Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền sữa thanh trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu năm và phô mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA …….

Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi ’’gồm 2
dây chuyền sản xuất:
- Sữa thanh trùng có đường năng suất 27 triệu lít
ngun liệu sản phẩm/năm.
- Phơ mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca.

Đà nẵng – Năm 2019


TĨM TẮT

Bài đồ án này trình bày nội dung về thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ sữa tươi gồm
2 dây chuyền: sữa thanh trùng có đường năng suất 27 triệu lít ngun liệu/năm và phơ
mai tươi với năng suất 3 tấn sản phẩm/ca. Bao gồm một bản thuyết minh và 5 bản vẽ.
Trong đó: phần thuyết minh gồm có 10 chương.
Nội dung thuyết minh nêu rõ được các vấn đề sau: lập luận kinh tế kĩ thuật , tìm
hiểu tồn diện những vấn đề có liên quan đến cơng trình như: đặc điểm thiên nhiên,
vùng ngun liệu, việc hợp tác hóa giữa nhà máy thiết kế với các nhà máy lân
cận…tìm hiểu các tính chất của ngun liệu và sản phẩm từ đó đưa ra các nguyên nhân
chọn và thuyết minh quy trình cơng nghệ; sau đó dựa vào năng suất để tính cân bằng
vật chất, thực chất đây chính là tính lượng nguyên liệu và bán thành phẩm của mỗi
công đoạn. Tiếp đến là chọn thiết bị sao cho phù hợp với năng suất đã tính được để
đưa vào sản xuất. Từ đó, tính tốn phân cơng lao động, xây dựng tổ chức nhà máy,
lượng nhiệt, hơi nước cần đáp ứng để nhà máy hoạt động và cuối cùng là đưa ra các
phương pháp kiểm tra chất lượng, vệ sinh cơng nghiệp và chế độ an tồn lao động.
Bản vẽ gồm có 5 bản vẽ được thể hiện trên cỡ giấy A0 bao gồm:
- Bản vẽ quy trình sơ đồ cơng nghệ: thể hiện đầy đủ và rõ ràng nhất các công đoạn

trong phân xưởng sản xuất chính.
- Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính: thể hiện được cách bố trí, khoảng
cách giữa các thiết bị trong nhà máy như thế nào.
- Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính: thể hiện được hình dạng của gần hết
thiết bị trong phân xưởng theo mặt cắt đứng, kết cấu tường, kết cấu mái nhà.
- Bản vẽ đường ống hơi nước: giúp cụ thể hóa cách bố trí các đường ống trong
phân xưởng, bao gồm đường ống dẫn hơi, nước, nước ngưng và nước thải.
- Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy: thể hiện được cách bố trí và xếp đặt phân xưởng
sản xuất và các cơng trình phụ trong nhà máy.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HỐ
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA THỰC PHẨM
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên
: Hoàng Thị Giang
Số thẻ sinh viên:107140062
Lớp: 14H2A
Khoa : Hóa
Ngành: Cơng nghệ hóa thực phẩm
1. Tên đề tài:

Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm hai dây chuyền:
- Sữa thanh trùng có đường năng suất 27 triệu lít ngun liệu/năm.
- Phơ mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca.
2. Đề tài thuộc diện: Có kí 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 hàm lượng chất khơ 12,8 % trong đó có hàm lượng chất béo 3 %.
Sữa thanh trùng có đường có hàm lượng chất béo 3,5 %.
Phơ mai tươi có hàm lượng chất khô X = 42 %
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Mục lục
- Lời mở đầu
- Chương 1: Lập luận kinh tế kỹ thuật
- Chương 2: Tổng quan (nguyên liệu, sản phẩm, chọn phương án thiết kế)
- Chương 3: Chọn và thuyết minh quy trình cơng nghệ
- Chương 4: Tính cân bằng vật chất
- Chương 5: Tính và chọn thiết bị
- Chương 6: Tính nhiệt, hơi nước
- Chương 7: Tính tổ chức hành chính - xây dựng
- Chương 8: Kiểm tra sản xuất-Kiểm tra chất lượng
- Chương 9: An tồn lao động-Vệ sinh xí nghiệp
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo


- Phụ lục
5. Các bản vẽ và đồ thị:
- Bản vẽ số 1: Sơ đồ kỹ thuật quy trình cơng nghệ
- Bản vẽ số 2: Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sản xuất chính
- Bản vẽ số 3: Bản vẽ mặt cắt phân xưởng sản xuất chính

(A0)
(A0)
(A0)

- Bản vẽ số 4: Bản vẽ đường ống
- Bản vẽ số 5: Bản vẽ tổng mặt bằng nhà máy
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Mạc Thị Hà Thanh

(A0)
(A0)

7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 12/02/2019
8. Ngày hồn thành đồ án: 30/05/2019
Thơng qua bộ môn
Ngày… … tháng… … năm 2019
Trưởng bộ môn

Người hướng dẫn

PGS. TS. ĐẶNG MINH NHẬT

TS. Mạc Thị Hà Thanh


LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình tìm hiểu nghiên cứu tài liệu cùng với những kiến thức đã được học,
và sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn TS. Mạc Thị Hà Thanh, em đã phần
nào nắm được những kiến thức cơ bản về thiết kế nhà máy thực phẩm nói chung và
nhà máy sản xuất sữa nói riêng, đặc biệt là về dây chuyền công nghệ sản xuất sữa

thanh trùng có đường và phơ mai tươi blance, ngồi ra em còn được rèn luyện hơn kỹ
năng làm việc với word, autocad.
Tuy nhiên do kiến thức bản thân còn hạn chế, và tài liệu tham khảo còn thiếu thốn,
đồng thời việc áp dụng lý thuyết vào thực tế gặp rất nhiều khó khăn, nên khơng tránh
khỏi những khó khăn và thiếu sót.
Rất mong được sự góp ý, giúp đỡ khắc phục những sai sót của cơ giáo hướng dẫn
và các thầy cô giáo phản biện, cùng hội đồng bảo vệ để em hiểu sâu sắc hơn.
Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cô TS. Mạc Thị Hà Thanh đã luôn
đồng hành, giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình chúng em trong suốt quá trình làm đồ án.
Cuối cùng em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo đã giảng dạy em trong
suốt 5 năm học qua, giúp em có được những nền tảng kiến thức vững vàng để có thể
hồn thành tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp lần này.

i


CAM ĐOAN

Tơi: Hồng Thị Giang, xin cam đoan về nội dung đồ án tốt nghiệp này không sao
chép nội dung từ các đồ án khác. Các số liệu trong đồ án được sự hướng dẫn của cô
Mạc Thị Hà Thanh và tính tốn của bản thân một cách trung thực, nguồn trích dẫn có
chú thích rõ ràng, minh bạch, có tính kế thừa, phát triển từ các tài liệu, tạp chí, các
cơng trình nghiên cứu đã được cơng bố, các website.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về lời cam đoan của tơi.
Sinh viên thực hiện

Hồng Thị Giang

ii

MỤC LỤC

Tóm tắt ......................................................................................................................1
Lời cảm ơn .................................................................................................................i
Cam đoan ................................................................................................................. ii
DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ..................................................0
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................1
Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT ....................................................2
1.1. Đặt vấn đề ..................................................................................................2
1.2. Tính khả thi ....................................................................................................2
1.3. Lựa chọn vị trí và địa điểm xây dựng nhà máy ..........................................2
1.4. Số liệu về nguyên liệu và vùng nguyên liệu .................................................3
1.4.1. Số liệu về vùng nguyên liệu ......................................................................3
1.4.2. Số liệu về vùng nguyên liệu ......................................................................3
1.5. Đường giao thông...........................................................................................4
1.5.1. Đường bộ ..................................................................................................4
1.5.2. Đường thủy ...............................................................................................4
1.5.3. Đường sắt ..................................................................................................4
1.6. Thị trường tiêu thụ sản phẩm ......................................................................4
1.7. Cơ sở hạ tầng..................................................................................................4
1.7.1. Hệ thống Giao thông .................................................................................4
1.7.2. Điện ...........................................................................................................4
1.7.3. Nước..........................................................................................................4
1.7.4. Hệ thống cứu hỏa ......................................................................................5
1.8. Nguồn nhân lực ..............................................................................................5
1.9. Hợp tác hoá, liên hợp hoá .............................................................................5
1.10. Xử lý nước thải ............................................................................................5
1.11. Năng suất nhà máy ......................................................................................5
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU ....................................................6

2.1. Tổng quan về nguyên liệu .............................................................................6
2.1.1. Tính chất vật lý của sữa tươi .....................................................................6
2.1.2. Tính chất hóa học của sữa tươi .................................................................7
2.1.2.1. Độ axit chung .........................................................................................7
iii


2.1.3. Cấu trúc hoá lý và thành phần hoá học của sữa tươi ................................ 8
2.1.4. Hệ vi sinh vật trong sữa .......................................................................... 14
2.1.5. Vắt sữa, vận chuyển và bảo quản sữa trước khi chế biến ....................... 16
2.1.6. Quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến ............................................. 17
2.1.7. Những biến đổi xảy ra trong quá trình bảo quản .................................... 18
2.2.1. Chất béo (cream) .................................................................................... 20
2.2.2. Đường ..................................................................................................... 21
2.2.3. Nước ....................................................................................................... 21
2.2.4. Giống vi sinh vật ..................................................................................... 21
2.2.5. Chất tạo đông .......................................................................................... 21
2.2. Tổng quan về sản phẩm .............................................................................. 22
2.2.1. Giới thiệu về sữa thanh trùng có đường ................................................. 22
2.2.2. Giới thiệu về phomai .............................................................................. 23
2.3. Tình hình sản xuất, tiêu thụ sản phẩm ...................................................... 27
2.3.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa .......................................................... 27
2.3.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ phomai ................................................... 28
2.4. Lựa chọn phương án thiết kế ..................................................................... 29
2.4.1. Sản phẩm sữa thanh trùng ...................................................................... 29
2.4.2. Sản phẩm phô mai tươi ........................................................................... 29
Chương 3: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ ........................................................ 30
3.1. Chọn và thuyết minh dây chuyền công nghệ [1] [9] ................................ 30
3.2. Thuyết minh dây chuyền cơng nghệ .......................................................... 31
3.2.1. Thuyết minh các q trình chung cho cả hai dây chuyền sản xuất ........ 31

3.2.1.4. Xử lí nhiệt ............................................................................................ 32
3.2.2. Thuyết minh cho quy trình sữa tươi thanh trùng có đường .................... 32
3.3.3. Thuyết minh quy trình sản xuất phơ mai tươi blance ............................. 35
Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ........................................................ 41
4.1. Kế hoạch sản xuất của nhà máy ................................................................. 41
4.1.1. Năng suất nhà máy ................................................................................. 41
4.1.2. Phân tích kế hoạch sản xuất .................................................................... 41
4.2. Tính tốn ...................................................................................................... 42
4.2.1.Tính tốn .................................................................................................. 43
STT .......................................................................................................................... 48
Tên cơng đoạn......................................................................................................... 48
Hao hụt về khối lượng ........................................................................................... 48
Hao hụt ẩm ............................................................................................................. 48
iv


Tổng hao hụt ...........................................................................................................48
1 ................................................................................................................................ 48
2 ................................................................................................................................ 48
3 ................................................................................................................................ 48
4 ................................................................................................................................ 48
5 ................................................................................................................................ 48
6 ................................................................................................................................ 48
7 ................................................................................................................................ 48
8 ................................................................................................................................ 48
9 ................................................................................................................................ 48
10 ..............................................................................................................................48
11 ..............................................................................................................................48
4.2.2. Tính tốn cân bằng vật chất ....................................................................48
4.3. Bảng tổng kết ...............................................................................................54

Chương 5: TÍNH TỐN VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ ......................................57
5.1. Các thiết bị cần sử dụng trong tồn bộ quy trình sản xuất .....................57
5.2. Cách chọn thiết bị và tính tốn ..................................................................58
5.1.1. Cách chọn thiết bị ...................................................................................58
5.1.2. Tính tốn thiết bị .....................................................................................58
5.3. Tính thùng chứa cho 2 dây chuyền ............................................................58
5.4. Thiết bị chung cho 2 dây chuyền ................................................................ 61
5.4.1. Thiết bị lọc ..............................................................................................61
5.4.2. Lưu lượng kế ...........................................................................................62
5.4.4. Thiết bị thanh trùng.................................................................................63
5.4.4.1.Cấu tạo ..................................................................................................63
5.5. Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa thanh trùng có đường .................64
5.5.1. Thiết bị phối trộn ....................................................................................64
5.5.2.Nồi nấu siro ..............................................................................................64
5.5.3. Thiết bị xử lí nhiệt sơ bộ .........................................................................65
5.5.4. Thiết bị bài khí ........................................................................................67
5.5.5. Thiết bị đồng hóa ....................................................................................68
5.5.6. Thiết bị thanh trùng, làm nguội ..............................................................68
5.5.7. Thiết bị chiết rót vơ trùng .......................................................................69
5.5.8. Tính và chọn bơm ...................................................................................70
5.5.9. Tính và chọn vít tải đường ......................................................................71
5.5.10. Chọn băng tải ........................................................................................72
v


5.6.Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô mai tươi blance ............................ 72
5.6.1.Thiết bị tiêu chuẩn hóa ............................................................................ 72
5.6.2. Thiết bị đồng hóa 1 cấp .......................................................................... 72
5.6.3. Thiết bị thanh trùng, làm nguội .............................................................. 73
5.6.4. Thiết bị nhân giống vi khuẩn lactic ........................................................ 74

5.6.5. Thiết bị lên men ...................................................................................... 76
5.6.6. Thiết bị đông tụ sữa thế hệ mới .............................................................. 77
5.6.7.Thiết bị khuấy trộn .................................................................................. 78
5.6.8. Thiết bị đóng gói sản phẩm .................................................................... 79
5.6.9. Bơm ........................................................................................................ 80
Chương 6. CÂN BẰNG NHIỆT............................................................................ 83
6.1.Cân bằng nhiệt của q trình xử lí nhiệt ................................................... 83
6.1.1. Phương trình cân bằng nhiệt (đun nóng bằng hơi nước gián tiếp) ......... 83
6.1.2.Cân bằng nhiệt cho thiết bị xử lí nhiệt..................................................... 84
6.1.3.Cân bằng nhiệt cho thiết bị thanh trùng, làm nguội. ............................... 85
6.1.2.4. Cân bằn nhiệt cho thiết bị thanh trùng , làm nguội. ............................ 87
6.1.4. Cân bằng nhiệt cho thiết bị nấu siro ....................................................... 89
6.2. Tính hơi ........................................................................................................ 91
6.2.1. Tính tổng lượng hơi sử dụng .................................................................. 91
6.2.2.Thiết bị nồi hơi ........................................................................................ 92
6.3. Tính nhiên liệu ............................................................................................. 93
6.3.1. Dầu FO (dầu mazut) dùng cho lò hơi ..................................................... 93
6.3.2. Dầu DO (diesel) dùng cho máy phát điện .............................................. 93
6.3.3. Xăng cho vận tải, dầu nhờn bôi trơn thiết bị .......................................... 93
6.4. Tính nước ..................................................................................................... 93
6.4.1 Cấp nước .................................................................................................. 93
6.4.1.2. Nước dùng cho nồi hơi ........................................................................ 93
6.4.2. Thoát nước .............................................................................................. 95
Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC HÀNH CHÍNH, XÂY DỰNG ............................. 96
7.1. Tính tổ chức hành chính ............................................................................. 96
7.1.1. Sơ đồ tổ chức hành chính ....................................................................... 96
7.1.2. Tính nhân lực .......................................................................................... 96
7.1.3. Chế độ làm việc ...................................................................................... 98
7.2. Tính xây dựng .............................................................................................. 98
7.2.1. Các cơng trình trong nhà máy................................................................. 99

7.2.2.Tính khu đất xây dựng nhà máy ............................................................ 109
vi


7.2.3. Khu đất mở rộng ...................................................................................110
Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM .........111
8.1. Mục đích .....................................................................................................111
8.2. Nội dung chính ...........................................................................................111
8.2.1. Kiểm tra đầu vào ...................................................................................111
8.2.2. Kiểm tra các cơng đoạn trong quy trình sản xuất .................................112
Chương 9: AN TỒN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH XÍ NGHIỆP .....................115
9.1. An toàn lao động ........................................................................................115
9.1.1. Các nguyên nhân chủ yếu gây tai nạn trong sản xuất ...........................115
9.1.2. Những biện pháp hạn chế tai nạn lao động ...........................................116
9.1.3. Những yêu cầu về an tồn lao động ......................................................116
9.2. Vệ sinh xí nghiệp ........................................................................................118
9.2.1. Vệ sinh cá nhân .....................................................................................118
9.2.2. Vệ sinh máy móc, thiết bị .....................................................................118
9.2.3. Vệ sinh xí nghiệp ..................................................................................119
9.2.4. Xử lý nước thải .....................................................................................119
9.3. Biện pháp xử lý sự cố kỹ thuật gây mất an toàn, vệ sinh lao động
nghiêm trọng và ứng cứu khẩn cấp ......................................................................119
KẾT LUẬN ...........................................................................................................121
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................122

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò ..............................................6
Bảng 2.2 Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người . ...........................8
Bảng 2.3 Thành phần chất béo trong sữa bò. .............................................................9

Bảng 2.4 Thành phần cấu trúc protein sữa ...............................................................10
Bảng 2.5 Độ hòa tan trong nước của lactoza . ........................................................11
Bảng 2.6 Thành phần các vitamin trong sữa . .........................................................13
Bảng 2.9 Chỉ tiêu cảm quan .....................................................................................20
Bảng 2.10 Chỉ tiêu hóa lý .........................................................................................20
Bảng 2.11 Chỉ tiêu vi sinh ........................................................................................20
Bảng 2.14 Các chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi thanh trùng ....................................23
Bảng 2.15 Các chỉ tiêu lý-hóa của sữa tươi thanh trùng ..........................................23
vii


Bảng 2.16 Các chỉ tiêu vi sinh vật trong sữa tươi thanh trùng ............................... 23
Bảng 2.13 Phân loại phomai dựa vào vi khuẩn dùng khi ủ chín phomai ................ 24
Bảng 2.14 Phân loại phomai theo giá trị FDB ......................................................... 25
Bảng 2.17 Các chỉ tiêu lý hoá của các sản phẩm phomat ........................................ 26
Bảng 2.18 Giới hạn các chất nhiễm bẩn đối với các sản phẩm phomat .................. 26
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu chung của sữa tươi nguyên liệu ............................................ 31
Bảng 4.1 Bảng sơ đồ nhập nguyên liệu sữa tươi trong một năm ............................. 41
Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất theo ca của nhà máy ...................................................... 41
Bảng 4.3 Kế hoạch sản xuất của nhà máy ............................................................... 42
Bảng 4.4 Tỉ lệ hao hụt dây chuyền sản xuất sữa tươi thanh trùng có đường ........... 42
Bảng 4.6 Phần trăm tiêu hao nguyên liệu trong quá trình sản xuất ......................... 48
Bảng 4.6 Bảng tổng kết cân bằng vật chất ............................................................... 54
Bảng 4.10 Bảng tổng kết nguyên liệu phụ ............................................................... 55
Bảng 4.11 Tổng kết nguyên liệu trước khi vào thiết bị ........................................... 56
Bảng 5.1 Các thiết bị sử dụng cho các cơng đoạn của tồn quy trình sản xuất ....... 57
Bảng 5.21. Bảng tổng kết thiết bị............................................................................. 81
Bảng 6.1 Lượng hơi cần sử dụng cho các thiết bị.................................................... 91
Bảng 8.2 Bảng tổng kết các công trình xây dựng trong nhà máy .......................... 108
Bảng 8.1 Bảng tổng kết kiểm tra trong các giai đoạn của quy trình sản xuất ....... 112

Bảng 8.2 Bảng tổng kết chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm ............................ 114

viii


Hình 1.1 Hình ảnh bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng .......................................3
Hình 2.1 Hình ảnh sữa tươi ........................................................................................6
Hình 2.2 Hình ảnh cấu trúc của micelle casein ........................................................11
Hình 2.4 Hình ảnh sữa tươi thanh trùng ...................................................................22
Hình 2.5 Hình ảnh pho mai tươi...............................................................................24
Hình 5.1 Thùng chứa nguyên liệu ............................................................................58
Hình 5.2 Hình ảnh bộ lọc ........................................................................................61
Hình 5.3 Lưu lượng kế ............................................................................................62
Hình 5.4 Thiết bị gia nhiệt .......................................................................................63
Hình 5.5 Hình ảnh thiết bị phối trộn ........................................................................64
Hình 5.6 Hình ảnh thiết bị nấu siro .........................................................................65
Hình 5.7 Hình ảnh thiết bị gia nhiệt dạng tấm .........................................................66
Hình 5.8 Hình ảnh thiết bị bài khí ............................................................................67
Hình 5.9 Hình ảnh thiết bị đồng hóa ........................................................................68
Hình 5.10 Hình ảnh thiết bị thanh trùng dạng tấm ...................................................69
Hình 5.11 Hình ảnh thiết bị rót hộp .........................................................................70
Hình 5.12 Hình ảnh máy bơm ..................................................................................71
Hình 5.13 Hình ảnh băng tải ....................................................................................72
Hình 5.14 Hình ảnh thiết bị đồng hóa ......................................................................73
Hình 5.15 Hình ảnh thiết bị thanh trùng dạng tấm ...................................................74
Hình 5.16 Hình ảnh các giai đoạn nhân giống .........................................................75
Hình 5.17 Hình ảnh thiết bị nhân giống vi khuẩn lactic ..........................................75
Hình 5.18 Hình ảnh thiết bị lên men ........................................................................77
Hình 5.19 Hình ảnh thiết bị đơng tụ sữa thế hệ mới ...............................................78
Hình 5.20 Hình ảnh thiết bị khuấy trộn ....................................................................79

Hình 5.21 Hình ảnh thiết bị bao gói phơ mai tự động..............................................79
Hình 5.24 Hình ảnh bơm ly tâm ...............................................................................80
Hình 6.1 Hình ảnh thiết bị nồi hơi đốt dầu hộp khối ướt .........................................92
Hinh 7.1 Sơ đồ tổ chức hành chính của nhà máy ....................................................96

ix


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

DANH SÁCH CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU:
H: chiều cao
D: đường kính
L x W x H: dài x rộng x cao
R: bán kính
T: thời gian
t: nhiệt độ
l: lít
s : giây
CHỮ VIẾT TẮT:
FO: dầu Fuel Oils (còn gọi là dầu Mazut)
DO: dầu Diesel Oil (cịn gọi là dầu Gazole)

Sinh viên thực hiện: Hồng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

0

Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao và có
đầy đủ các chất dinh dưỡng như protein, glucid, lipid, chất khống, vitamin,… Ngồi
giá trị dinh dưỡng trong sữa còn nhiều chất cần thiết cho cơ thể như: axit amin khơng
thay thế, muối khống…
Sữa được chế biến thành nhiều loại thực phẩm khác nhau, trong đó các sản
phẩm được chế biến từ sữa vẫn là mặt hàng có giá trị dinh dưỡng cao chứa đầy đủ các
chất với một tỉ lệ thích hợp cần thiết cho con người. Tiêu biểu là phô mai là nguồn
cung cấp chất đạm, canxi, phốt pho cao, rất bổ dưỡng và tốt cho xương, giúp chống lại
ung thư đường ruột hiệu quả và một số ung thư khác ở hệ tiêu hóa.
Tuy nhiên ở Việt Nam ta, ngành sản xuất sữa chỉ là nhập nguyên liệu về rồi sau
đó đem đi hồn ngun lại, cịn phơ mai vẫn chưa được phát triển mạnh, phần lớn
chúng ta vẫn phải nhập khẩu từ nước ngoài. Đặc biệt trong xu thế hội nhập và tồn cầu
hóa, Việt Nam đang bước vào lộ trình hội nhập với sự cạnh tranh quyết liệt của nền
kinh tế thị trường, hàng hóa nói chung, các loại thực phẩm nói riêng của tổ chức
thương mại thế giới WTO. Nó địi hỏi nhà nước cũng như các doanh nghiệp tận dụng
những cơ hội có được để tăng cường phát triển đối đầu với những thách thức mới và
việc xây dựng nhà máy sản xuất phô mai là giải pháp tích cực hiện nay.
Trên cơ sở đó, việc xây dựng nhà máy chế biến sữa là vô cùng cần thiết. Vì vậy
nhiệm vụ của em trong đồ án này là: “ Thiết kế nhà máy chế biến sữa từ sữa tươi
’’gồm 2 dây chuyền sản xuất:
- Sữa thanh trùng có đường năng suất 27 triệu lít nguyên liệu sản phẩm/năm.
- Phô mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

1


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1. Đặt vấn đề
Trong nhiều năm trở lại đây, nhu cầu sử dụng sữa tại Việt Nam tăng lên đáng kể.
Theo thống kê, nhu cầu sữa tươi nguyên liệu tăng khoảng 61 % , từ 500 triệu lít (năm
2010) lên đến 805 triệu lít (năm 2015). Các nhà chuyên môn đánh giá rằng tiềm năng
phát triển của thị trường sữa tại Việt Nam vẫn còn rất lớn.
Là một quốc gia đông dân và mức tăng dân số cao khoảng 1,2 %/năm, thị trường
sữa tại Việt Nam có tiềm năng lớn. Năm 2010, trung bình mỗi người Việt Nam tiêu
thụ khoảng 15 lít sữa/năm. Dự báo đến năm 2020, con số này sẽ tăng gần gấp đôi, lên
đến 28 lít sữa/năm/người [11].
Trên tình hình đó, việc xây dựng nhà máy sản xuất sữa có chất lượng cao để cạnh
tranh với các nhà máy sữa trong nước cũng như trên thế giới là rất cần thiết.
1.2. Tính khả thi
Như chúng ta đã biết, Việt Nam đã chính thức gia nhập tổ chức WTO(2006), cùng
với sự phát triển vượt bậc của nhiều ngành kinh tế, các ngành công nghiệp trong đó có
cơng nghiệp thực phẩm được đầu tư mạnh mẽ nhằm thúc đẩy kinh tế đất nước và chăm
lo cho đời sống của người dân. Và trong đó ngành cơng nghiệp sữa đang phát triển
một cách rõ rệt nhất.
Hơn thế nữa, nhà nước đang tăng cường mạnh mẽ chiến dịch “Người Việt Nam ưu

tiên dùng hàng Việt Nam” với hi vọng tất cả trẻ em cũng như người dân Việt Nam sẽ
được đáp ứng đầy đủ lượng sữa chất lượng cao [11].
Với những mục tiêu và giải pháp được đề ra, việc xây dựng nhà máy chế biến sữa
là vô cùng hợp lí và khả năng thành cơng sẽ khá cao.
1.3. Lựa chọn vị trí và địa điểm xây dựng nhà máy
Để xây dựng một nhà máy thì việc chọn địa điểm để xây dựng phân xưởng
đóng vai trị quan trọng. Nhà máy phải đặt ở địa điểm sao cho vừa đảm bảo hoạt động
tốt trong thời gian sản xuất đồng thời đáp ứng các yêu cầu công nghệ trang thiết bị của
phương pháp mà ta lựa chọn để chế biến.
Địa điểm chọn xây dựng nhà máy là thành phố Đà Nẵng. Đây là một thành
phố trực thuộc trung ương, nằm trong vùng Nam Trung Bộ, Việt Nam, là trung tâm
kinh tế, tài chính, chính trị, khoa học và cơng nghệ, y tế chuyên sâu của khu vực miền
Trung - Tây Nguyên và cả nước. Đà Nẵng là thành phố quan trọng nhất miền Trung,

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

2


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

đồng thời cũng là một trong 5 thành phố trực thuộc Trung ương ở Việt Nam, đồ thị
loại 1 trung tâm cấp quốc gia.
Với vị trí địa lý thuận lợi, cùng sự phát triển mạnh mẽ của thành phố trực thuộc
Trung ương như Đà Nẵng việc xây dựng nhà máy sữa tại đây hoàn tồn hợp lí. Nhà
máy sữa sẽ đáp ứng tối đa được nhu cầu tiêu thụ cần thiết của người dân địa phương
cũng như các khu vực lân cận. Căn cứ vào những điều kiện đã nêu trên, tôi quyết định

xây dựng nhà máy sản xuất sữa tại khu công nghiệp Hòa Khánh bắc, quận Liên Chiểu,
thành phố Đà Nẵng. Đây là vị trí thuận lợi gần với đường quốc lộ, cách trung tâm
thành phố 20 km.
Các thông số về điều kiện thời tiết tại Đà Nẵng [12]:
Nhiệt độ trung bình hằng năm:
25,9 0C
+ Nhiệt độ mùa hè:

28-30 0C

+ Nhiệt độ mùa đơng:

18-23 0C

+ Độ ẩm trung bình:

83,4 %

+ Hướng gió chính:

Đơng Nam

Hình 1.1 Hình ảnh bản đồ hành chính thành phố Đà Nẵng
1.4. Số liệu về nguyên liệu và vùng ngun liệu
1.4.1. Số liệu về vùng ngun liệu
Bị sữa ni ở Việt Nam thường là giống bò lai Hà-Việt và bò lai Sind.
Bảng 1.1 Khả năng cho sữa
Loại bò

Chu kỳ cho sữa

Năng suất sữa trung bình

Bị Hà- Việt

270-300 ngày

8-10 kg/ngày

Bị lai Sind

240-270 ngày

6-8 kg/ngày

1.4.2. Số liệu về vùng nguyên liệu
Sữa được thu mua chủ yếu từ các trang trại bò sữa tại huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ
An với tổng diện tích hơn 37.000 ha có vốn ước tính trên 1,2 tỷ USD. Trang trại ni
bị sữa tập trung áp dụng mơ hình cơng nghệ cao của tập đồn TH. Một tổ chức Kỷ lục
Châu Á có trụ sở tại Ấn Độ đã từng xác nhận trang trại này đạt danh hiệu “Trang trại
chăn ni bị sữa áp dụng tiêu chuẩn cơng nghệ cao có quy mơ lớn nhất Châu Á”.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

3


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng

suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

Tuy nhiên theo thống kê nguyên liệu sữa trong nước chỉ đáp ứng 30 % nhu cầu sản
xuất, trong khi đó 70 % cịn lại phải nhập khẩu. Vì vậy để đảm bảo nguồn ngun liệu
cho nhà máy thì ngun liệu có thể được nhập khẩu ở nước ngoài, cụ thể là tại trang
trại ni bị sữa ở Hà Lan.
1.5. Đường giao thơng
Nhà máy đặt tại khu cơng nghiệp Hịa Khánh là vị trí với giao thông vận tải hết sức
thuận tiện cho việc thu mua nguyên liệu cũng như vận chuyển sản phẩm.
1.5.1. Đường bộ
Nhà máy nằm dọc theo quốc lộ 1A cho nên thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu và
phân phối sản phẩm
1.5.2. Đường thủy
Đặc biệt Đà Nẵng là thành phố của biển. Nhà máy cách cảng biển quốc tế Tiên Sa
chỉ 20 km thuận lợi cho việc nhập và phân phối sản phẩm trong và ngoài nước.
1.5.3. Đường sắt
Nhà máy có thể dùng ơ tơ vận chuyển sản phẩm về ga Đà Nẵng, ở đó có thể đóng
container để phân phối sản phẩm tới các nơi tiêu thụ.
1.6. Thị trường tiêu thụ sản phẩm
Nhà máy được đặt tại Đà Nẵng là một trong 5 thành phố trực thuộc Trung ương, đô
thị loại 1 với nền kinh tế phát triển mạnh mẽ. Đời sống người dân đươc nâng cao, vì
vậy việc tiêu thụ sữa đạt chỉ tiêu khá cao. Mặt khác Đà Nẵng giáp với các tỉnh lân cận
như Quảng Nam, Huế vì vậy việc phân phối và tiêu thụ trở nên dễ dàng hơn.
1.7. Cơ sở hạ tầng
1.7.1. Hệ thống Giao thơng
Hệ thống trục chính (rộng bao nhiêu m, mấy làn đường): Đường chính có hai chiều,
lịng đường rộng 25m (vỉa hè 5mx2), 6 làn đường, dải phân cách rộng 2m. Hệ thống
giao thông nội bộ (rộng bao nhiêu m, mấy làn đường): Đường nhánh trong khu công
nghiệp rộng 11m (vỉa hè 5mx2) [10].
1.7.2. Điện

Hệ thống điện quốc gia (110KV, 220KV…). Hệ thống điện được cung cấp bởi
mạng điện Quốc gia (110/22KV) thơng qua các trạm biến áp có cơng suất 80MVA, có
sẵn hệ thống dây điện 22KV.
Hệ thống máy phát điện dự phòng
1.7.3. Nước
Nước được cung cấp từ nhà máy nước của thành phố.
Khối lượng nước (m3/ ngày): 210.000 m3/ngày-đêm
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

4


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

1.7.4. Hệ thống cứu hỏa
Cột nước cứu hỏa được lắp đặt theo đường chính và đường nhánh. Phòng cảnh sát
phòng cháy chữa cháy quận Liên Chiểu nằm trên đường 6A và 7A KCN Hòa Khánh,
ngay trong KCN [10].
1.8. Nguồn nhân lực
Đà Nẵng là thành phố phát triển nhất khu vực miền Trung. Vì vậy đây cũng là nơi
thu hút nhiều lao động tại địa phương cũng như các khu vực lân cận miền Trung ứng
tuyển, làm việc. Mặt khác, Đà Nẵng tập trung nhiều trường đại học lớn, danh tiếng của
Việt Nam. Đây cũng là một lợi thế để tuyển dụng được những cán bộ, kỹ sư, cử nhân
giỏi góp phần làm cho nhà máy ngày càng phát triển mạnh mẽ hơn.
1.9. Hợp tác hoá, liên hợp hoá
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đầu tư trang thiết bị, máy móc, phát triển nâng
cấp, cải tiến kỹ thuật của nhà máy đồng thời tạo điều kiện cho việc sử dụng chung

những cơng trình giao thơng vận tải, cung cấp điện, nước…thì vấn đề hợp tác hoá giữa
nhà với các nhà máy tỉnh khác là thật sự cần thiết.
Ngồi ra liên hợp hóa cịn có tác dụng nâng cao hiệu quả kinh tế, nâng cao hiệu quả
sử dụng nguyên liệu, hạ giá thành sản phẩm, giảm thuế.
1.10. Xử lý nước thải
Trong các công đoạn để sản xuất sữa ta sử dụng nguồn nước khá nhiều. Do vậy
lượng nước thải ra môi trường khá lớn. Đối với nước thải dùng cho quá trình sản xuất
cần được xử lý và tái sử dụng, còn nước thải sinh hoạt, vệ sinh nhà máy được đưa vào
hệ thống cống rãnh trong nhà máy đến bể xử lý trước khi thải ra môi trường. Đối với
chất thải rắn được xử lý bằng phương pháp vi sinh.
Nhà máy sử dụng tiêu chuẩn xử lí nước thải:
Nước sau xử lý đạt loại B (theo QCVN 40:2011/BTNMT).
Công suất xử lý tối đa (m3 ngày): 5.000 m3/ngày-đêm.
Công suất xử lý nước thải hiện nay (m3/ ngày): 3.000 m3/ngày-đêm.
Hệ thống thoát nước mưa được bố trí khoa học theo quy định của chính phủ. Khu
vực đơng dân cư, có nhiều trường đại học, cao đẳng, đào tạo nghề… dễ dàng đáp ứng
nhu cầu lao động của doanh nghiệp [10].
1.11. Năng suất nhà máy
Dựa vào nhu cầu cần thiết của người tiêu dùng và tình hình thực tế của đất nước.
Ta chọn năng suất cho nhà máy như sau:
- Sữa thanh trùng có đường với năng suất 27 triệu lít ngun liệu/năm
- Phơ mai tươi blance năng suất 3 tấn sản phẩm/ca.
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

5


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng

suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

2.1. Tổng quan về nguyên liệu
• Giới thiệu chung về nguyên liệu sữa tươi
Sữa là chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn
để nuôi sống động vật con. Sữa tươi là sản phẩm giàu chất dinh dưỡng bởi nó là thực
phẩm cân đối về thành phần các chất như: prơtein, lipit, muối khống, vitamin…
Ngồi ra trong sữa cịn có đầy đủ axit amin khơng thay thế, đây là những axit amin cần
thiết cho cơ thể [1].

Hình 2.1 Hình ảnh sữa tươi
2.1.1. Tính chất vật lý của sữa tươi
Sữa là chất lỏng có màu trắng đục, có độ nhớt lớn, có mùi rất đặc trưng và vị hơi
ngọt. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo
nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β-caroten có trong chất béo
sữa. Sữa thường có đặc điểm và tính chất sau [1]:
Bảng 2.1 Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bị
Đại lượng

Giá trị

Đại lượng

Giá trị

Ph

6,5 ÷ 6,7

Thế oxy hóa khử (V)

0,1 ÷ 0,2

Độ chua (0D)

15 ÷ 18

Sức căng bề mặt 20 0C (Dynes/cm)

50

Tỷ trọng (g/cm3)

1,028 ÷ 1,036

Độ dẫn điện (1/ohm.cm)

0,004 ÷ 0,005

Điểm đơng đặc (0C)

-0,54 ÷ -0,59

Nhiệt dung riêng (Cal/g.0C)

0,933 ÷ 0,954

2.1.1.1.Giá trị pH của sữa

Giá trị ph thường được xác định ở 20 0C. Theo định nghĩa:
pH = -lg[H+]
Sữa tươi có giá trị pH trung bình là 6,6 [1].

Sinh viên thực hiện: Hồng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

6


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

2.1.1.2. Độ chua
Độ chua của sản phẩm được xác định bằng phương pháp chuẩn độ. Hiện nay trên
thế giới, độ chua của sữa được biểu diễn bằng độ Soxhlet Henkel (0SH), độ thorner
(0Th) hoặc độ (0D) [1].
2.1.2.3. Tỷ trọng sữa
Tỷ trọng của sữa do hàm lượng các chất khô trong sữa quyết định. Các chất béo có
tỷ trọng nhỏ hơn 1 g/cm3. Hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng của sữa
càng thấp [1].
2.1.1.4. Điểm đông đặc của sữa
Thường dao động trong khoảng từ -0,54 ÷ -0,59 0C. Người ta thường sử dụng chỉ
tiêu này để kiểm tra xem sữa tươi có bị pha lỗng với nước hay khơng.
Tuy nhiên khi xử lý sữa ở nhiệt độ cao, điểm đông đặc của sữa sẽ gia tăng do sự kết
tủa của một số muối phosphate có trong sữa [1].
2.1.2. Tính chất hóa học của sữa tươi
2.1.2.1. Độ axit chung
Độ axit chung phụ thuộc vào các thành phần của sữa mà chủ yếu là các muối axit

của axit phosphoric và limonic, các protein (casein, albumin, globumin) và CO2 tồn tại
dưới dạng hòa tan trong sữa [3].
2.1.2.2. Độ axit hoạt động
Độ axit hoạt động biểu thị tính hoạt động của các ion H+.
Giá trị pH = 6,5 - 6,8, trung bình là 6,6 [2].
Độ pH của sữa không đặc trưng cho độ tươi của sữa. Nó biến đổi chậm so với độ
axit chung.
2.1.2.3. Tính chất oxy hóa – khử của sữa
Sữa là một chất lỏng phức tạp mà trong đó ngồi các thành phần chính: protein,
lipit và lactoza cịn chứa hàng loạt các hợp chất khác rất dễ bị oxy hóa, bị khử (
vitamin C, E, B2, enzim, chất màu,…).
Đối với sữa bình thường Eh = 0,2 – 0,3V. Khả năng oxy hóa-khử phụ thuộc vào
nồng độ ion hydro [2].
2.1.2.4. Tính chất keo của sữa
Sữa là một dung dịch keo có ba pha tồn tại đồng thời [2]:
+ Dung dịch thực: thành phần gồm nước và các chất hịa tan như lactoza, muối
khống và vitamin hòa tan trong nước.
+ Dung dịch huyền phù: chủ yếu protein và các chất liên kết khác như lipoprotein.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

7


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

+ Dung dịch nhũ tương: chủ yếu chất béo ở dạng các cầu mỡ, kích thước và số

lượng các cầu mỡ khơng ổn định và phụ thuộc nhiều yếu tố mà chủ yếu là khẩu
phần thức ăn, giống, điều kiện sống, thời kỳ thai.
2.1.3. Cấu trúc hoá lý và thành phần hoá học của sữa tươi
2.1.3.1. Cấu trúc hố lý
Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một thể keo gồm các tiểu cầu béo
(đường kính từ 3-5 μm) và các mixen protein (đường kính gần 0,1 μm trong pha phân
tán là nước) [3].
2.1.3.2. Thành phần hoá học của sữa tươi
Sữa là một hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các
chất béo. Ngồi ra sữa cịn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như các hợp
chất chứa nito phi protein, vitamine, hormone, các chất màu và khí.
Bảng 2.2 Thành phần hóa học sữa của một số động vật và người (% khối lượng)
Động vật

Protein tổng

Casein

Chất béo

Carbonhydrate

Khống

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

Người

1,2

0,5

3,8

7,0

0,2

❖ Nước
Nước trong sữa bao gồm nước tự do và nước liên kết trong đó nước tự do chiếm
96-97 % tổng lượng nước [2].
+ Nước tự do: có thể tách ra được trong q trình cơ đặc, sấy vì khơng có liên kết hố
học với chất khơ. Đây là cơ sở để sản xuất những sản phẩm từ sữa khác nhau như: sữa cô
đặc, phô mai…
+ Nước liên kết: chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 3-4 %, hàm lượng nước liên kết phụ thuộc
vào các thành phần có trong hệ keo như: protein, các phosphatic, polysacarit. Nước
liên kết thường được gắn với các nhóm như: -NH2, -COOH, -OH, =NH, =CO.
❖ Chất khơ
Chất khơ của sữa bao gồm tồn bộ các thành phần cịn lại của sữa trừ nước.
Chất khơ của sữa bao gồm: chất béo, protein, đường, muối khoáng, các loại
vitamin, acid, enzym...
* Chất béo

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

8


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

Chất béo trong sữa được coi là thành phần quan trọng. Về mặt dinh dưỡng, chất
béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hoà tan (A, D, E). Ðối với các sản
phẩm sữa lên men chất béo ảnh hưởng tới mùi vị trạng thái của sản phẩm.
Chất béo trong sữa gồm 2 loại: chất béo đơn giản và chất béo phức tạp.
Bảng 2.3 Thành phần chất béo trong sữa bò [1]
Thành phần

Hàm lượng (% so
với tổng khối lượng
chất béo)

Lipid đơn giản
- Glyceride: Triglyceride

98,5
95÷96

-

Diglyceride
Monoglyceride
Cholesteride

2÷3
0,1
0,03

-

Ceride

0,02

Lipid phức tạp
Các hợp chất tan trong chất béo

1
0,5

-

0,3
0,1
0,1
Vết
Vết

Cholesterol
Acid béo tự do
Hydrocarbon
Vitamin A, D, K, E
Rượu: phytol, palmitic, stearic,
oleic…

* Đặc tính hố lí của chất béo
Các đặc tính hóa lí của chất béo được thể hiện như sau [3]:
❖ Mật độ quang ở 15 0C
: 0,91 ÷ 0,95 oC
❖ Nhiệt độ nóng chảy
: 31 ÷ 36 oC
❖ Nhiệt độ đơng đặc
: 25 ÷ 30 oC
❖ Chỉ số iod
: 25 ÷ 45
❖ Chỉ số xà phịng hố
: 218 ÷ 235
❖ Chỉ số axit bay hơi khơng hồ tan
: 1,5 ÷ 3
❖ Chỉ số khúc xạ
: 1,453 ÷ 1,462
Cấu trúc: Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình
cầu hoặc ơvan có đường kính 2 ÷ 10 m. Các tiểu cầu này được bao bọc bởi một màng
protein, màng protein này chia thành hai phần đó là protein hồ tan được và khơng hồ
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

9


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

tan được tỉ lệ giữa hai thành phần này là rất khác nhau giữa các loại sữa.
Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần trung tâm
của tiểu cầu chứa glyxerit có nhiệt độ nóng chảy thấp, giàu axit oleic và luôn ở trạng
thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ bình thường. Trong khi đó phần ngoại vi nơi tiếp xúc
với màng chứa các glyxerit với chỉ số iod rất thấp nên có nhiệt độ nóng chảy cao có
thể đơng đặc ở nhiệt độ mơi trường. Do vậy màng có tính chất bảo vệ chất béo khỏi
những biến đổi. Sự biến chất của màng sẽ làm tăng cường sự hoạt động trực tiếp của
một số loài vi sinh vật hoặc là sự tăng lên của chỉ số axit hoặc làm thay đổi các tính
chất vật lí một cách sâu sắc gây ra việc tiến lại gần rồi kết dính các tiểu cầu với nhau
dẫn đến q trình tách chất béo làm mất đi tính đồng nhất của sữa.
* Protein
Protein trong sữa là chất đạm hồn thiện bởi vì nó chứa hầu hết các acid amin đặc
biệt là các acid amin không thay thế. Các acid amin chủ yếu có mặt trong sữa tính theo
% chất khơ như sau [3]:
Lanin : 3 %
Prolin
: 11,3 %
Phenylamin : 5 %
Valin : 7,2 %

Cystin và cystein : 0,34 %

Methionin : 2,8 %

Lơxin : 9,2 %
Serin
: 6,3 %
Treonin : 4,9 %
Izolơxin : 6,1 %
Tryptophan

: 1,7 %
Arginin : 4,1 %
Histidin : 3,1 %
Lysin
: 8,2 %
Acid aspartic
Acid glutamic : 22,4 %
Tyrosin
:6,3 %
Trong thành phần cấu trúc protein sữa rất đa dạng bao gồm [3]:
Bảng 2.4 Thành phần cấu trúc protein sữa
Thành phần

Hàm lượng

Cazein toàn phần chứa

26  29 g/l

Lactoglobulin

26  29 g/l

Lactalbumin

2,4  4 g/l

Imunoglobulin

0,8  1,5g/l

:

7,1%

Trong sữa có hai kiểu protein khác nhau.
-

Protein hịa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lisozim, lactoferin,
lactoferoxydaza…

-

Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của

các caseinat và canxi phosphat.
* Tính chất của các casein

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

10


Thiết kế nhà máy sản xuất sữa từ nguyên liệu sữa tươi theo 2 dây chuyền: Sữa thanh trùng có đường năng
suất 27 triệu lít nguyên liệu/năm và pho mai tươi năng suất 3 tấn sản phẩm/ca

Casein là thành phần 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, Mg,...) [1].
Mỗi micelle do khoảng 400-500 tiểu micelle hợp thành. Tiểu micelle có dạng hình
cầu, đường kính dao động 10-15 nm bao gồm 10 phân tử casein kết hợp lại với nhau.
Thành phần của các casein αs, β, và κ trong các tiểu micelle có thể thay đổi theo những
tỷ lệ khác nhau. Các phân tử αs, β-casein nằm tập trung tại tâm tiểu micelle tạo nên
vùng ưa béo, còn các phân tử κ-casein có hai đầu: đầu ưa béo sẽ tương tác với αs và βcasein ở vùng tâm tiểu micelle, đầu ưa nước sẽ hướng ra ngồi vùng biên micelle.

Hình 2.2 Hình ảnh cấu trúc của micelle casein
* Đường lactoza
Ðường trong sữa chủ yếu là đường lactoza hàm lượng đường có khoảng 50 g/lit sữa
tồn tại ở hai dạng -lactoza và -lactoza. Khi có sự thay đổi về nhiệt độ thì có sự
chuyển hố từ dạng này sang dạng kia và ngược lại [2].
Độ ngọt của lactoza kém hơn saccaroza 30 lần, độ hoà tan trong nước cũng kém
hơn. Ðộ hoà tan trong nước của lactoza được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 2.5 Độ hòa tan trong nước của lactoza (g/100gH2O)
Nhiệt độ

-lactoza

-lactoza

0
25
39
100

5
8,6
12,6
70

45,1
45,1
45,1
94,7

Ở nhiệt độ nhỏ hơn 100 0C không làm thay đổi đường lactoza. Nhưng khi lớn hơn
100 0C đường lactoza rất nhạy với nhiệt độ sẽ xảy ra sự biến đổi do sự xuất hiện các
melanoit tạo thành khi các acid amin tác dụng với lactoza.
Sự tạo thành melanoit còn có thể xảy ra khi bảo quản sữa bột thời gian dài ở nơi
có độ ẩm cao. Đó là do các nhóm axit amin tự do đã tác dụng với lactoza.

Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Giang

Hướng dẫn: TS.Mạc Thị Hà Thanh

11