Thiết kế nhà máy sản xuất sữa chua năng suất 4000 tấn sản phẩmnăm

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM
KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ
------

BÁO CÁO
CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SỮA CHUA
NĂNG SUẤT 4000 TẤN SẢN PHẨM/NĂM

Giảng viên hướng dẫn : ThS. TRẦN NGỌC KHIÊM

Huế, tháng 4/2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Khoa Cơ khí – Cơng nghệ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-------o0o-------

-------o0o-------

NHIỆM VỤ BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên:

Lớp

:

Khoa

:

1/ Tên đề tài:
Thiết kế nhà máy sản xuất sữa chua năng suất 4000 tấn sản phẩm/năm.
2/ Các số liệu ban đầu
-

Năng suất: 4000 tấn sản phẩm/năm

3/ Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
-

Đặt vấn đề

-

Phần 1: Giới thiệu về nguyên liệu

-

Phần 2: Chọn và thuyết minh quy trình cơng nghệ

-

Phần 3: Tính cân bằng vật chất

-

Phần 4: Tính chọn thiết bị

-

Phần 5: Tính cân bằng năng lượng

-

Kết luận

-

Tài liệu tham khảo

4/ Các bản vẽ
- 1 bản vẽ dây chuyền sản xuất, khổ A1, và A3, đính kèm trong bản thuyết minh.
- 1 bản vẽ mặt bằng phân xưởng, khổ A1.
- 1 bản vẽ mặt cắt phân xưởng, khổ A1.
5/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
6/ Ngày bảo vệ:
Huế, ngày
TRƯỞNG BỘ MÔN CNTP
(Ký, ghi rõ họ tên)

tháng

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên)

năm


LỜI CẢM ƠN
Bài báo cáo chuyên đề tốt nghiệp được hồn thành tại Trường Đại Học
Nơng Lâm Huế. Trong q trình làm báo cáo chuyên đề tốt nghiệp em đã nhận
được rất nhiều sự giúp đỡ để hoàn tất luận văn.
Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Trần Ngọc Khiêm
cũng là người thầy đã hướng dẫn cho em trong suốt thời gian làm bài báo cáo.
Mặc dù thầy bận đi công tác nhưng không ngần ngại chỉ dẫn em, định hướng đi
cho em, để em hoàn thành tốt nhiệm vụ. Một lần nữa em chân thành cảm ơn
thầy, chúc thầy dồi dào sức khoẻ và gạt hái nhiều thành công trong cuộc sống
Để bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu
nhà trường đã tạo điều kiện cho em được học tập cũng như toàn thể quý Thầy Cơ đã
tận tình giảng dạy truyền đạt khối kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho chúng em
dùng làm hành trang vững chắc đầy tự tin khi bước vào đời.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn Ban lãnh đạo Công ty Cổ Phần Kỹ
Nghệ Thực Phẩm Á Châu, các anh chị trong Công ty đã tạo điều kiện cho em
học hỏi, nghiên cứu, tiếp cận với thực tế, vận dụng kiến thức đã học mà phát huy
khả năng sáng tạo của mình, đồng thời biết được nhược điểm mà khắc phục, sữa
đổi để hoàn thành bài báo cáo chuyên đề tốt nghiệp này.
Cuối cùng, với lời trân trọng và biết ơn sâu sắc một lần nữa em xin chân
thành cảm ơn và kính chúc Thầy Cơ, Ban Giám Đốc cùng tồn thể anh, chị trong
Cơng ty Cổ Phần Kỹ Nghệ Thực Phẩm Á Châu dồi dào sức khỏe, thành đạt và
thăng tiến trong công việc.
Em xin chân thành cảm ơn!
Huế, ngày 10 tháng 4 năm 2020

Sinh viên


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ...............................................................................................................1
PHẦN I: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU...................................................................2
1.1. Giới thiệu chung về sữa chua..................................................................................2
1.1.1. Định nghĩa .........................................................................................................2
1.1.2. Nguồn gốc...........................................................................................................2
1.1.3. Phân loại.............................................................................................................2
1.1.4. Lợi ích sữa chua..................................................................................................3
1.1.5. Chỉ tiêu chất lượng của sữa chua........................................................................5
1.1.5.1. Chỉ tiêu cảm quan.............................................................................................5
1.1.5.2. Chỉ tiêu về lý - hóa của sữa chua.......................................................................5
1.1.5.3. Các chất nhiễm bẩn...........................................................................................5
1.1.5.4. Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua.......................................................................6
1.1.6. Những biến đổi không mong muốn của sản phẩm..............................................6
1.1.6.1. Hiện tượng tách whey.......................................................................................6
1.1.6.2. Hiện tượng tạo màng.........................................................................................6
1.1.6.3. Trạng thái sữa chua quá mềm............................................................................6
1.1.6.4. Bề mặt sản phẩm không mịn.............................................................................6
1.1.6.5. Sản phẩm bị nhớt..............................................................................................6
1.1.6.6. Sản phẩm bị nhạt...............................................................................................6
1.1.6.7. Mùi vị lạ............................................................................................................7
1.2. Giới thiệu nguyên liệu.............................................................................................7
1.2.1. Nguyên liệu chính...............................................................................................7
1.2.1.1. Sữa bột gầy.......................................................................................................7
1.2.1.2. Vi sinh vật.........................................................................................................9
1.2.1.3. Nước...............................................................................................................10
1.2.2. Nguyên liệu phụ................................................................................................12

PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ..................13
2.1. Quy trình cơng nghệ..............................................................................................13
2.2. Thuyết minh quy trình...........................................................................................14
2.2.1. Nguyên liệu.......................................................................................................14


2.2.2. Phối trộn............................................................................................................14
2.2.3. Lọc.................................................................................................................... 14
2.2.4. Đồng hóa lần 1..................................................................................................15
2.2.5. Thanh trùng lần 1..............................................................................................15
2.2.6. Lưu nhiệt lần 1, làm lạnh..................................................................................16
2.2.7. Ủ hồn ngun..................................................................................................16
2.2.8. Chuẩn hóa.........................................................................................................16
2.2.9. Đồng hóa lần 2..................................................................................................16
2.2.10. Thanh trùng lần 2............................................................................................17
2.2.11.Làm nguội.........................................................................................................17
2.2.12. Lên men..........................................................................................................17
2.2.13. Làm mát..........................................................................................................17
2.2.14. Chờ rót............................................................................................................17
2.2.15. Rót vơ trùng....................................................................................................18
2.2.16. Bảo quản lạnh.................................................................................................18
PHẦN III TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT..............................................................19
3.1. Kế hoạch sản xuất.................................................................................................19
3.2. Tính cân bằng vật chất...........................................................................................20
3.2.1. Số liệu ban đầu..................................................................................................20
3.2.2. Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa chua...................................21
PHẦN IV: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ...................................................................26
4.1. Lựa chọn thiết bị chính.........................................................................................26
4.1.1. Bồn phối trộn....................................................................................................26
4.1.2. Lọc.................................................................................................................... 27

4.1.3. Thiết bị đồng hóa I và đồng hóa II....................................................................28
4.1.4. Thiết bị thanh trùng I và làm lạnh.....................................................................29
4.1.5. Thiết bị ủ hoàn nguyên......................................................................................29
4.1.6. Thiết bị thanh trùng II và làm nguội..................................................................31
4.1.7. Thiết bị chuẩn hóa.............................................................................................31
4.1.8. Thiết bị lên men................................................................................................32
4.1.9. Thiết bị làm mát................................................................................................33


4.1.10. Bồn chờ rót.....................................................................................................34
4.1.11.Thiết bị rót vơ trùng..........................................................................................35
4.2. Chọn thiết bị phụ...................................................................................................36
4.2.1. Nồi nấu siro đường............................................................................................36
4.2.2. Tính và chọn bơm.............................................................................................37
4.2.3. Thiết bị gia nhiệt nước trước khi phối trộn.......................................................38
4.2.4. Bồn chứa sau khi phối trộn...............................................................................39
4.2.5. Bồn chứa sau khi đồng hóa...............................................................................40
PHẦN V: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG........................................................43
5.1. Tính hơi.................................................................................................................43
5.1.1. Lượng hơi để gia nhiệt nước pha sữa................................................................43
5.1.2. Hơi dùng trong thanh trùng I.............................................................................43
5.1.3. Hơi dùng trong thanh trùng II...........................................................................43
5.1.4. Chuẩn bị syrup..................................................................................................44
5.2. Tính lạnh...............................................................................................................45
5.2.1. Chi phí lạnh sau thanh trùng lần I.....................................................................45
5.2.2. Chi phí lạnh để hạ nhiệt độ dịch sữa sau thanh trùng lần II xuống nhiệt độ lên
men .......................................................................................................................... 45
5.2.3. Chi phí lạnh để làm lạnh nhanh sữa chua sau lên men.......................................45
KẾT LUẬN................................................................................................................46
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................47

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua.....................................................5
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu về hóa lý............................................................................5
Bảng 1.3. Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua................................................5
Bảng 1.4. Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua....................................................6
Bảng 1.5. Chỉ tiêu cảm quan của sữa bột..............................................................7
Bảng 1.6. Chỉ tiêu hóa lý của sữa bột....................................................................8
Bảng 1.7. Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bột.............................................................8
Bảng 1.8. Hàm lượng các kim loại nặng...............................................................9
Bảng 1.9. Tình trạng bảo quản..............................................................................9
Bảng 1.10. Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ của nước.............................11
Bảng 1.11. Chỉ tiêu hóa chất khử trùng và sản phẩm phụ...................................11
Bảng 1.12. Chỉ tiêu vi sinh vật của nước.............................................................11
Bảng 3.1. Biểu đồ sản xuất của phân xưởng.......................................................19
Bảng 3.2. Bảng hàm lượng các thành phần phối trộn.........................................20
Bảng 3.3. Bảng tiêu hao nguyên liệu cho từng công đoạn (%)...........................21
Bảng 3.4. Bảng cân bằng vật chất sữa chua đặc có đường..................................24
Bảng 4.1. Các thiết bị trong sản xuất..................................................................42


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Lactobacillus bulgaricus........................................................................9
Hình 1.2. Streptoccocus thermophilus................................................................10
Hình 4.1. Bồn khuấy trộn Fujitank .....................................................................27
Hình 4.2. Thiết bị lọc lưới...................................................................................27
Hình 4.3. Thiết bị đồng hóa GJB500-25.............................................................28
Hình 4.4. Thiết bị thanh trùng.............................................................................29
Hình 4.5. Cấu tạo bồn..........................................................................................30

Hình 4.6. Thiết bị chuẩn hóa Tetra Alfast Plus....................................................32
Hình 4.7. Thiết bị lên men ..................................................................................33
Hình 4.8. Thiết bị làm mát .................................................................................34
Hình 4.9. Cấu tạo bồn..........................................................................................34
Hình 4.10. Thiết bị chiết rót hộp DGD-300F .....................................................36
Hình 4.11. Nồi nấu 2 vỏ......................................................................................37
Hình 4.12. Bơm ly tâm .......................................................................................38
Hình 4.13. Bơm răng khía 2CY3/25...................................................................38
Hình 4.14. Cấu tạo bồn........................................................................................39
Hình 4.15. Cấu tạo bồn........................................................................................40


ĐẶT VẤN ĐỀ
Xã hội ngày càng phát triển, đời sống con người ngày một nâng cao thì
người tiêu dùng càng quan tâm đến sức khỏe của mình nhiều hơn. Vì vậy, con
người ln tìm kiếm, lựa chọn những sản phẩm mang lại nhiều dinh dưỡng và
cung cấp chúng một cách đầy đủ. Và sữa chua là một trong những lựa chọn đó.
Sữa chua là sữa bị tươi hoặc sữa hồn nguyên được lên men với các chủng
vi khuẩn có lợi cho đường ruột như Lactobacillus bulgaricius, Streptococcus
thermophilus giúp chuyển đường sữa thành acid lactic tạo độ chua cho sản
phẩm. Sữa chua rất giàu dinh dưỡng, bổ sung protein, vitamin, tăng cường hệ
miễn dịch, chống lão hóa, là thực phẩm làm đẹp khơng thể thiếu cho phái nữ…
Sữa chua cịn được biết đến như là sản phẩm thực phẩm hiệu quả trong vai trị
tăng cường hoạt động của hệ tiêu hóa.
Sữa chua cũng ngày một đa dạng và phong phú. Người ta có thể chế biến
ra các sản phẩm có cấu trúc, trạng thái, hương vị, tên gọi và các cách thức trang
trí bao bì khác nhau có tác dụng quyết định đến việc lựa chọn loại sản phẩm của
người tiêu dùng.
Sữa chua đã và đang chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ rộng lớn trên khắp thế
giới, người tiêu dùng yêu thích sản phẩm này khơng chỉ vì giá trị dinh dưỡng mà

cịn các ưu điểm như giá thành rẻ, thơng dụng, dễ tiêu dùng và đặc biệt là hương
vị đặc trưng mà các vi sinh vật lên men lactic trên sữa mang lại cho sữa chua.
Với những lợi ích về sức khỏe cũng như giá trị dinh dưỡng mà sữa chua
mang lại. Chính vì vậy, được sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn, em thực hiện
đề tài “Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa chua năng suất 4000 tấn sản
phẩm/năm”.

1


PHẦN I: GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU
1.1.Giới thiệu chung về sữa chua
1.1.1. Định nghĩa [2]
Sữa chua (yoghurt) là sữa bò tươi hoặc sữa hoàn nguyên được cho lên men
từ các chủng của Streptococcus thermophilus và Lactobacillus bulgaricus… có
hoặc khơng bổ sung các thành phần phụ liệu.
1.1.2. Nguồn gốc [3]
Sữa chua được những người du mục vùng Mount Elbus (Nga) phát hiện
cách đây khoảng 5000 năm trước công nguyên. Ngày xưa, khi người ta bắt đầu
thuần hóa được dê và cừu rồi lấy sữa của chúng dự trữ trong các bầu chứa nước,
đến thời tiết ấm áp, sữa được dữ trữ trở nên vón cục. Và điều này đã khởi đầu
cho kỷ nguyên của thực phẩm sữa chua.
1.1.3. Phân loại [3]
Trên thị trường hiện nay, sản phẩm này rất đa dạng về chủng loại. Cấu trúc
và mùi vị sữa chua luôn được các nhà sản xuất thay đổi để phù hợp với thị hiếu
của người tiêu dùng. Sản phẩm có thể phân loại như sau:
- Sữa chua truyền thống
Sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu
sau khi được xử lý, cấy giống rồi được rót vào bao bì. Quá trình lên men được
diễn ra trong bao bì làm xuất hiện khối đơng.

- Sữa chua dạng khuấy
Khối đơng trong sản phẩm sau q trình lên men được phá huỷ một phần
do sự khuấy trộn cơ học. Sữa được lên men trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo
là làm lạnh rồi rót vào bao bì.
- Sữa chua uống
Khối đơng xuất hiện sau q trình lên men bị phá huỷ hoàn toàn bằng phương
pháp khuấy trộn hoặc đồng hoá, làm giảm độ nhớt, tạo ra sản phẩm dạng lỏng.
- Sữa chua dạng lạnh đông
Sản phẩm tương tự như kem. Quá trình lên men sữa được thực hiện trong
thiết bị chuyên dùng. Hỗn hợp sau khi lên men sẽ được đem đi xử lý và lạnh
đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm rồi đóng gói.
- Sữa chua dạng cô đặc

2


Quy trình sản xuất bao gồm các giai đoạn như lên men sữa, cơ đặc, làm
lạnh và bao gói sản phẩm. Trong q trình cơ đặc người ta sẽ tách bớt huyết
thanh sữa ra khỏi sản phẩm.
Ngoài cách phân loại theo cấu trúc cịn có cách phân loại theo hàm lượng
chất béo:
- Sữa chua béo: hàm lượng chất béo trong sản phẩm không thấp hơn 3%.
- Sữa chua “bán gầy”: hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 0,5% - 3,0%.
- Sữa chua gầy: hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5%.
1.1.4. Lợi ích sữa chua [8]
- Giảm cholesterol trong máu
Cholesterol có vai trị quan trọng liên quan đến mạch máu, ảnh hưởng
gián tiếp đến sức khỏe tim mạch của bạn. Nếu lượng cholesterol cao sẽ gây
tắc mạch dẫn truyền máu, từ đó giảm hiệu quả bơm máu đến tim và các bộ
phận trong cơ thể.

Bạn có biết sử dụng sữa chua rất có lợi khi vi khuẩn có khả năng phân hủy
được axit mật. Axit mật là dịch tiêu hóa chứa cholesterol, đẩy lượng cholesterol
dư thừa ra khỏi cơ thể, cân bằng giữa hai loại tốt và xấu đảm bảo sự vận hành tốt
của lưu lượng máu khi thành mạch ổn định.
- Ngăn ngừa lỗng xương
Phát triển và duy trì sự rắn chắc của xương là điều quan trọng giúp bạn
hoạt động, cử động tốt hơn. Các vi chất có tầm quan trọng lớn nhất là canxi và
vitamin D trong sữa chua giúp bạn tăng cường mật độ xương. Tất cả các vitamin
và khống chất này đặc biệt hữu ích để ngăn ngừa loãng xương.
Sữa chua cung cấp một lượng protein dồi dào với khoảng 12g trong 200g.
Nghiên cứu cho thấy tiêu thụ ít nhất thực phẩm từ sữa chua hàng ngày giúp duy
trì khối lượng xương và sức mạnh nâng đỡ.
- Thúc đẩy tiêu hóa tốt hơn
Một số loại men vi sinh được tìm thấy trong sữa chua chẳng hạn
bifidobacteria và lactobacillus được chứng minh là làm giảm các triệu chứng
khó chịu của hội chứng ruột kích thích (IBS) - một rối loạn phổ biến ảnh hưởng
đến đại tràng.
Một nghiên cứu trên bệnh nhân mắc hội chứng ruột kích thích thường
xun dùng sữa chua có chứa bifidobacteria, chỉ sau ba tuần họ đã cải thiện các
chứng đầy hơi và số lần đi ngoài.
3


- Nâng cao sức đề kháng, cải thiện hệ thống miễn dịch
Probiotic được chứng minh giảm viêm, những bệnh liên quan đến nhiễm
virus, rối loạn đường ruột. Sử dụng sữa chua đặc biệt có chứa men vi sinh một
cách thường xuyên có thể tăng cường hệ thống miễn dịch của bạn và giảm khả
năng mắc bệnh.
Hơn nữa, đặc tính tăng cường miễn dịch của sữa chua từ magie, selen và
kẽm - những khoáng chất vi lượng - rất tốt để chống lại bệnh tật xâm nhiễm. Sữa

chua chứa vitamin D có thể tăng cường sức khỏe miễn dịch.
- Tăng cường sức khỏe trái tim
Khám phá thành phần sữa chua, chúng ta thấy nó chứa hầu hết chất béo bão
hịa với một lượng nhỏ axit béo khơng bão hịa đơn. Chất béo bão hòa trước đây
được cho là gây ra bệnh tim, nhưng nghiên cứu gần đây cho thấy không phải
như vậy.
Việc hấp thụ chất béo bão hòa từ các sản phẩm sữa nguyên chất làm tăng
cholesterol HDL tốt, bảo vệ sức khỏe của tim. Các nhà khoa học đã tìm thấy sữa
chua giúp giảm tỷ lệ mắc bệnh tim nói chung.
- Kiểm soát cân nặng
Sữa chua là thực phẩm tốt, nhưng không phải thực phẩm giảm cân. Ăn sữa
chua để cung cấp thêm đạm, canxi và vi chất dinh dưỡng để giảm nguồn năng
lượng đưa vào từ các thực phẩm khác vì thế hạn chế tăng cân.
- Bảo vệ răng lợi
Hiện nay có sữa chua khơng đường nên bạn có thể sử dụng một cách thoải
mái vì khơng cịn lo ảnh hưởng đến răng. Chất axit litic có trong sữa chua cũng
góp phần bảo vệ nướu rất tốt. Mặt khác ngay cả loại sữa chua có đường thì loại
đường đó cũng không gây hại cho răng của bạn.
- Chữa cảm lạnh
Probiotic có lợi cho sức khỏe, tăng sức đề kháng, chống lại các bệnh cảm
cúm thơng thường. Bạn có thể ăn sữa chua từ 2-3 hộp mỗi ngày sẽ khiến cơ thể
khỏe mạnh hơn, tránh được các bệnh cảm cúm. Ngay khi bạn bị ốm cũng có thể
dùng sữa chua để bổ sung vitamin A, B12, C… để mau phục hồi sức khỏe.
- Chống loét dạ dày
Một trong những tác dụng của sữa chua là có chứa axit lactic với chức năng
kìm hãm sự phát triển helicobacter pylori – nguyên nhân gây nên bệnh dạ dày.
Ăn sữa chua điều độ giúp tăng cường vi khuẩn có lợi, thúc đẩy tiêu hóa tốt và
giảm các triệu chứng về đau dạ dày.

4

- Giảm nguy cơ ung thư đại trực tràng
Lợi khuẩn có trong sữa chua giúp bạn ngăn ngừa bệnh ung thư đại trực
tràng. Tác dụng của sữa chua được thể hiện khi có một loại lợi khuẩn probiotics
có cơng năng khử chất độc gây ung thư, trong đó có ung thư đại trực tràng.
Ngoài ra, nghiên cứu của các nhà khoa học Nga cho biết, sữa chua có khả năng
kích thích hoạt động miễn nhiễm, phịng chống ung thư.
1.1.5. Chỉ tiêu chất lượng của sữa chua [9]
1.1.5.1.Chỉ tiêu cảm quan
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua
Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

Màu sắc

Màu trắng sữa

Mùi vị

Đặc trưng cho từng loại sản phẩm

Trạng thái

Mịn, đặc sệt

1.1.5.2. Chỉ tiêu về lý - hóa của sữa chua
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu về hóa lý
Tên chỉ tiêu

Mức cho phép

Hàm lượng chất khô không chứa chất
béo, (% khối lượng)

>8,2

Hàm lượng chất béo, (% khối lượng)

>0,5

Độ acid (0T)

75 – 140

1.1.5.3. Các chất nhiễm bẩn
Bảng 1.3. Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua
Tên chỉ tiêu

Mức tối đa (ml/l)

Asen

0,5

Chì

0,5

Cadimi

1,0

Thủy ngân

0,05

5


1.1.5.4. Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua
Bảng 1.4. Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa chua
Tên chỉ tiêu

Mức cho phép

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm

104

Nhóm coliform, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

10

Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

0

E.Coli, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

0

Salmonella, số vi khuẩn trong 25g sản phẩm

0

Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm

10

1.1.6. Những biến đổi không mong muốn của sản phẩm.
Sự tác động các yếu tố công nghệ không đảm bảo là nguyên nhân của
những biến đổi không mong muốn xảy ra, làm giảm chất lượng sản phẩm.
1.1.6.1. Hiện tượng tách whey.
Trên bề mặt hộp sữa xuất hiện một lớp chất màu vàng xanh là do quá trình đảo
trộn, khuấy lắc quá quy định, đồng hóa khơng đạt, độ pH sản phẩm q thấp.
1.1.6.2.Hiện tượng tạo màng.
Sự hình thành lớp màng trên bề mặt sản phẩm do sử dụng lượng lớn các
chất bảo quản, hay sử dụng không đúng chất ổn định cấu trúc.
1.1.6.3.Trạng thái sữa chua quá mềm.
Sữa quá mềm do tổng hàm lượng chất khơ ít hơn quy định, chất ổn định sử
dụng quá ít, sự tác động mạnh làm phá vỡ cấu trúc gel của sản phẩm.
1.1.6.4.Bề mặt sản phẩm không mịn.
Bề mặt sản phẩm có các phân tử nhỏ nổi lên trên do gia nhiệt ở nhiệt độ
cao, xử lý nhiệt nhanh, gây nên hiện tượng kết tủa protein cục bộ, q trình đồng
hóa chưa đạt u cầu xảy ra hiện tượng tách béo.
1.1.6.5.Sản phẩm bị nhớt.
Xuất hiện bọt khí, nhớt do sản phẩm nhiễm vi sinh vật, hàm lượng đường
quá cao.

1.1.6.6.Sản phẩm bị nhạt
Gia nhiệt quá mức hỗn hợp các chất khi sản xuất, các chất đường hay hương
liệu bổ sung không bền nhiệt hay nồng độ acid quá cao.

6


1.1.6.7.Mùi vị lạ.
Mùi đường bị caramen, mùi chua do hàm lượng acid quá cao, xuất hiện mùi
lạ do lây nhiễm hay mùi táo xanh bị lên men bởi vi khuẩn (acetaldehyt).
Lên men quá sâu các casein bị phân hủy tạo pepton và các sản phẩm khác,
sự chuyển hóa tiếp theo dưới tác dụng của vi sinh vật casein chuyển hóa thành
acid amin và NH3, H2S.
1.2.Giới thiệu nguyên liệu
1.2.1. Nguyên liệu chính
1.2.1.1.Sữa bột gầy
Sữa bột gầy được chế biến từ sữa tươi qua quá trình ly tâm tách mỡ và sấy
để loại tách gần như hồn tồn lượng nước.
Sữa bột có hai loại: sữa bột gầy và sữa bột béo, trong sản xuất sữa chua,
người ta dùng chủ yếu là bột sữa gầy bởi lẽ hàm lượng chất béo có trong nó ta
có thể kiểm sốt được. Sử dụng sữa bột có ưu điểm:
- Chủ động trong sản xuất, dễ vận chuyển.
- Bổ sung nguyên liệu do sữa tươi còn hạn chế (<15 %).
- Giảm giá thành sản phẩm.
- Bảo quản được lâu, sử dụng thuận tiện.
Sữa bột gầy được nhập ngoại phải có chất lượng tốt, đảm bảo các chỉ tiêu
về cảm quan, hóa lý, vi sinh, hàm lượng các kim loại nặng.
Trong sản xuất sữa chua người ta, dùng chủ yếu là sữa bột gầy bởi lẽ hàm
lượng chất béo có trong nó ta có thể kiểm sốt được.
- Chỉ tiêu cảm quan [10]

Bảng 1.5. Chỉ tiêu cảm quan của sữa bột
Chỉ tiêu
Tiêu chuẩn
Màu sắc
Màu trắng sữa đến màu kem nhạt, khơng xỉn
màu, khơng có màu lạ
Mùi
Thơm đặc trưng của sữa bột không béo, không
bị chua, hôi mốc, mùi lạ
Vị
Vị nhạt đặc trưng của sữa không béo, không bị
đắng hay có vị lạ
Trạng thái Dạng bột mịn khơng vón, kích thước hạt nhỏ,
mịn đồng đều, dễ dàng vỡ vụn khi bóp nhẹ bằng
tay, khơng tạp chất lạ, khả năng hòa tan cao.

7


- Chỉ tiêu hóa lý [10]
Bảng 1.6. Chỉ tiêu hóa lý của sữa bột
Chỉ tiêu

Yêu cầu

Độ ẩm tối đa (%)

4

Độ béo tối đa (%)

1,5

Trực khuẩn gây bệnh đường ruột không có trong sữa (g)

0,1

Men và nấm mốc tính trên 1 g sản phẩm

10 – 50 khuẩn lạc

Protein (%)

36 – 39

Hàm lượng chất khô lớn hơn (%)

98

Chất tro (%)

7,4 – 8,4

Độ phân tán nhỏ nhất (%)

90

Lượng đồng (Cu) tối đa (mg/kg)

1

Lượng sắt (Fe) tối đa (mg/kg)

5

- Chỉ tiêu vi sinh [10]
Bảng 1.7. Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bột
Tên chỉ tiêu

Mức cho phép

Tổng số VSV hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 g sản phẩm

5.104

Nhóm coliform, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm

10

E.Coli, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm

0

Salmonella, số vi khuẩn trong 25 g sản phẩm

0

Staphylococcus areus, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm

10

Clostridium perfringen, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm

0

Baccilius cereus, số vi khuản trong 1 g sản phẩm

102

Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 g sản phẩm

10

8


- Hàm lượng kim loại nặng [10]
Bảng 1.8. Hàm lượng các kim loại nặng
Chỉ tiêu

Yêu cầu

Hàm lượng As (ppm)

≤ 0,5

Hàm lượng Pb (ppm)

≤ 0,5

Hàm lượng Cd (ppm)

≤ 1,0

Hàm lượng Hg (ppm)

≤ 0,05

- Bảo quản [10]
Bảng 1.9. Tình trạng bảo quản
Chưa xé bao

Sau khi xé bao

- Lưu kho ở nhiệt độ thường trong - Các bao phải buộc kín miệng.
bao kín.
- Lưu kho đúng quy định theo quy
- Để nơi khô ráo, sạch sẽ.
trình xử lý.
1.2.1.2. Vi sinh vật [2]
Vi khuẩn lactic có vai trị rất quan trọng trong sản xuất sữa chua. Nó lên
men đường lactose tạo acid lactic làm cho sữa chua đơng tụ, đồng thời cịn tạo ra
những chất thơm đặc trưng cho sản phẩm.
Trong sản xuất sữa chua yogurt thường sử dụng 2 loại sau:
- Lactobacillus bulgaricus (L. bulgaricus) là vi khuẩn lên men điển hình,
phát triển tốt ở nhiệt độ 45 – 50°C trong môi trường có độ acid cao. L.
bulgaricus có thể tạo ra trong khối sữa đến 2,7% acid lactic từ đường lactose, pH
tối thích của L. bulgaricus là 5,2 – 5,6.

Hình 1.1. Lactobacillus bulgaricus [23]

9


- Streptoccocus thermophilus (S. thermophilus): phát triển tốt ở nhiệt độ
50°C và sinh sản tốt ở nhiệt độ 37 – 40°C. Đây cũng là vi khuẩn lactic lên men
điển hình có khả năng chịu nhiệt đến 65°C trong 30 phút, pH tối thích của S.
thermophilus là 6,6 – 6,8.

Hình 1.2. Streptoccocus thermophilus [24]
Sử dụng với tỷ lệ 1:1.
Men giống được đóng thành túi, bao bì 3 lớp.
Điều kiện bảo quản: < -180C sử dụng trong vòng tối đa 24 tháng, còn ở 5 0C
sử dụng tối đa trong 6 tuần. Men nhập được bảo quản lạnh < 5 0C và phải cịn ít
nhất 2/3 hạn sử dụng.
1.2.1.3. Nước
Là thành phần quan trọng trong sản xuất các sản phẩm sữa và phải đạt tính
chất như nước uống tinh khiết.
-

Giúp phối trộn dễ dàng.

-

Quyết định trạng thái sản phẩm.

-

Tạo pH ổn định.

-

Làm sạch, tẩy rửa, vệ sinh.

-

Tác nhân làm lạnh.

Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT:

10


Bảng 1.10. Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ của nước
STT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Giới hạn cho phép

TCU

15

1

Màu sắc

2

Mùi vị

3

Độ đục

4

Ph

5

Độ cứng tính theo CaCO3

mg/l

50

6

Tổng chất rắn hịa tan

mg/l

500

7

Hàm lượng asen tổng số

mg/l

0,01

8

Hàm lượng clorua

mg/l

250

9

Hàm lượng xianua

mg/l

0,07

10

Hàm lượng chì

mg/l

0,01

Khơng có mùi vị lạ
NTU

2
6,5 – 8

Bảng 1.11. Chỉ tiêu hóa chất khử trùng và sản phẩm phụ
STT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Giới hạn

1

Monocloramin

g/l

3

2

Clorine dư

mg/l

0,50

3

Bromat

g/l

25

4

Clorit

g/l

200

5

2,4,6 Triclorophenol

g/l

200

6

Focmaldehyt

g/l

900

7

Bromofoc

g/l

100

Bảng 1.12. Chỉ tiêu vi sinh vật của nước
STT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị
11

Giới hạn


1

Coliform tổng số

Vi khuẩn/100ml

0

2

E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt

Vi khuẩn/100ml

0

3

Vi sinh vật tổng số

CFU/ 1ml

100

1.2.2. Nguyên liệu phụ

 Chất tạo ngọt
Để tăng vị ngọt cho sữa chua, người ta thường bổ sung đường (glucose,
saccharose...) vào sữa trong quá trình chế biến. Đường có thế bố sung trực tiếp
hoặc dưới dạng puree trái cây. Đối với những sản phẩm dành cho người ăn kiêng,
các nhà sản xuất sử dụng chất tạo ngọt (sweetener), thông dụng nhất là aspartame.

 Chất ổn định
Chất ổn định được sử dụng nhằm tạo trạng thái bền vững cho sữa chua, như
tạo độ gel bền vững làm cho sữa khơng bị tách lớp trong q trình bảo quản.
Chất bảo quản được sử dụng cần đạt một số yêu cầu sau:
- Không độc hại đối với sức khoẻ con người.
- Chế phấm này phải hoàn toàn tuân theo những quy định của tổ chức có

thẩm quyền. Các chất ổn định được sử dụng phố biến trong sản xuất sữa chua là
pectin, gelatin thực phẩm, chất ổn định E142, chất ổn định E471 (di- hoặc
mono- glyceride của acid béo)
Pectin là một polysaccharide tồn tại phố biến trong thực vật, là thành phần
tham gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật. Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2
dạng là pectin hịa tan và protopectin khơng hịa tan. Dưới tác dụng của acid,
enzyme protopectinaza hoặc khi gia nhiệt thì protopectin chuyến thành pectin.
Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là
galactoronic và rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20000 - 200000 đvC. Hàm
lượng pectin 1% trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bố sung 60% đường và
điều chỉnh pH môi trường từ 3,1 - 3,4 sản phẩm sẽ tạo đông.

 Dầu bơ
+ Được sản xuất từ mỡ sữa và có nhiều loại. Sử dụng trong chế biến sữa để
tiêu chuẩn hóa hàm lượng chất béo đạt yêu cầu
+ Có 2 loại hay sử dụng: dầu bơ 99,5% chất béo và chất béo sữa ngun
chất (AMF 99,9% chất béo)

 Chất nhũ hóa
Q trình lên men lactose (đường sữa) tạo thành acid lactic làm cho sữa
chua (yogurt) có cấu trúc và mùi vị đặc trưng. Chất nhũ hóa được bổ sung vào
12


giúp cải thiện cảm giác ngon miệng khi ăn, cải thiện độ mịn (creaminess) và hổ
trợ phân tán chất béo tốt hơn. Tăng trưởng của vi sinh vật cũng giảm.
Các chất nhũ hóa thường được sử dụng: mono - and diglycerides of fatty
acids (E471) and sucrose esters of fatty acids (E473).
PHẦN II: CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
2.1. Quy trình cơng nghệ

Ngun liệu
Cân định lượng
Phối trộn
Lọc
Đồng hóa 1(150 –
200 bar)
Thanh trùng
1(750C)

Thành phẩm

`

Rót hộp

Lưu nhiệt I
Bồn chờ rót
Làm lạnh
Ủ hồn ngun(4
– 60C, 4 – 6h)
Chuẩn hóa
Đồng hóa 2 (150 –
200 bar)
Thanh trùng 2 (92
- 950C)

Làm lạnh(18 200C)
Lên men(40 450C)

Làm nguội(40 450C)

Lưu nhiệt III
13

Men giống


Hình 2.1. Quy trình cơng nghệ sản xuất sữa chua ăn [2],[3]
2.2.Thuyết minh quy trình
2.2.1. Ngun liệu
Gồm có sữa bột gầy, dầu bơ, đường, chất ổn định, chất tạo nhũ, men khô và
nước. Trước khi đem đi phối trộn nguyên liệu được kiểm tra chất lượng, đánh
giá và lấy đúng đủ số lượng cần sử dụng theo công thức phối chế.
2.2.2. Phối trộn
Mục đích:
- Giúp ngun liệu được hịa trộn đồng đều.
- Tạo lớp vỏ bao bọc quanh các cầu protein để chúng không bị đông tụ.
Tiến hành:
Nguyên liệu sau khi đem đi cân từng phần chuẩn bị sẵn sàng, người ta tiến
hành phối trộn.
Lấy lượng nước thích hợp vào bồn trộn ở nhiệt độ 65÷ 70°C, sau đó cho
dịch sữa gầy vào, tiếp đến là siro đường saccharose và cuối cùng là chất phụ gia.
Quá trình trộn được giữ nhiệt hay điều chỉnh nhiệt độ nhờ lớp vỏ áo điều nhiệt
bên ngoài và trộn đều là nhờ cánh khuấy bên trong theo trình tự tại phễu cấp liệu
như sau:
Sữa bột gầy

chất ổn định trộn đường

whey

dầu bơ.

Chất ổn định được trộn với đường do chất ổn định nhẹ và dễ bị vón cục.
Dầu bơ được cho vào cuối cùng nhằm tránh hiện tượng tạo màng và khó tan.
Thơng số cơng nghệ: giữ nhiệt của nước vì ở nhiệt độ 65 ÷ 70°C các thành
phần nguyên liệu tan hiệu quả nhất..
2.2.3. Lọc
Mục đích: loại bỏ tạp chất vật lý có lẫn trong nguyên liệu tránh ảnh hưởng
tới chất lượng sản phẩm và tránh làm hỏng thiết bị.
Tiến hành: sau khi trộn, dịch sữa đi qua bộ lọc trước khi vào thiết bị
đồng hóa. Cho dịch sữa chảy qua tụ lọc với kích thước lỗ lọc 75 μm để lọc
các cặn bẩn.
14


Thông số công nghệ: nhiệt độ dịch sữa đi vào bộ lọc phải đảm bảo khoảng
55 ÷700C.
Sử dụng bơm ly tâm để bơm dịch sữa từ thiết bị này sang thiết bị khác.
2.2.4. Đồng hóa lần 1
Mục đích:
- Vì các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt
cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành màng gây nên sự
phân lớp. Đây là một trong những nguyên nhân chính làm mất ổn định trạng thái
của sữa trong q trình bảo quản.Vì vậy đồng hóa nhằm làm giảm kích thước
của các cầu mỡ, làm chúng phân bố đều trong sữa.
- Đồng hóa là cơng đoạn rất quan trọng trong cơng nghệ chế biến sữa
bổ sung chất béo vì nó làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh
hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn
tiếp theo.
Tiến hành:

- Dịch sữa sau khi hoàn nguyên rồi qua bồn cân bằng được bơm qua máy
đồng hóa nhờ bơm li tâm. Dịch sữa sẽ được tiến hành trong máy đồng hóa. Các
tiểu cầu béo trong sữa bị phá vỡ và làm giảm kích thước khi qua khe hẹp với tốc
độ cao. Do khe hẹp có cấu tạo giảm dần và trước khe hẹp có mặt phẳng đối diện
chỉ chừa rãnh thốt rộng 0,1 mm làm cho các phân tử trong sữa bị đánh nhỏ và
được phá vỡ để đạt được độ đồng đều yêu cầu.
- Dịch sữa sau đồng hóa được chứa trong thùng tạm chứa.
Thơng số cơng nghệ: thơng thường, đồng hóa được thực hiện bởi áp lực
150 – 200 bar, nhiệt độ từ 55 ÷ 70°C.
2.2.5. Thanh trùng lần 1
Thanh trùng là giai đoạn quan trọng do sản phẩm được sử dụng trực tiếp vì
vậy chế độ thanh trùng rất nghiêm ngặt.
Mục đích: tiêu diệt hết vi sinh vật gây bệnh và vi sinh vật chịu nhiệt, phá
huỷ các enzyme gây hư hỏng sữa đồng thời ổn định các thành phần ảnh hưởng
trực tiếp đến trạng thái sản phẩm. Ngoài ra cịn có tác dụng ổn định protein của
dịch sữa.
Tiến hành: dịch sữa từ máy đồng hóa theo đường ống đi vào ngăn thanh
trùng của thiết bị thanh trùng, dịch sữa và hơi nóng tiếp xúc gián tiếp với nhau
15


thực hiện quá trình trao đổi nhiệt, nâng nhiệt độ sữa lên 750C.
Thông số công nghệ: thanh trùng ở 750C trong thời gian 5 phút.

2.2.6. Lưu nhiệt lần 1, làm lạnh
Mục đích: nhằm tiêu diệt vi sinh vật và tăng khả năng hydrat hóa các casein
trong sữa.
Tiến hành: dịch sữa từ thiết bị thanh trùng sẽ theo đường ống đi lưu nhiệt ở
75 C trong thời gian 300 giây. Sữa sau thanh trùng lưu nhiệt được làm lạnh
xuống 4 ÷ 6oC có tác dụng hạn chế sự giảm chất lượng sữa trong q trình ủ

hồn ngun tiếp theo.
0

2.2.7. Ủ hồn nguyên
Mục đích: ổn định các tính chất của sữa, để sữa trở lại trạng thái như sữa tự
nhiên (protein trương nở, hòa tan triệt để hơn, các muối trở lại trạng thái cân bằng).
Tiến hành:
- Sữa sau làm lạnh sẽ được bơm vào bồn ủ hồn ngun. Bồn ủ có cấu tạo

2 lớp vỏ, bên trong có cánh khuấy hoạt động. Dịch sữa được trao đổi nhiệt gián
tiếp với nước lạnh tuần hoàn giữa 2 lớp vỏ để đảm bảo nhiệt độ của sữa khơng
bị biến động trong q trình ủ. Khi dịch sữa đạt trạng thái như sữa tươi thì kết
thúc q trình ủ.
- Mỗi bồn hồn ngun đựợc gắn một cánh khuấy nhỏ nằm sát đáy và
được bật chạy liên tục trong suốt q trình ủ hồn ngun.
Thơng số cơng nghệ: nhiệt độ 4÷ 6°C trong 4 ÷ 6h.
2.2.8. Chuẩn hóa
Mục đích: việc chuẩn hóa nhằm hiệu chỉnh hàm lượng chất béo cho sản phẩm.
Tiến hành: trong quá trình ủ ta phải kiểm tra độ khơ của dung dịch. Nếu độ
khơ cao thì bổ sung thêm nước, ngược lại nếu độ khơ thấp thì cho thêm sữa bột,
whey theo thành phần và tỉ lệ nhất định cho đến khi đạt yêu cầu.
Thông số công nghệ: hàm lượng chất béo trong sữa thành phẩm thường dao
động trong khoảng 3%.
2.2.9. Đồng hóa lần 2
Mục đích: tiếp tục làm giảm kích thước các cầu béo, làm cho các tiểu cầu
này phân bố đều trong sữa.
16


Phân bố lại các thành phần trong dịch sữa sau khi phối trộn, tránh hiện

tượng các chất béo liên kết lại với nhau và nổi lên trên bề mặt sữa.
Phương pháp thực hiện tương tự như đồng hoá 1.
2.2.10.Thanh trùng lần 2
Mục đích: tiêu diệt hết vi sinh vật tránh bị nhiễm từ khơng khí tạo độ an
tồn cho sản phẩm. Hơn nữa thanh trùng cũng làm tăng khả năng hydrat hóa
casein vì vậy sản phẩm ít bị tách nước.
Thơng số cơng nghệ: để đảm bảo cho qúa trình lên men khơng nhiễm tạp
khuẩn, đảm bảo vệ sinh an tồn cho sản phẩm ta thực hiện thanh trùng dịch sữa ở
92 ÷ 950C, trong thời gian 5 phút nhằm tiêu diệt triệt để các vi sinh vật và enzyme.
2.2.11.Làm nguội
Sau khi thanh trùng xong, làm nguội dịch sữa đến 40÷ 45 0C tạo điều kiện
thuận lợi cho quá trình lên men.
2.2.12.Lên men
Đây là cơng đoạn chính, quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất sữa
chua. Tạo hương vị đặc trưng cho sữa chua.
Mục đích: chế biến và bảo quản. Chuyển hóa đường lactose trong sữa thành
acid lactic, đồng thời hình thành các chất thơm tạo mùi vị đặc trưng cho sản
phẩm, dưới tác dụng của hệ vi khuẩn lactic.
Các biển đổi chính:
- Sự trao đổi chất và sinh trưởng của vi sinh vật.
- Thay đổi pH, nhiệt độ, tỷ trọng canh trường.
Tiến hành: tại bồn ủ, sữa được khuấy đều và trộn men, với nhiệt độ luôn
được khống chế trong khoảng 40 ÷ 450C. Thời gian lên men từ 4 - 8h phụ thuộc
vào nhiều yếu tố như vi khuẩn và lượng chủng. Giai đoạn lên men kết thúc khi
độ chua của sữa đạt 70 – 80 oD. Chú ý phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, pH.
Bồn lên men phải đảm bảo vơ trùng khơng khí và sạch sẽ.
2.2.13.Làm mát
Sau khi kết thúc lên men thì sữa chua được làm mát xuống nhiệt độ 18 20 C nhằm mục đích dừng q trình lên men. Do ở nhiệt độ này sẽ làm ức chế
các hoạt động của các vi khuẩn lactic nên dẫn đến sự hạn chế biến đổi pH trong
q trình chờ rót và làm ổn định độ nhớt.

0

2.2.14.Chờ rót
17