm bảo các nguyên tắc sau:
- Vị trí đặt nhà máy phải gần nguồn nguyên liệu và thị trường tiêu thụ.
- Giao thông vận tải thuận lợi.
- Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng.
- Cấp thoát nước thuận lợi.
- Nguồn nhân lực dồi dào.
Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu, em quyết định chọn địa
điểm xây dựng nhà máy sữa tại khu công nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc, tỉnh Quảng
Nam.
Từ những luận điểm trên, sau quá trình nghiên cứu, em chọn địa điểm để đặt nhà
máy tại khu cơng nghiệp Điện Ngọc có các đặc điểm sau:
- Tên KCN: Điện Nam - Điện Ngọc
- Chủ đầu tư: Công ty Phát triển đô thị và KCN Đà Nẵng.
- Địa chỉ: Xã Điện Nam và xã Điện Ngọc.
- Điều kiện khí hậu: 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 và 11.
- Hướng gió: Chủ yếu là Đơng Nam. [16]
- Tổng diện tích: 216,52 ha trong đó có 132,6 ha đất sử dụng để xây nhà máy,
phần cịn lại dành cho các cơng trình cơng cộng, trồng cây xanh và xây dựng các dịch
vụ phục vụ cho cơng trình.
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

2


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

1.3. Giao thông vận tải
- Hệ thống đường giao thông nội bộ cơng trình: được xây dựng thơng thống với
các đường trục chính có bề rộng 34,5m; các đường nội bộ KCN có bề rộng 16,5m bao
quanh bởi các vệt cây xanh trên vỉa hè.
- Gần đường quốc lộ: nằm kề tỉnh lộ 607 nối Thành phố Đà Nẵng với Phố cổ Hội
An.
- Gần sân bay: nằm cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 20km, cách sân bay Chu Lai
100km.
- Gần cảng biển: cách cảng biển Tiên Sa 29km về phía Bắc, cảng Kỳ Hà 100km.
Đây là điều kiện rất thuận lợi để vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm,
máy móc thiết bị.
1.4. Nguồn nguyên liệu
Điện Nam - Điện Ngọc không phải là nơi chú trọng đến chăn nuôi nơng nghiệp
như ni bị sữa, vì vậy phần lớn nguồn nguyên liệu cung cấp cho nhà máy sẽ được
đưa về từ các tỉnh thành phát triển mạnh về chăn nuôi bò sữa: các tỉnh miền Trung và
Tây Nguyên như Nghệ An, Gia Lai, Lâm Đồng; các tỉnh thuộc khu vực Đơng Nam Bộ
như Bình Dương, Đồng Nai, thành phố Hồ Chí Minh; một số tỉnh đồng bằng và miền
núi phía Bắc như Bắc Ninh, Quảng Ninh, Hịa Bình, Lai Châu, Sơn La.
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển lâu dài thì việc đầu tư xây dựng
trang trại bò sữa đạt chuẩn quốc tế ngay trong tỉnh Quảng Nam hoặc các tỉnh thành lân
cận như Huế, Đà Nẵng, Quảng Ngãi là thực sự cần thiết. Điều này không chỉ góp phần
giảm chi phí mua và vận chuyển ngun liệu, mà còn tạo được sự chủ động trogn sản
xuất, góp phần nâng cao năng suất nhà máy và tạo thêm nhiều việc làm cho người dân
địa phương.
1.5. Nguồn cung cấp điện và hơi
Nhà máy sử dụng mạng lưới điện cùng với mạng lưới điện của khu công nghiệp
với điện áp 220/380V.
Trong nhà máy, hơi được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như đun nóng,
thanh trùng, tiệt trùng, phục vụ máy rót, vệ sinh khử trùng máy móc thiết bị...Hơi nước
phải là hơi bão hoà và được cung cấp bởi lị hơi hoặc hơp tác hố với các nhà máy

khác để mua hơi phục vụ cho sản xuất.
1.6. Hệ thống cấp thoát nước
Đối với mọi ngành sản xuất cơng nghiệp thì nước là một yếu tố khơng thể thiếu.
Đặc biệt đối với nhà máy sữa thì càng cần một nguồn nước đạt chuẩn để đáp ứng yêu
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

3


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

cầu sản xuất. Nước sẽ được cung cấp trực tiếp từ nhà máy nước của khu công nghiệp
hoặc từ nhà máy nước thành phố. Ngồi ra nguồn nước cịn được lấy từ các giếng
khoan và sau đó được xử lí để đạt yêu cầu công nghệ sản xuất.
Nước thải của nhà máy được xử lí tại khu xử lý riêng của nhà máy để đạt yêu cầu
trước khi xả thải, sau đó sẽ được thải ra khu nước thải tập trung của khu công nghiệp.
1.7. Hạ tầng giao thông vận tải
Giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi, nằm ngay trên đường quốc lộ 1A
gần sân bay, và cảng biển Tiên Sa. Điện Nam - Điện Ngọc nằm gần Thành phố Đà
Nẵng, là cửa ngõ giao thông giữa các tỉnh phía Bắc và phía Nam Việt Nam. Đây là
một thuận lợi lớn cho việc vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm và máy móc
thiết bị phục vụ cho quá trình sản xuất của nhà máy.
1.8. Hợp tác hố sản xuất
Khu cơng nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc 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, tạo
sự phát triển bền vững.
1.9. Nguồn nhân lực

Điện Nam - Điện Ngọc nằm cạnh Đà Nẵng, là trung tâm đào tạo nguồn nhân lực
có trình độ cao đẳng, đại học của cả nước. Đặc biệt có trường Đại học Bách Khoa Đại học Đà Nẵng là nơi đào tạo đội ngũ kỹ sư với chất lượng chuyên môn nghiệp vụ
cao, đáp ứng được yêu cầu của các doanh nghiệp, nhà máy tại địa phương và các khu
vực lân cận trong nước. Điện Nam - Điện Ngọc cịn nằm trong khu dân cư đơng đúc là
Thị xã Điện Bàn nên có được nguồn nhân cơng tại chỗ dồi dào.
1.10. Thị trường tiêu thụ
Thị trường tiêu thụ chủ yếu của nhà máy là khu vực miền Trung. Bên cạnh đó
cũng hướng tới thị trường miền Nam, nơi có nhu cầu tiêu thụ sữa chua và sữa cơ đặc
rất lớn.
1.11. Máy móc và thiết bị cho nhà máy
Hầu hết các máy móc thiết bị quan trọng đều nhập từ các hãng sản xuất lớn ở
nước ngoài về nhằm tối ưu hố quy trình sản xuất. Bên cạnh đó vẫn có một số thiết bị
đặt mua từ các hãng sản xuất cơ khí trong nước.

Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

4


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1. Tổng quan về nguyên liệu
2.1.1. Nguyên liệu chính
2.1.1.1. Giới thiệu
Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn

thức ăn để ni sống động vật non. Sữa có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát
triển của cơ thể. Những chất này có khả năng đồng hóa cao vì vậy từ lâu con người đã
biết sử dụng sữa như một loại thực phẩm rất bổ dưỡng cho cơ thể, nhất là đối với trẻ
sơ sinh.
Từ xa xưa, con người đã biết cách chăn nuôi một số loại động vật để khai thác
sữa, phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng thực phẩm của mình. Bị là loại động vật đầu tiên
được sử dụng với mục đích khai thác sữa. Sau hàng ngàn năm thuần hóa và lai tạo, đến
nay nhiều giống bò chuyên dụng sản xuất sữa đã được tạo ra. Hiện nay bị sữa là lồi
động vật sản xuất sữa phổ biến nhất, phần lớn sữa được sản xuất ra trên thế giới có
nguồn gốc từ bị sữa. Ngồi ra cũng có thể kể đến một số động vật sản xuất sữa khác
như dê, cừu, trâu…tuy nhiên khả năng sản xuất sữa của các loài này nhỏ hơn rất nhiều
so với bò sữa. Ở nước ta, sữa bò là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp
thực phẩm [1, tr 11].
2.1.1.2. Tính chất vật lý của sữa
Các chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò được thể hiện ở Bảng 2.1 bên dưới.
Bảng 2.1. Một số chỉ tiêu vật lý của sữa bò
Đại lượng

Đơn vị đo

Giá trị

pH

-

6,5 ÷ 6,7

Độ chua

0

Tỷ trọng

g/cm3

1,028 ÷ 1,036

Điểm đông đặc

0

-0,54 ÷ -0,59

Thế oxy hóa-khử

V

0,10 ÷ 0,20

Sức căng bề mặt (200C)

dynes/cm

50

Độ dẫn điện

1/ohm.cm

0,004 ÷ 0,005

Nhiệt dung riêng

Cal/g.0C

0,933 ÷ 0,954

Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

15 ÷ 18

D

C

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

5


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

Sữa là một chất lỏng đục, do sự có mặt của các chất béo, protein và một số chất
khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa chủ yếu phụ thuộc hàm lượng β-caroten
trong chất béo sữa.
Sữa bị thường có màu từ trắng đến vàng nhạt, có mùi thơm rất đặc trưng và có vị
ngọt nhẹ [1, tr 11].
2.1.1.3. Thành phần hóa học của sữa

Trong sữa vẫn có các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các hất
éo. Ngồi ra, sữa cịn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất
chứa nito phi protein, các vitamin, hormone, các chất màu và khí. Thành phần và hàm
lượng của các loại sữa không giống nhau, chúng luôn thay đổi và phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như thời kỳ tiết sữa, thành phần thức ăn, phương pháp vắt sữa, điều kiện chăn
nuôi, sức khỏe, độ tuổi, độ lớn của con vật, loài, giống và nhiều yếu tố khác.
Sữa là một chất lỏng hỗn hợp giàu dinh dưỡng, tỉ lệ cân đối các chất: protein,
lipid, glucid, khoáng, vitamin… [1, tr 13]. Thành phần hóa học trong sữa của người và
một số loài động vật được thể hiện ở Bảng 2.2 và Bảng 2.3.
Bảng 2.2. Thành phần hóa học trong sữa của con người và một số động vật

(%

khối lượng)
Protein tổng

Casein

Lipid

Glucid

Khống

Người

1,2

0,5

3,8

7,0

0,2

Bị

3,4

2,8

3,9

4,8

0,8

Dê

3,6

2,7

4,1

4,7

0,8

Cừu

5,8

4,9

7,9

4,5

0,8

Nguồn sữa

Bảng 2.3. Hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng)
Thành phần

Khoảng biến thiên

Giá trị trung bình

Nước

85,5 ÷ 89,5

87,5

Tổng chất khơ

10,5 ÷ 14,5

13,0

- Lactose

3,6 ÷ 5,5

4,8

- Protein

2,9 ÷ 5,0

3,4

- Lipid

2,5 ÷ 6,0

3,9

- Khống

0,6 ÷ 0,9

0,8

❖ Lactose
Trong sữa, hàm lượng lactose trung bình đạt 50 g/l, tồn tại dưới hai dạng:
+ Dạng α-lactose monohydrate (ngậm một nước): góc quay cực +89,4

+ Dạng β-lactose anhydrous (khan): góc quay cực +35
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

6


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

Tỷ lệ hàm lượng giữa hai dạng phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ của sữa [1, tr
14].
Lactose thuộc loại đường khử, có độ ngọt thấp hơn nhiều so với các disaccharide
và monosaccharide thường gặp. Lactose bị thủy phân cho một phân tử glucose và một
phân tử galactose theo phương trình:
C12H22O11 + H2O
C6H12O6 + C6H12O6
Phản ứng xảy ra dưới sự xúc tác của enzyme β-galactosidase (lactase).
Trong sữa, lactose ln ở trạng thái hịa tan. Khả năng hịa tan và sự kết tinh của
lactose rất quan trọng trong công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa, đặc biệt
đối với sản xuất sữa cơ đặc có đường.
Khả năng hòa tan của lactose kém hơn so với saccharose (sử dụng làm phụ liệu
bổ sung trong quá trình sản xuất sữa cô đặc). Khi làm lạnh sản phẩm, lactose ban đầu
sẽ ở trạng thái quá bão hòa rồi sau đó kết tinh. Chính sự kết tinh này ảnh hưởng đến
chất lượng sản phẩm sữa cô đặc. Nếu lactose kết tinh tạo thành các tinh thể lớn sẽ gây
nên hiện tượng “sạn đường” làm mất giá trị cảm quan của sản phẩm. Ngược lại, nếu
lactose kết tinh dưới dạng hình thành các tinh thể nhỏ (kích thước hạt < 0,01 mm), sản
phẩm sẽ có cấu trúc và độ bền như mong muốn. Để làm được điều này cần thực hiện
trong quá trình tạo mầm tinh thể, phải giữ sữa ở trạng thái q bão hịa thích hợp và

khơi mào sự kết tinh nhờ bột sữa hoặc mầm tinh thể lactose kích thước nhỏ.
Lactose rất nhạy nhiệt: 110 ÷ 130 0C xảy ra dạng mất nước của tinh thể đường,
trên 1500C xuất hiện màu vàng và ở 170 0C là màu nâu đậm do đường bị caramen hóa.
Tuy nhiên khi ở trong sữa, người ta nhận thấy lactose bị caremen hóa khi nhiệt độ
khơng cao lắm (< 130 0C). Ngồi ra, vì là đường khử nên lactose cũng tham gia phản
ứng với các hợp chất chứa nitơ tạo nên các sản phẩm có màu do phản ứng melanoidine
[2, tr 21].
❖ Protein
Nhóm hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của sữa là protein. Hàm lượng protein
của các loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm trong khoảng 2,9 ÷ 5%.
Riêng đối với sữa bị hàm lượng protein khoảng 3,3 ÷ 3,5%.
Các protein của sữa là những protein hoàn thiện. Trong thành phần protein của
sữa có đến 19 loại acid amin khác nhau, trong đó có đầy đủ các acid amin khơng thay
thế được như: valine, leucine, isoleucine, methyonine, treonine, phenylalanine,
triptophan và lysine.

Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

7


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

Trong sữa có 3 loại protein chủ yếu: casein chiếm khoảng 75 ÷ 85%, lactalbumin
chiếm khoảng 6%, lactoglobulin chiếm khoảng 12% trong tồn bộ lượng protein có
trong sữa và cịn một vài loại protein khác nhưng hàm lượng không đáng kể [1, tr 17].
Casein là thành phần protein chủ yếu có trong sữa. Chúng tồn tại dưới dạng

micelle. Mỗi micelle chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng
(gồm canxi, magie, phosphate và citrate).

A - tiểu micelle
B - đầu ưa nước của κ-casein
C - phosphate
D - κ-casein
E - tương tác kỵ nước

Hình 2.1. Cấu trúc micelle của casein [1, tr 17]
Casein không tồn tại tự do trong sữa nhưng tồn tại dưới dạng các hạt micelle có
kích thước từ 0,2 m ÷ 0,4 m. Mỗi micelle do khoảng 400 ÷ 500 tiểu micelle tạo
thành. Tiểu micelle có dạng hình cầu, đường kính dao động 10 ÷ 15 nm, liên kết với
nhau nhờ muối Ca3(PO4)2 và sự tương tác giữa các gốc kỵ nước. Kích thước micelle
phụ thuộc vào hàm lượng Ca2+ có trong sữa [1, tr 18].
Casein bao gồm nhiều loại khác nhau:
- α-casein là thể phức hợp phosphoryl gồm có s1, s2, s3, s4, s5, s6 casein.
- β-casein là thành phần chủ yếu có trong sữa bò nhưng lại là thứ yếu trong sữa.
-casein và β-casein nằm tập trung tại tâm tiểu micelle, không tan trong sữa tươi.
Các protein này chứa nhóm phosphate (phospho chiếm khoảng 0,8% trong tồn
casein) và nhóm phosphate này kết hợp với ion Ca2+. Sự trung hòa một phần lớn các
điện tích âm ngăn ngừa -casein và -casein kết khối và kết tủa.
- κ-casein được bố trí tại vùng biên tiểu micelle và là một glycoprotein. Phân tử
κ-casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác với αS và β-casein ở vùng tâm micelle,
đầu ưa nước sẽ hướng ra ngoài vùng biên micelle. Chính vì đầu ưa nước ln hướng ra
vùng biên các phân tử κ-casein nên làm cho micelle hòa tan được trong sữa dưới dạng
dung dịch keo và ổn định cấu trúc của micelle trong sữa.
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

8


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

- γ-casein giúp cho hai phân tử casein có thể tồn tại một cách ổn định trong sữa.
Hiệu quả bảo vệ của γ-casein có thể do nó góp phần gia tăng điện tích âm của hạt mà
khơng kết hợp với Ca2+.
Mỗi hạt casein chứa khoảng 70% nước và 30% chất khô. Trong thành phần chất
khô casein chiếm khoảng 93% và muối (chủ yếu là Ca3(PO4)2) chiếm khoảng 7%.
Hơn nữa, casein có tính acid vì phân tử của chúng chứa nhiều gốc acid glutamic và
acid aspartic.
❖ Chất béo
Chất béo sữa tồn tại ở hai dạng:
- Lipid đơn giản (glyxerid và sterid): bao gồm các acid béo bão hịa và khơng bão
hịa. Hàm lượng acid béo khơng bão hịa được xác đinh bởi chỉ số iodine của chất béo.
Thành phần định tính và định lượng các acid béo trong sữa làm thay đổi chỉ số khúc xạ
của sữa.
- Lipid phức tạp: thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử, gồm hai nhóm
chính là các hợp chất với glyxerol và các hợp chất với sphingosine, tên gọi chung là
phosphoaminolipid, đại diện là lecitine và cephaline.
Trong sữa, chất béo tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt cầu béo (đường kớnh
0,1 ữ 20 àm) c bao bc bi mt lp màng lipo-protein tích điện âm. Các màng này
có vai trị làm bền hệ nhũ tương trong sữa.
Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipid và protein.
Nhiều nhà khoa học cho rằng các phospholipid đóng vai trị “cầu nối trung gian” để
liên kết giữa các glyceride và protein. Phân tử phospholipid có đầu ưa béo liên kết với
các glyceride ở tâm cầu, đầu ưa nước kết hợp với màng protein xung quanh hạt cầu

béo. Nếu không đồng hóa sữa tươi, trong q trình bảo quản các hạt cầu béo có xu
hướng kết hợp lại với nhau thành cụm nhờ euglobulin (một protein kém bền nhiệt).
Khi đó các hạt béo sẽ nổi lên bề mặt của sữa tươi (dưới tác dụng của lực đẩy
Archimet) và tạo thành váng sữa, dẫn đến sự tách pha trong sữa: pha nhẹ ở trên thành
phần chủ yếu là lipid, pha nặng ở dưới gồm nước và một số chất tan trong sữa.
❖ Khoáng
Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8 ÷ 10 g/l [1, tr 32]. Các muối
trong sữa tồn tại ở dạng hòa tan hoặc dung dịch keo (kết hợp với casein).
Trong số các nguyên tố khoáng trong sữa, canxi, phospho và magie chiếm hàm
lượng cao nhất. Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle, phần còn lại tồn tại
dưới dạng các muối hòa tan.
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

9


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

Các ngun tố khống khác như kali, natri, clo… đóng vai trị chất điện ly
(electrolyte). Cùng với lactose, chúng góp phần cân bằng áp lực thẩm thấu của sữa
trong bầu vú động vật với áp lực máu. Khi con vật bị viêm vú, hoặc cuối chu kỳ tiết
sữa, hàm lượng NaCl tăng vọt làm sữa có vị mặn.
Ngồi ra, sữa còn chứa các nguyên tố khác như Zn, Fe, I, Cu, Mo… Chúng cần
thiết cho quá trình dinh dưỡng của con người. Một số nguyên tố độc hại như Pb, As…
đơi khi cũng được tìm thấy ở dạng vết trong sữa bị.
❖ Vitamin
Vitamin trong sữa được chia thành 2 nhóm:

- Vitamin tan trong nước: B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, PP…Trong đó hàm lượng
vitamin nhóm B thường ổn định, do chúng được tổng hợp chủ yếu nhờ các vi khuẩn
trong ngăn thứ nhất dạ dày động vật nhai lại và không phụ thuộc vào điều kiện ngoại
cảnh.
- Vitamin tan trong chất béo: A, D, E… chịu ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần
thức ăn và điều kiện thời tiết.
❖ Enzyme
Các enzyme có bản chất là các protein có khả năng kích hoạt các phản ứng hóa
học và ảnh hưởng đến giai đoạn và tốc độ của phản ứng. Enzyme xúc tác phản ứng mà
không bị biến đổi về lượng nên được gọi là xúc tác sinh học. Hai yếu tố ảnh hưởng
mạnh đến tính chất của enzyme là nhiệt độ và pH. Nhiệt độ thích hợp của enzyme là
25 ÷ 50 °C, nhiệt độ thấp làm ngừng hoạt động của enzyme, nhiệt độ cao làm phân
hủy enzyme. Trong sữa có nhiều loại enzyme khác nhau, một số loại là nguyên nhân
gây biến đổi thành phần hóa học của sữa, từ đó làm giảm chất lượng hoặc làm hư hỏng
sữa; một số loại như Lactoperoxydase, Lysozyme có vai trị kháng khuẩn, tham gia
vào việc ổn định sữa tươi trong quá trình bảo quản trước khi chế biến.
- Lipase:
Enzyme này có tác dụng xúc tác quá trình thủy phân các liên kết ester tạo thành
glycerin, acid béo tự do và một số sản phẩm khác. Những chất này gây cho sữa có mùi
vị lạ và làm giảm chất lượng của sữa. Nhiều vi sinh vật có khả năng sản xuất enzyme
Lipase, đặc biệt là vi khuẩn Bacillus sản xuất ra enzyme Leucithinase tấn công vào
hợp chất leucithine. Leucithine là hợp chất của glycerol hai acid béo, acid phosphoric
và choline, enzym Leucithinase hydrate hóa hợp chất này thành diglyceride và
phosphoryl choline nên lớp màng chất béo bị phá hủy, các hạt béo kết tụ lại tách thành
lớp kem trên bề mặt dịch sữa. Lipase có thể bị phá hủy ở 75°C sau 60 giây.
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

10

Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

Enzyme Lipase quan trọng nhất trong sữa được kí hiệu là mLPL (milk Lipo
Protein Lipase), là một glycoprotein gồm hai tiểu phần. Mỗi tiểu phần có phân tử
lượng là 50000 Da. Enzyme có giá trị pH tối ưu là 8,9. Hàm lượng mLPL trong sữa
chỉ khoảng 1 ÷ 2 mg/l, nó chỉ xúc tác thủy phân liên kết ester trong cơ chất triglyceride
ở dạng nhũ tương tại bề mặt tiếp xúc pha giữa chất béo và nước [1, tr 26].
- Phosphatase:
Enzyme Phosphatase xúc tác phản ứng thủy phân liên kết ester giữa acid
phosphoride và glycerin. Enzyme này thuộc nhóm Phosphomonoesterase, tồn tại trong
sữa ở hai dạng:
+ Phosphatase kiềm: có pH tối thích là 9 ÷ 10, bị phá hủy ở 65 °C/30 phút hoặc
80 °C tức thời và chiếm 30 ÷ 40% lượng enzyme phân bố trong các hạt cầu béo.
Enzyme này được hoạt hóa bởi Mg2+, Mn2+ và bị vơ hoạt bởi Zn2+, Be2+, I2. Tính chất
đặc trưng của Phosphatase kiềm là khả năng tái hoạt hóa.
+ Phosphatase acid: có pH tối thích là 4 ÷ 4,3 và là enzyme bền nhiệt nhất trong
sữa. Để vơ hoạt nó hồn toàn, ta cần gia nhiệt đến nhiệt độ 96 °C và giữ trong thời
gian tối thiểu là 5 phút. Enzyme này bị vô hoạt bởi NaF.
Sự hiện diện của enzyme Phosphatase trong sữa được xác định bằng cách thêm
vào sữa ester của acid phosphoric và chất chỉ thị màu. Nếu có enzyme thì ester sẽ bị
phân hủy, giải phóng ra rượu tự do. Phosphatase bị phân hủy bởi nhiệt độ cao trong
thời gian ngắn [1, tr 27].
- Peroxidase:
Trong sữa tươi mới vắt, chưa khử trùng đã có mặt của enzyme Peroxidase.
Enzyme này có tác dụng xúc tác q trình oxi hóa chất béo của sữa, làm cho chất
lượng của sữa giảm dần.
Enzyme Peroxidase bị phá hủy ở nhiệt độ 80 oC trong vài giây. Vì vậy, người ta

dựa trên sự có mặt của enzyme này ở trong sữa để xác định xem sữa đã qua khử trùng
hay chưa. Nếu đã qua khử trùng, sữa khơng cịn hoạt tính enzyme Peroxidase.
- Catalase:
Enzyme Catalase được tìm thấy trong protein màng bao xung quanh các hạt cầu
béo. Enzyme này xúc tác các phản ứng phân hủy hydrogen peroxide thành nước và
oxy tự do. Phân tử lượng của Catalase là 240000 Da. Enzyme có pH tối thích là 6,8 ÷
7, bị vơ hoạt ở 75 °C sau 60 giây hoặc 65 ÷ 68 °C sau 30 phút. Do đó người ta lợi dụng
khả năng bị vô hoạt này của enzyme để kiểm tra xem sữa vắt từ bị có bị bệnh viêm vú
hay khơng [1, tr 26].
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

11


Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi năng suất 26,3 triệu lít nguyên liệu/năm với hai dây chuyền:
Sữa cơ đặc có đường và sữa chua uống hương dâu

- Protease:
Enzyme Protease có hai loại:
+ Protease kiềm: có pH tối thích là 7,5 ÷ 8.
+ Protease acid: có pH tối thích là 4,0.
Cả hai loại enzyme này đều bị vô hoạt ở 80 °C trong thời gian 10 phút.
Các enzyme Protease xúc tác các phản ứng thủy phân protein tạo ra các sản phẩm
như proteose-peptone, peptide và các acid amin tự do [1, tr 28].
❖ Hormone
Hormone tiết ra từ các tuyến nội tiết và đóng vai trị quan trọng trong sự sinh
trưởng của động vật. Trong sữa bò, người ta tìm thấy nhiều loại hormone nhưng được
chia làm ba nhóm là proteohormone, hormone peptide và hormone steoride, trong số

đó prolactine được nghiên cứu nhiều nhất. Hàm lượng trung bình prolactine trong sữa
bị là 50 µg/l, ở sữa non nhiều hơn, lên tới 230 µg/l [1, tr 33].
❖ Các hợp chất khác
Ngồi ra, trong sữa bị cịn chứa các loại chất khí: CO2, N2, O2 … chiếm 5 ÷ 6%
thể tích sữa, thường tồn tại ở ba dạng là dạng hịa tan, dạng liên kết hóa học với các
chất khác và dạng phân tán.
Khí tồn tại dạng hịa tan và phân tán gây ra một số cản trở đến các quá trình trong
chế biến sữa, do vậy sữa tươi thường được tiến hành bài khí trước khi đưa vào chế
biến.
Thỉnh thoảng trong sữa người ta phát hiện các hợp chất hóa học khác như: chất
kháng sinh, chất tẩy rửa, pesticide, kim loại nặng, nguyên tố phóng xạ, độc tố vi sinh
vật, nitrat… gây độc cho người sử dụng. Vì vậy sữa nguyên liệu cần được kiểm soát
chất lượng nghiêm ngặt từ cánh đồng cho đến khi vào nhà máy để đảm bảo chất lượng
sữa là tốt nhất [1, tr 34].
2.1.1.4. Hệ vi sinh vật trong sữa
❖ Nguồn gốc hệ vi sinh vật
Trong cơ thể động vật, sữa tươi được tuyến vú tổng hợp không chứa các vi sinh
vật. Tuy nhiên khi kiểm tra sữa vừa mới vắt đựng trong các bình chứa, ta thường phát
hiện có rất nhiều nhóm vi sinh vật khác nhau. Nguồn gốc của các vi sinh vật trên xuất
phát từ: bầu vú của động vật cho sữa, người vắt sữa, thiết bị vắt sữa, thiết bị chứa, mơi
trường chuồng trại diễn ra trong q trình vắt sữa [1, tr 34].
❖ Hệ vi sinh vật trong sữa:
Các vi sinh vật trong sữa có thể được chia thành hai nhóm chính:
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Trà My

Hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

12