Thiết kế nhà máy sản xuất sữa chua uống hương dâu năng xuất 18.7 triệu lít sản phẩmnăm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ
Khoa Cơ khí – Cơng nghệ

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
Thiết kế nhà máy sản xuất sữa chua uống hương dâu năng xuất 18,7
triệu lít sản phẩm/năm

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Cao Cường
Bộ môn: Công nghệ sau thu hoạch

HUẾ, 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ
Khoa Cơ khí – Cơng nghệ

KHÓA LUẬN

TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
Thiết kế nhà máy sản xuất sữa chua uống hương dâu năng xuất 18,7
triệu lít sản phẩm/năm

Địa điểm thực hiện: Công ty Cổ Phần Kỹ Nghệ Thực Phẩm Á Châu
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Cao Cường
Bộ môn: Công nghệ sau thu hoạch

HUẾ, 2019

LỜI CẢM ƠN
Trong khoảng thời gian học tập tại trường Đại học Nông Lâm Huế,
trước tiên, cho phép em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả q
Thầy Cơ giáo trong Khoa Cơ khí – Cơng nghệ đã tận tình giảng dạy cũng
như truyền đạt các kiến thức, kinh nghiệm vơ cùng q báu cho em.
Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, em xin đặc biệt gửi lời
cảm ơn của mình đến thầy ThS. Nguyễn Cao Cường. Thầy đã tận tình
giúp đỡ, nhiệt tình hướng dẫn em trong suốt q trình làm bài để hồn
thành nhiệm vụ.
Em xin được gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc Công ty Cổ Phần Kỹ
Nghệ Á Châu đã tạo mọi điều kiện tốt để em thực hiện tốt đề tài của mình.
Xin được cảm ơn các anh chị kỹ sư, cơng nhân đã nhiệt tình giúp đỡ, chia
sẻ các kinh nghiệm thực tiễn.
Mặc dù đã cố gắng nhiều trong q trình hồn thành khóa luận tốt
nghiệp, nhưng vẫn cịn nhiều thiếu sót, kính mong nhận được sự giúp đỡ
cũng như góp ý của Thầy Cơ để em có thể học thêm được nhiều kinh
nghiệm và hồn thiện bài khóa luận của mình hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Huế, ngày…..tháng…..năm 2019
Sinh viên thực hiện


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ

CỘNG HỒ XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ - CÔNG NGHỆ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

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

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

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên :
Lớp

:

Ngành học

: Công nghệ thực phẩm

1. Tên đề tài:
“Thiết kế nhà máy sản xuất sữa chua uống hương dâu năng xuất 18,7 triệu
lít sản phẩm/năm”
2. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn
- Lời mở đầu
- Chương 1. Lập luận kinh tế kỹ thuật
- Chương 2. Tổng quan về nguyên liệu
- 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. Tổ chức sản xuất
- Chương 7. Tính xây dựng trong nhà máy
- Chương 8. Tính tốn điện, nước, năng lượng
- Chương 9. Tính kinh tế

- Chương 10. Kiểm tra sản xuất và đánh giá chất lượng sản phẩm
- Chương 11. Vệ sinh an toàn lao động
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo
3. Các bản vẽ
1. Tổng mặt bằng nhà máy (A0)


2. Sơ đồ quy trình cơng nghệ (A0)
3. Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A0)
4. Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính (A0)
5. Sơ đồ hơi nước (A0)
4. Giáo viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Cao Cường
5. Ngày giao nhiệm vụ:
6. Ngày hồn thành nhiệm vụ:
Huế, ngày
Thơng qua Khoa
Ngày ... tháng ... năm 201...

tháng

năm

Giáo viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

CN Khoa Cơ Khí – Cơng Nghệ
Kết quả đánh giá

Ngày ... tháng ... năm 201...
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
Ngày….. tháng….. năm 20….
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

ThS. Nguyễn Cao Cường


DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC HÌNH

DANH SÁCH CÁC MỤC VIẾT TẮT
UHT: Ultra High Temperature – Xử lý nhiệt độ cực cao.
QA: Quality Assurance – Đảm bảo chất lượng sản phẩm.
QC: Quality Cotrol – Kiểm soát chất lượng.
E. Coli: Escherichia Coli.
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam.
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam.
CIP: Cleaning In Place – Làm sạch bên trong đường ống/thiết.
PGĐ: Phó giám đốc


QLCL: Quản lý chất lượng


ĐẶT VẤN ĐỀ
Sữa là một sản phẩm chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng và cân đối nhất. Nên

từ lâu nó đã trở thành một sản phẩm phổ biến ở trong đời sống hằng ngày. Các
sản phẩm sữa hiện nay rất phong phú và đa dạng. Từ nguyên liệu sữa thì con
người có thể tạo ra các sản phẩm có cấu trúc và hương vị khác nhau. Một trong
số đó phải kể đến sữa chua.
Sữa chua được chế biến từ các loại sữa bằng cách cho sữa lên men lactic,
có chứa nhiều canxi, protein, photpho, vitamin B12, magie,... là những chất cần
thiết cho sự phát triển của cơ thể. Giúp làm giảm cholesterol huyết thanh, tăng
cường miễn dịch, nhiều chất bổ dưỡng. Có lẽ vì vậy mà sữa chua có thể được
hấp thụ nhiều hơn so với sữa tươi gấp 3 lần, thường dùng cho người bệnh vừa
mới khỏi, suy nhược, biếng ăn. Ngoài ra, sữa chua vẫn giữ được và làm giàu
thêm các chất protein, vitamin và khoáng chất cần thiết, giúp cân bằng hệ vi
khuẩn, tăng cường khả năng đề kháng của cơ thể, ngăn ngừa được một số bệnh.
Trong những năm trở lại đây, nhu cầu tiêu thụ sữa và các sản phẩm từ sữa
của người dân rất cao, nhưng nguồn sữa trong nước không đáp ứng đủ nhu cầu,
chúng ta đã nhập nhiều loại sữa từ nước ngồi. Do đó, cùng với sự phát triển của
ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa
nói riêng cũng đã và đang phát triển.
Thấy được những nhu cầu đó, với mục tiêu đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ
của thị trường. Sản xuất những loại sữa chua có chất lượng cao, mẫu mã đẹp, giá
thành hợp lý đáp ứng tính thị hiếu người tiêu thụ, tăng sức cạnh tranh với các
sản phẩm khác.
Từ thực tế đó, em quyết định làm bài khóa luận tốt nghiệp với đề tài:
“Thiết kế nhà máy sản xuất sữa chua uống hương dâu năng suất 18,7 triệu
lít sản phẩm/năm”.

9


CHƯƠNG 1
LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1. Lập luận kinh tế kỹ thuật, phân tích thị trường
1.1.1. Tình hình chăn ni bị sữa và sản lượng sữa ở nước ta [5]
Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, vào thời điểm 01/10/2017 đàn bò
sữa là 301.650 con, tăng 6,6% so với cùng kỳ năm 2016.
Định hướng phát triển chăn nuôi trong thời gian tới, đàn bị sữa sẽ đạt quy
mơ 800.000 con, trong đó 50% tập trung chăn ni, 50% ni trong các nơng
hộ.
Sản lượng sữa bị đạt 881,3 triệu lít, tăng 10,8%. Một số tỉnh phát triển tốt
đàn bị sữa, chiếm tỷ trọng lớn trong sản lượng sữa cả nước là Hồ Chí Minh đạt
285,5 triệu lít, tăng 2,4%; Nghệ An đạt 225,9 triệu lít, tăng 9,5%; Sơn La đạt
81,8 triệu lít, tăng 11,4%; Lâm Đồng đạt 75,5 triệu lít, tăng 8,0%; Hà Nội đạt
40,2 triệu lít, tăng 2,01%.
1.1.2. Tình hình tổng lượng sữa tiêu thụ ở nước ta
Theo Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp chế biến sữa Việt Nam đến
năm 2020, tầm nhìn đến năm 2025 đã được Bộ Công Thương phê duyệt ngày
28/6/2010: Năm 2015, Việt Nam sản xuất 1,9 tỷ lít sữa tươi, mức tiêu thụ đạt
trung bình 21 lít/người/năm, kim ngạch xuất khẩu đạt 90 - 100 triệu USD; đến
năm 2020 sản xuất 2,6 tỷ lít, mức tiêu thụ 27 lít/ người/năm, kim ngạch xuất
khẩu đạt 120 – 130 triệu USD và đến năm 2025 sản xuất 3,4 tỷ lít, mức tiêu thụ
34 lít/người/năm, kim ngạch xuất khẩu đạt 150 – 200 triệu USD [6].
Hiện nay mức tiêu thụ sữa ở Việt Nam năm 2015 đã đạt 23 lít/người, năm
2016 đạt 24 lít /người và năm 2017 sẽ đạt 26 lít /người.
Tại Hội thảo "Tương lai ngành sữa Việt Nam trước xu thế mới", ông Bùi
Trường Thắng, Phó vụ trưởng, Vụ Công nghiệp nhẹ, Bộ Công Thương cho biết,
với xu thế phát triển hiện nay, nhu cầu tiêu thụ sữa ngày càng đa dạng. Người
dân khơng chỉ dùng sữa tươi, sữa bột mà cịn dùng các loại sữa khác như: sữa
chua, sữa tiệt trùng, sữa lên men…
Đánh giá về triển vọng và xu hướng tương lai của ngành sữa và thực
phẩm dạng lỏng đóng hộp Việt Nam, ông Robert Graves, Tổng giám đốc Công
ty CP Tetra Pak Việt Nam cho biết: Nền kinh tế tại Việt Nam đang phát triển khá

nhanh trong khu vực, với mức 6,2% trong năm 2016, từ đó dẫn tới việc thu nhập
10


của người dân tăng. Tuy nhiên mức độ tiêu thụ đồ uống bổ dưỡng tại Việt Nam
vẫn còn khá thấp so với các mặt hàng khác trong khu vực [6].
"Ngành sữa mới xuất hiện tại Việt Nam khoảng hơn 20 năm và hiện còn
khá trẻ so với các nước đã và đang phát triển khác. Mức độ tiêu thụ sữa tại Việt
Nam vào năm 2010 là 15 lít sữa bình quân đầu người và ước tính con số này sẽ
tăng lên 28 lít sữa vào năm 2020. Đây là một bước tiến lớn", ơng Robert Graves
bình luận [6].
1.2. Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu cảm quan của sữa chua [TCVN 7030-2009]
Tên chỉ tiêu

Yêu cầu

Trạng thái

Dạng lỏng

Màu sắc

Màu đặc trưng của sản phẩm

Mùi

Thơm đặc trưng của sản phẩm, khơng có mùi lạ

Vị

Vị đặc trưng của sản phẩm, khơng có vị lạ
Bảng 1.2. Các chỉ tiêu thành phần của sữa chua [TCVN 7030-2009]

STT

Thành phần

Mức cho phép

1

Protein sữa (% khối lượng)

≥ 2,7

2

Chất béo sữa (% khối lượng)

≥ 1,7

3

Độ acid chuẩn độ, tính theo % acid lactic (%
khối lượng)

≥ 0,3

4

Tổng số vi sinh vật tạo thành chủng gốc
(tổng số cfu/g)

≥ 107

5

Các vi sinh vật được công bố trên nhãn
(tổng số cfu/g)

≥ 106

Bảng 1.3. Hàm lượng kim loại nặng của sữa chua [QCVN 5-5:2010/BYT]
STT

Tên chỉ tiêu

Mức tối đa
11


1

Arsen, mg/kg

0,5

2

Cadimi, mg/kg

1,0

3

Chì, mg/kg

0,02

4

Thủy ngân, mg/kg

0,05

Bảng 1.4. Chỉ tiêu vi sinh [TCVN 7030:2009]
STT

Tên chỉ tiêu

Mức cho phép
(tế bào/g)

1

Tổng số vi sinh vật hiếu khí

104

2

Coliforms

10

3

E. coli

0

4

Staphylococcus aureus

0

5

Salmonella

0

6

Tổng số nấm men, nấm mốc

10

1.3. Thiết kế năng suất
Tuy doanh thu chỉ bằng một phần nhỏ so với sữa tươi. Nhưng theo đánh
giá những năm gần đây thị trường sữa chua Việt có thể có thêm nhiều bước phát
triển về quy mơ. Chính vì điều đó, khi biết cách tạo ra sản phẩm phù hợp với
nhu cầu thị trường thì có thể tồn tại được. Với năng suất 18,7 triệu lít sản
phẩm /năm thì nguồn sản phẩm đảm bảo cung cấp đầy đủ cho thị trường.
1.4. Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Quy Nhơn là một trong những thành phố năng động của miền Trung và
Tây Nguyên, là vùng đất tập trung được nguồn lao động lớn và là một thị trường
tiêu thụ mạnh. Ngồi ra Quy Nhơn cịn là một đầu mối giao thông quan trọng
của khu vực miền Trung - Tây Ngun và cả nước. Vì thế tơi chọn địa điểm xây
dựng nhà máy tại khu công nghiệp Phú Tài - Quy Nhơn.

12


Hình 1.1. Khu cơng nghiệp Phú Tài, Bình Định [28]
1.4.1. Đặc điểm thiên nhiên và vị trí xây dựng nhà máy
- Vị trí xây dựng nhà máy:
Khu cơng nghiệp Phú Tài thuộc phường Trần Quang Diệu và phường Bùi
Thị Xuân, thành phố Quy Nhơn, nằm trên giao tuyến Quốc lộ 1A và Quốc lộ 19;
cách cảng biển Quy Nhơn 12km; cách sân bay Phù Cát 20km; cách ga đường sắt
Diêu Trì 2km. Có giới cận như sau:
+ Bắc giáp: Sơng Hà Thanh và dân cư hiện trạng.
+ Nam giáp: Dân cư hiện trạng và đường vào KCN Long Mỹ.
+ Đông giáp: Khu dân cư hiện trạng và Quốc lộ 1A.
+ Tây giáp: Núi Hòn Chà.
- Đặc điểm thiên nhiên:
Về điều kiện tự nhiên thành phố chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió
mùa, khí hậu chia làm hai mùa: mùa khô và mùa mưa.

- Đặc điểm thiên nhiên của thành phố Quy Nhơn:
+ Nhiệt độ trung bình hàng năm: 26 – 28oC
+ Độ ẩm trung bình hàng năm: 83,4%
+ Hướng gió chủ yếu: Đơng – Nam.
Kết cấu đất thành phố tương đối vững chắc, khơng có hiện tượng sụt lỡ
bất thường.

13


1.4.2. Vùng nguyên liệu
Những năm trở lại đây, tình Bình Định đã được đầu tư trang trại của các
doanh nghiệp cũng như chăn nuôi nhỏ của các hộ dân. Nguồn ngun liệu có thể
được thu mua ngay tại tỉnh Bình Định.
1.4.3. Nguồn cung cấp điện
Nhà máy sử dụng nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia qua máy biến áp
riêng của nhà máy. Ngồi ra, để đảm bảo q trình sản xuất được liên tục, nhà
máy có trang bị thêm máy phát điện dự phòng dùng trong các thời điểm cao
điểm và phòng khi mất điện.
1.4.4. Nguồn cung cấp nước
Nước dùng trong nhà máy được lấy từ hai nguồn: một là từ cơng ty cấp
thốt nước của thành phố, hai là từ các giếng khoan. Trong đó nguồn nước chính
là từ thành phố, các giếng khoan có vai trị dự trữ và bổ sung khi bị thiếu hụt
nước. Nước dùng để sản xuất, sinh hoạt của công nhân viên trong nhà máy và vệ
sinh thiết bị máy móc được cung cấp chính từ nguồn nước khu cơng nghiệp. Với
nước dùng để chế biến cần phải qua hệ thống xử lí đạt tiêu chuẩn cho phép sản
xuất theo quy định.
1.4.5. Thoát nước và xử lý nước thải
Việc thoát nước của nhà máy phải ln được quan tâm vì sẽ gây ơ nhiễm
cho môi trường sống, ảnh hưởng đến công nhân viên của nhà máy và khu dân cư

sống xung quanh. Do đó nước thải của nhà máy trước khi đưa ra ngồi phải qua
hệ thống xử lý nước thải.
1.4.6. Giao thơng vận tải
Khu cơng nghiệp Phú Tài có hệ thống giao thơng nội bộ hồn chỉnh, có
quốc lộ 1A nối liền qua, có cảng Quy Nhơn, giáp ranh với các tỉnh Phú Yên, Gia
Lai, Quảng Ngãi, là trung tâm của khu vực miền trung Tây Nguyên.
1.4.7. Nguồn nhân công
Quy Nhơn tập trung đội ngũ công nhân lành nghề kỹ thuật cao, đội ngũ
cán bộ, kỹ sư giỏi thuận lợi cho phát triển của nhà máy.
1.4.8. Thị trường tiêu thụ
Thị trường tiêu thụ chủ yếu là thị trường miền Trung - Tây Nguyên.
14


1.5. Quy cách sản phẩm
Sản phẩm được chiết rót, bao gói bằng cơng nghệ chiết rót vơ trùng – hộp
giấy 7 lớp tiệt trùng Tetra Pak. Bao bì đạt yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm
theo quy định hiện hành.
- Các lock sữa được đựng trong thùng carton.
- Sản phẩm được đóng gói trong điều kiện vơ trùng.
Quy cách bao gói:
- Thể tích thực: 180 ml
- Quy cách: 4 hộp/Block và 48 hộp/thùng
- Hộp thành phẩm:
+ Đạt các yêu cầu độ kín.
+ Khơng trầy xước
+ Date in đúng, khơng lem, không mờ.
- Thùng carton:
+ Mối ghép nắp không chồng lên nhau hoặc hở quá 10 mm.
+ Date in đúng, không lem, không mờ.

Thời gian lưu trữ sản phẩm:
- Hạn sử dụng : 6 tháng kể từ ngày sản xuất.
- Ngày sản xuất và Hạn sử dụng được in trên hộp.
Các yêu cầu khi ghi nhãn:
Nhãn ghi đầy đủ các thông tin bắt buộc của Quy định về ghi nhãn hàng
hóa 89/2006 NĐ-CP.

15


CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1.Tổng quan về sữa chua
2.1.1. Giới thiệu về sữa chua
Sữa chua là sữa bò tươi hoặc sữa hoàn nguyên được cho lên men với các
chủng vi khuẩn có lợi cho đường ruột (Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus
thermophilus) giúp chuyển hóa đường sữa thành acid lactic tạo ra độ chua hấp
dẫn cho sản phẩm thực phẩm.
2.1.2. Phân loại
Người ta chia sữa chua thành các loại:
Sữa chua truyền thống (Set type): sản phẩm có cấu trúc gel mịn. Trong quy
trình sản xuất, sữa nguyên liệu sau khi được xử lí, cấy giống rồi được rót vào
bao bì. Q trình lên men làm xuất hiện khối đông và tạo cấu trúc đặc trưng cho
sản phẩm bên trong bao bì.
Sữa chua dạng khuấy (Stirred type): do sự khuấy trộn cơ học, khối đơng
xuất hiện trong sản phẩm sau q trình lên men bị phá huỷ một phần. Sữa
nguyên liệu được xử lí và cấy giống rồi lên men trong thiết bị chun dùng, tiếp
theo là q trình làm lạnh và rót sản phẩm vào bao bì. Sữa chua dạng khuấy sẽ
khơng có cấu trúc gel mịn và đồng nhất như sữa chua truyền thống.
Sữa chua uống (drinking type) hay sữa chua dạng lỏng: khối đông xuất

hiện trong sản phẩm sau quá trình lên men bị phá huỷ hồn tồn. Sản phẩm ở
dạng lỏng. Điểm khác biệt là sau quá trình lên men, người ta sử dụng phương
pháp khuấy trộn hoặc phương pháp đồng hoá cơ học để phá huỷ cấu trúc gel của
khối đông và làm giảm độ nhớt cho sản phẩm.
Sữa chua lạnh đơng (frozen type): sản phẩm có dạng tương tự như kem,
quá trình lên men sữa được thực hiện trong thiết bị chuyên dùng, tiếp theo hỗn
hợp sau lên men sẽ được đem đi xử lí và lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản
phẩm.
Sữa chua cô đặc (concentrated yaourt): quy trình sản xuất bao gồm các
giai đoạn quan trọng như: lên men sữa, cô đặc, làm lạnh và đóng gói sản phẩm.
Trong q trình cơ đặc, người ta sẽ tách bớt huyết thanh sữa ra khỏi sản phẩm.

16


Ngày nay, để đa dạng hoá hơn nữa sản phẩm sữa chua trên thị trường,
người ta có thể bổ sung thêm hương liệu, chất màu thực phẩm hoặc pure trái cây
vào sản phẩm. Mặt khác, còn phân loại sữa chua dựa vào hàm lượng chất béo
trong sản phẩm. Lượng chất béo trong sữa chua có thể dao động từ 0 – 10%,
thông thường từ 0,5 – 3,5%. Theo tổ chức y tế thế giới (WHO) và tổ chức
Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO), sản phẩm sữa chua có thể
chia thành 3 nhóm sau:
Sữa chua béo (fat yaourt): hàm lượng chất béo sản phẩm không thấp hơn 3%.
Sữa chua “Bán gầy” (partially skimmed yaourt): hàm lượng chất béo
khoảng 0,5 – 3%.
Sữa chua gầy (skimmed yaourt): hàm lượng chất béo không lớn hơn 0,5%.
2.2. Nguyên liệu sản xuất sữa chua
2.2.1. Sữa bò tươi
Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là
nguồn thức ăn để ni sống động vật non.

Sữa bị tươi được sử dụng trong sản xuất sữa chua phải có chất lượng tốt.
Các yêu cầu quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi như sau:
- Tổng số tế bào vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt.
- Không chứa thể thực khuẩn, kháng sinh.
- Không chứa các enzyme.
- Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh
dụng cụ hoặc thiết bị đựng sữa.
Hai chỉ tiêu quan trọng của sữa nguyên liệu là hàm lượng chất béo và hàm
lượng chất khô không béo. Lượng chất béo trong sữa được hiệu chỉnh nhờ q
trình chuẩn hóa để phù hợp theo u cầu của sản phẩm. Cịn lượng chất khơ
khơng béo - theo quy định của WTO/FAO không được thấp hơn 8,2%.
2.1.1.1. Một số tính chất vật lý
- Sữa là một chất lỏng đục. 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- carotene có trong
chất béo của sữa. Sữa bị thường có màu trắng đến màu vàng nhạt.
- Sữa bị có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ.
17


Bảng 2.1. Một số chỉ tiêu vật lý quan trọng của sữa bò [1, 11]
Đại lượng

Đơn vị đo

pH
Độ chua
Tỷ trọng

0

D

g/cm3

Giá trị
6,5

6,8

15

18

1,028

1,036
-0,54

Điểm đơng đặc

0

C

-0,59

Thế oxy hóa - khử

V

0,1

Sức căng bề mặt ở 200C

N.m-1

0.2
50

2.2.1.2. Thành phần hóa học
Gồm có 2 thành phần chính là nước và chất khơ.
Bảng 2.2. Hàm lượng các chất có trong sữa bị (% khối lượng) [1, 14]
Các thành phần chính

Khoảng biến thiên

Giá trị trung bình

Nước

85,5 ÷ 89,5

87,5

Tổng các chất khơ

10,5 ÷ 14,5

13

- Lactose

3,6 ÷ 5,5

4,8

- Protein

2,9 ÷ 5

3,4

- Chất béo

2,5 ÷ 6

3,9

0,6 ÷ 0,9

0,8

- Khống

 Nước: Gồm có nước tự do và nước liên kết.
- Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước. Nó có thể tách được trong
q trình cơ đặc, sấy vì khơng liên kết hóa học với chất khơ.
- Nước liên kết chiếm một tỷ lệ nhỏ, khoảng 3 – 4%. Hàm lượng nước liên
kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, các phosphatit,

polysacarit.
18


 Lactose:
- Lactose có trong sữa với hàm lượng trung bình 50 g/l và tồn tại dưới hai
dạng α-lactose và β-lactose.
- Lactose khi bị thủy phân tạo ra các phân tử đường glucose và một phần
tử đường galactose.
C12H22O11 + H2O
Lactose

C6H12O6 + C6H12O6
Glucose

Galactose

- Lactose là đường khử. Độ ngọt của lactose thấp hơn nhiều so với
saccharose, độ hòa tan trong nước cũng kém hơn.
Bảng 2.3. Độ hòa tan của lactose (g/100g nước) [2, 19]
Nhiệt độ (0C)

-lactose

-lactose

0

5

45,1

25

8,6

45,1

39

12,6

45,1

100

70

94,7

Khi gia nhiệt đến 100oC không làm thay đổi lactose. Ở nhiệt độ cao hơn,
xảy ra sự biến màu do sự xuất hiện melanoit tạo thành khi các axit amin của sữa
tác dụng với lactose. Ngoài ra khi ở nhiệt độ cao hơn 100 oC, lactose bị phân giải
một phần tạo thành axit lacic, axit focmic,… mà kết quả là làm tăng độ chua của
sữa lên.
Đường lactose có thể lên men được dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể
tạo thành các sản phẩm khác nhau có lợi. Một trong những biến đổi thường gặp
và quan trọng nhất là sự tạo thành axit lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic
đây chính là cơ sở của quá trình sản xuất các sản phẩm sữa lên men.
 Protein:

Protein trong sữa là thành phần chất đạm hồn thiện, có chứa các axit amin
khơng thay thế. Protein trong sữa gồm: casein và protein hòa tan.
- Casein:

19


Casein là một phosphoprotein. Trong thành phần của nó có chứa gốc axit
phosphoric. Casein có nhiều nhóm chức tự do khác nhau như - COOH,
- NH2, = NH, - OH, - NH-CO -, - HS,... Chính nhờ các nhóm này mà casein có
khả năng tham gia các phản ứng hóa học.
Casein được coi như một chất điện li lưỡng tính đa hóa trị, do đó có khả
năng tạo ra hàng loạt các hợp chất với các axit, bazo, kim loại, aldehyt…
Casein dễ dàng tham gia phản ứng với kim loại kiềm thổ như K, Na, Mg để
tạo thành các caseinat. Caseinat hịa tan trong nước. Càng có nhiều ngun tử
kim loại liên kết với casein thì độ hịa tan của casein càng lớn.
Trong sữa, casein ở dạng canxi caseinat và nó lại kết hợp với canxi
phosphate tạo thành phức hợp canxi phosphate caseinat (các mixen).
Khả năng đông tụ của casein: casein đơng tụ tốt nhất ở pH 4,5 đến 4,7.
Ngồi khả năng đơng tụ bởi axit, casein cịn bị đơng tụ bởi renin.
Khi tác dụng lên sữa nhiệt độ từ 70 oC trở lên, casein có khả năng hydrat
hóa cao và đạt mức cực đại ở 90 – 95 oC, ở nhiệt độ cao hơn nữa, khả năng
hydrat hóa của casein lại giảm. Việc xử lý nhiệt làm giảm khả năng đông tụ bằng
renin của casein. Sữa đun ở 120oC trong 15 phút hồn tồn mất khả năng đơng
tụ bằng renin.
Khi độ axit của sữa cao thì casein lại đơng tụ ở nhiệt độ thấp.
- Protein hòa tan:
Bao gồm các protein:

β

lactoglobulin chiếm 7 - 12%;

α

lactalbumin

chiếm 2 - 5%; protease-pepton chiếm 2 - 4%; Immunoglobulin chiếm 1,9 3,3%; Serum-albumin chiếm 0,7 - 1,3 % trong tổng protein trong sữa.
 Chất béo:
Chất béo của sữa được coi là thành phần quan trọng nhất. Về mặt dinh
dưỡng chất béo có độ sinh năng lượng rất cao, có chứa các vitamin hịa tan trong
chất béo (A, D, E). Đối với các sản phẩm lên men, chất béo ảnh hưởng tới mùi
vì, trạng thái của sản phẩm. Có tới 98 – 99% chất béo của sữa là các triglixerit, 1
– 2% còn lại là các phospholipid, cholesterol, carotene, vitamin A,D,E và K.
Chất béo của sữa bao gồm các gồm các triglixerit, diglixerit, axit béo,
sterol, carotenot, vitamin A, D, E, K và một số chất khác.
20


Các cầu mỡ có màng bao bọc và có thể hình cầu, màng bao bọc của chúng
được tạo thành chủ yếu từ protein và các phosphatit. Màng bao rất bền, giúp
chúng khơng bị phá hủy bởi các enzyme có trong sữa.
Các cầu sữa có kích thước từ 0,1 đến 20 μm. Trong 1 ml sữa có khoảng
3000 – 4000 triệu cầu mỡ. Các cầu mỡ là thành phần nhẹ nhất trong sữa có tỉ
trọng 0,925 g/cm3 và chúng có xu hướng nổi lên trên mặt sữa.
Các axit béo chiếm tới 98 – 99% tổng chất béo của sữa. Chất béo của sữa
khác với mỡ của các động vật khác là chứa nhiều axit béo no, có khối lượng
phân tử thấp.
 Chất khoáng:
Người ta quy ước chất khoáng trong sữa là hàm lượng tro. Nó bao gồm các

nguyên tố Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Ag, As,… trong đó
các nguyên tố Ca, Mg, Na, K, P, S và Cl chiếm tỷ lệ cao hơn cả.
Bảng 2.4. Thành phần các nguyên tố khoáng trong sữa [2, 24]
Thành phần

mg/l

Thành phần

mg/l

Kali

1500

Kẽm

4000

Canxi

1200

Nhôm

500

Natri

500

Sắt

400

Magie

120

Đồng

120

Molipđen

60

Mangan

30

Niken

25

Phospho

3000

Silic

1500

Clo

1000

Brom

1000

Lưu huỳnh

100

Bo

200

Flo

150

Iot

60

Các nguyên tố vi lượng đóng vai trị quan trọng trong việc tạo thành sữa
cũng như ảnh hưởng tới chất lượng các sản phẩm.
 Vitamin:

21


Trong sữa có nhiều vitamin gồm cả loại hịa tan trong nước (vitamin
nhóm B, C) và vitamin hịa tan trong chất béo (A, D, E) nhưng hàm lượng
tương đối thấp, đặc biệt là vitamin D.

Bảng 2.5. Thành phần các vitamin trong sữa [2, 23]
Vitamin
A (retinol)

mg/l
0,3

Vitamin
Nicotinamit

mg/l
1

B (canciferol)

0,001

Axit pantothernic

3

E (tocoferol)

1,4

C

20

B1 (thiamin)

0,4

Biotin

0,04

B2 (riboflavin)

1,7

axit folic

0,05

B6 (pyridoxine)

0,5

B12 (xyanocobal - amin)

0,005

B12 (xyanocobal - amin)

0,005

Nếu xử lý nhiệt thời gian ngắn và khơng có khơng khí xâm nhập vào thì
nhiệt độ nhỏ hơn hay bằng 100oC khơng làm giảm đáng kể lượng các vitamin,
trừ vitamin C rất nhảy cảm với nhiệt.
Nhiệt độ cao hơn 100oC làm phá hủy một phần hầu hết các loại vitamin.
Khi để lọt khơng khí, có tác dụng của ánh sáng, bao bì hoặc thiết bị bẩn đều làm
giảm lượng vitamin các loại. Vitamin C bị phá hủy hoàn toàn trong điều kiện
trên. Để thành phần các vitamin cân đối hoàn hảo hơn, người ta đã bổ sung thêm
một số vitamin cần thiết trong quá trình chế biến các sản phẩm sữa.
 Emzyme:
Trong sữa có chứa các enzyme thường gặp trong tự nhiên. Tất cả các enzyme
của sữa và các loại dùng trong chế biến sữa được chia thành sáu nhóm sau:
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Oxydoreductase
Transpherase
Hydrolase
Liase
Izomerase
Ligase
Về phương diện chế biến người ta quan tâm nhiều tới một số enzyme sau:
22

Lipase:
Nguồn gốc lipase có thể từ tuyến sữa. Lipase hịa tan tốt trong chất béo, dễ
dàng xâm nhập vào các cầu mỡ nên chế độ thanh trùng tức thời ở 72 – 75 oC
không đủ để tiêu diệt lipase. Đây là một trong những nguyên nhân làm hư hỏng
sản phẩm sữa.
Bình thường lipase bị phá hủy ở 75oC sau 60 giây.
Catalase:
Sữa vắt từ bị bị bệnh viêm vú thì hàm lượng catalase thường cao. Enzyme
này bị phá hủy ở 75oC sau 60 giây.
Phosphatase:
Phosphatase xâm nhập vào sữa theo con đường từ tuyến sữa. Trong sữa
có phosphatase kiềm (pH = 9 – 10) và phosphatase acid (pH = 4 – 4,3).
Phosphotase kiềm bị phá hủy hoàn toàn ở chế độ thanh trùng 65 oC trong 30
phút hoặc 80oC tức thời.
Các protease:
- Protease tuyến sữa: về hoạt tính tương tự như tripxin. Điều kiện tối ưu cho
enzyme này là môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ 37 – 42 oC. Protease tuyến sữa bị
phá hủy hoàn toàn ở 75oC.
- Protease vi khuẩn: protease vi khuẩn được tổng hợp từ các vi khuẩn trong sữa.
Các vi khuẩn này xâm nhập vào sữa từ không khí hoặc do con người chủ động
đưa vào khi sản xuất một số sữa chua, phomat…
Một số enzyme trong sữa bắt đầu bị vơ hoạt hóa khi nhiệt độ từ 55 oC và khi
nhiệt độ cao hơn 90oC thì các enzyme bị phá hủy hồn tồn.
 Các chất khí và sắc tố của sữa:
Lượng chất khí hịa tan trong sữa khoảng 70ml/lít trong đó 50 – 70% là CO 2,
5 – 10% oxy và 20 – 30% là nitơ. Trong số các khí có mặt trong sữa chỉ có oxy là
ảnh hưởng xấu vì nó có thể là ngun nhân phát triển các q trình oxy hóa.
Khi sữa được gia nhiệt, khí cacbonic, nitơ và oxy bị bay hơi và hàm lượng

của chúng trong sữa giảm khơng ít hơn 20%. Kết quả của việc bài khí này khiến
cho độ axit của sữa giảm 0,5 – 2oT.
Sữa và mỡ sữa có màu là do sự có mặt của nhóm carotenoid mà đại diện là
carotin.
Trong sữa cịn có sắc tố màu xanh là clorofin. Màu xanh vàng của nước sữa
là do lactoflavin (vitamin B2).
Màu trắng của sữa là do sự khuếch ánh sáng bởi các mixen protein.
2.2.2.Vi sinh vật
23


Để thực hiện quá trình lên men sữa chua, người ta thường sử dụng nhóm
vi khuẩn lactic đồng hình. Hai loài phổ biến nhất là Lactobacillus bulgaricus
(trực khuẩn) và Streptococcus thermophillus (liên cầu khuẩn).
- Lactobacillus bulgaricus là vi khuẩn phát triển tốt ở khoảng nhiệt độ từ
45 – 50oC, lượng axit tạo thành là 1,5%, pH = 4,29.
- Streptococcus thermophillus là vi khuẩn phát triển ở 50oC, sinh sản tốt
nhất ở nhiệt độ 37 – 40oC, lượng axit tạo thành là 0,7%, pH = 4,2 – 4,4.
2.2.3.

Đường

Để tăng vị ngọt của sữa chua người ta bổ sung đường (glucose,
saccharose...) vào trong quá trình chế biến sao cho phù hợp với yêu cầu của dây
chuyền công nghệ.
Trong công nghiệp thực phẩm Việt Nam thường dùng loại đường RE theo
tiêu chuẩn TCVN 6958 : 2001.
Bảng 2.6. Các tiêu chuẩn của đường (TCVN 6959:2001)

Chỉ tiêu cảm

quan

Các thơng số

Tiêu chuẩn

Ngoại hình

Tinh thể màu trắng, kích
thước tương đối đồng đều, tơi
khơ khơng vón cục

Mùi, vị

Tinh thể đường hoặc dung
dịch đường trong nước có vị
ngọt, khơng có mùi vị lạ.

Màu sắc

Tinh thể trắng óng ánh. Khi
pha vào nước cất cho dung
dịch trong suốt.

Độ Pol, (oZ)

≥ 99,80

Hàm lượng đường khử, %
khối lượng (m/m)

0,03

Tro dẫn điện, % khối lượng
Chỉ tiêu lý – hóa (m/m)

0,03

Sự giảm khối lượng khi sấy ở
105oC trong 3h, % khối
lượng (m/m)

0,05

Độ màu, đơn vị ICUMSA

30

2.2.4. Chất ổn định
24


Chất ổn định dùng trong sữa chua được sử dụng với mục đích:
- Làm giảm sức căng bề mặt các pha trong hệ nhũ tương để đạt được sự
phân tán tốt hơn của pha phân tán và giữ ổn định trạng thái.
- Tạo trạng thái bền cho sữa, chống hiện tượng kết lắng, tách béo, tách lớp.
- Hình thành nên một lớp màng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt pha
phân tán làm cho chúng không kết hợp với nhau được để khơng tạo nên các hạt
phân tán có kích thước lớn hơn.
- Làm tăng độ mịn cho sản phẩm.

Bảng 2.7. Tiêu chuẩn chất ổn định, phụ gia (TCVN 6471-98)
STT
1

2

3

Các thông số
Cảm quan

Chỉ tiêu
vi sinh

Yêu cầu
Trạng thái

Dạng bột mịn, tơi,
khơng vón cục

Màu sắc

Màu trắng nhạt

Tổng số vi sinh vật

Max 5000 cfu/g

Nấm men

Max 500 cfu/g

Nấm mốc

Max 500 cfu/g

Enterobacteiaceae

0/ 0,01 g

Staphylococcus

0/ 0,01 g

E.coli

0/ 0,1 g

Salmonella

0/ 25 g

As

≤ 3,0

Pb

≤ 5,0

Hg

≤ 1,0

Cd

≤ 1,0

Chỉ tiêu kim
loại nặng
(mg/kg)

4

Quy cách đóng gói

25 kg/ bao. Bao bì có nhiều lớp
với lớp PE ở ngồi

5

Thời hạn sử dụng

Cịn ít nhất 2/3 hạn sử dụng

2.2.5.

Hương dâu tổng hợp

Hương dâu tổng hợp được sử dụng nhằm tạo mùi thơm đặc trưng cho sản

phẩm sữa chua uống.

25