Quy trình sản xuất sữa bột nguyên kem

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ SÀI GỊN
KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA

QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA BỘT
NGUN KEM

GVHD : THS. BÙI THỊ MINH THỦY

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2020


LỜI MỞ ĐẦU
Trong các sản phẩm sữa trên thị trường thì sữa bột là mảng sản phẩm có tốc độ
phát triển nhanh nhất trong các sản phẩm về sữa. Sữa bột gồm 2 loại chính : sữa bột
nguyên kem và sữa gầy. Sữa bột nguyên kem là sản phẩm tách nước từ sữa bị 100%
ngun chất . Quy trình sản xuất sữa bột thơng q các q trình như cơ đặc, địng hố
áp lực cao, sấy phun,…Đặc biệt là lựa chọn được các được thiết bị, thơng số thích hợp
để cho ra được sản phẩm sữa bột có chất lượng tốt nhất.
Sữa bột nguyên kem có thời hạn sử dụng lâu hơn so với sữa tươi và không cần
phải được làm lạnh, do độ ẩm thấp. Ngoài ra các sữa bột còn giúp các nhà sản xuất tiết
kiệm được phần lớn chi phí cho việc vận chuyển do sản phẩm có khối lượng giảm đi
nhiều lần khi ta so sánh với nguyên liệu sữa tươi ban đầu.
Sữa bột không những được sử dụng tại gia đình để pha chế mà cịn là ngun
liệu quan trọng trong nhiều nghành cơng nghiệp khác nhau như trong sản xuất sữa
tái chế và các sản phẩm chế biến từ sữa như: sữa lên men, sữa cô đặc, kem…

2

MỤC LỤC

MỤC LỤC HÌNH

MỤC LỤC BẢNG

3


CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT
NGUN KEM
1.1.
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.1. Khái niệm

Sữa bột nguyên kem được xem là sản phẩm được xem là một trong những sản
phẩm tách nước từ 100% sữa bò tươi nguyên chất. Quá trình tạo ra sữa bột nguyên
đã được diệt khuẩn và không thêm bất kỳ chất phụ gia, bảo quản hay thêm hương
liệu nào khác.
Tiêu chuẩn chất béo trong sữa nguyên kem là 3.5% và giữ được đầy đủ
protein, vitamin và khống chất vốn có trong sữa tươi. Điểm khác biệt giữa sữa tươi
nguyên kem và sữa bột nguyên kem ở hàm lượng dưỡng chất dạng bột thấp hơn do
quá trình sấy tách nước.
1.1.2. Một số sản phẩm sữa bột nguyên kem có trên thị trường
- Ở thị trường Việt Nam hiện nay có rất nhiều sản phẩm sữa từ bột nguyên kem,

mỗi sản phẩm có chất lượng và đặc điểm khác nhau. Sau đây là Top 5 loại sữa bột
nguyên kem tốt nhất được các chuyên gia đánh giá và tổng hợp.
o Sữa bột nguyên kem Nutifood
o Sữa bột nguyên kem Devondale (là sản phẩm được nhập khẩu từ Úc)

o Sữa bột nguyên kem Kany (Đây là sản phẩm của một công ty sản xuất và
kinh doanh các sản phẩm từ sữa hàng đầu Hà Lan)
o Sữa bột nguyên kem Cơ Gái Hà Lan
o Sữa bột ngun kem Vinamilk

Hình 1: Sữa bột nguyên kem
Nutifood

Hình 2: Sữa bột nguyên kem
Hình 3: Sữa bột nguyên kem
Devondale
Kanny

4


Hình 4: Sữa bột ngun kem Cơ Gái Hà Lan

Hình 5: Sữa bột nguyên kem
Vinamilk

1.1.3. Ưu và nhược điểm của sữa bột nguyên kem

Bảng 1: Ưu nhược điểm của sữa bột nguyên kem

ƯU
-

-

-

Sữa bột nguyên kem được làm từ sữa
bò tươi ngun chất đã trải qua q
trình diệt khuẩn khơng chưa chất bảo
quản hay các chất phụ gia khác nên
cực kì an tồn cho sức khỏe
Sữa giữ lại được nhiều chất béo và
hàm lượng dinh dưỡng vốn có trong
sữa cực kì tốt và có lợi cho cơ thể
Sữa bột ngun kem qua q trình bốc
hơi để làm khơ sữa, tán thành bột nên
có tác dụng trong tăng cân khá hiệu
quả.

NHƯỢC
-

-

-

Hàm lượng canxi, photpho trong sữa
nguyên kem khá cao, nến khi sử dụng
cho trẻ quá nhiều không tốt. Thông
thường trẻ em dưới 1 tuổi không nên
sử dụng loại sữa này
Sữa bột nguyên kem có thể khiến cho
trẻ em đầy bụng, khó tiêu hay gây rối
loạn tiêu hóa, khiến cho thận bé hoạt

động nhiều hơn
Sử dụng sữa bột nguyên kem trong
thời gian dài gây tăng cân
Do hạn chế các nguyên tố vi lượng nên
khi sử dụng sữa bột nguyên kem cần
kết hợp dùng thêm những loại thực
phẩm khác trong khẩu phần ăn hằng
ngày để có thêm nguồn dinh dưỡng.

5


1.2.

QUY TRÌNH SẢN XUẤT

Bao bì (giấy, kim loại,..)

Sữa tươi

Chuẩn hóa

Thanh trùng (80 - 85ºC)

Cơ đặc dạng bảng mỏng

Đồng hóa áp lực cao

Sấy phun

Xử lý

Bao gói

Sữa bột nguyên kem

6


1.3.
THUYẾT MINH QUY TRÌNH
1.3.1. Chuẩn hóa

Mục đích: Hiệu chỉnh đồng độ chất béo có trong nguyên liệu. Tùy vào chỉ tiêu
chất béo có trong sản phẩm để hiệu chỉnh hàm lượng béo thích hợp cho nguyên liệu
và được thực hiện trên dây chuyền tự động. Để sản xuất sữa bột nguyên kem người
ta phối trộn sữa gầy và cream với một tỉ lệ thích hợp ở bộ phận phối trộn (được điều
khiển tự động).
Biến đổi nguyên liệu: Trong quá trình chuẩn hóa, các chỉ tiêu vật lý của sữa sẽ
thay đổi như tỷ trọng, hệ số truyền nhiệt,...
1.3.2. Thanh trùng

Mục đích: Giảm số lượng VSV trong sữa xuống dưới mức thâp nhất, đồng thời
vô hoạt các enzyme, đặc biệt là nhóm enzyme lipase. Thơng thường sữa được thanh
trùng ở 80 - 85ºC trong vài giây.
Biến đổi:
-

Sinh học và hóa sinh: Các vi sinh vật và enzyme trong sữa sẽ bị vơ hoạt
Hóa lý: Sự bay hơi nước

Hóa học: Nhiệt độ tăng sẽ làm cho các phản ứng hóa học xảy ra dễ dàng

-

hơn, dưới tác dụng của nhiệt protein sẽ bị biến tính
Vật lý: Nhiệt độ tăng, tỷ trọng và độ nhớt sẽ giảm trong q trình thanh

trùng
1.3.3. Cơ đặc
Mục đích: Cơ đặc nhằm tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi
phí năng lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo. Người ta dùng cơ đặc chân khơng.
Cơ đặc ở áp suất thường thì sản phẩm ln ln tiếp xúc với khơng khí nên ln
ln bị nhiễm bẩn, các sinh tố và chất béo bị phân huỷ, sản phẩm bị biến tính (đặc
sệt, có màu vàng sẫm). Cơ đặc ở áp suất chân khơng thì thường khắc phục được
những nhược điểm trên vì thời gian cơ đặc ngắn và nhiệt độ thấp nên tránh được
các thay đổi sâu sắc về cấu trúc của sữa vốn xảy ra mãnh liệt ở 100ºC, đặc biệt là
tránh được sự biến đổi của đường lactoza do đó sản phẩm có chất lượng và màu sắc
tốt.
Biến đổi:
7


-

Vật lý: Lượng nước mất đi đáng kể làm giảm thể tích nguyên liệu, nước bị
tách ra khỏi nguyên liệu sữa làm tăng nồng độ chất khô, tăng áp suất thẩm

-

thấu. Tỷ trọng và độ nhớt của sữa sẽ tăng.

Hóa lý: Có sự chuyển pha từ lỏng sang rắn
Hóa học: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao sẽ xảy ra một số phản ứng hóa

học như Maillar, Caramen,…
- Sinh học: Ức chế một số VSV gây hại
1.3.4. Đồng hóa
Mục đích: Do hàm lượng chất béo trong sữa sau quá trình cô đặc khá cao nên
nhà sản xuất thực hiện quá trình đồng hố để giảm kích thước hạt béo và phân bố
đều chúng trong sữa. Trong công nghệ chế biến sữa, q trình đồng hố được sử
dụng với mục đích ổn định hệ nhủ tương, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của
trọng lực nên còn gọi là quá trình nhũ hố.
Biến đổi:
Vật lý: Kích thước các hạt cầu béo sẽ giảm đi, có sự giải phóng năng lượng
dưới dạng nhiệt năng làm tăng nhiệt độ của khối sữa.
Hóa lý: Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa pha phân tán và pha liên tục của hệ nhũ
tương sẽ tăng lên, xảy ra sự phân bố lại các hạt thuộc pha phân tán trong pha liên tục.
1.3.5. Sấy

Mục đích: Làm bốc hơi nước ra khỏi nguyên liệu dưới tác dụng của nhiệt, để
hàm ẩm trong sản phẩm cuối cùng không quá 5% và thu được sản phẩm dạng bột
Biến đổi:
Vật lý: Dưới tác dụng của dịng khí có nhiệt độ cao các giọt sữa sẽ se giảm
đường kính, khối lượng, thể tich
Hóa học: Dưới tác dụng của nhiệt protein sẽ bị biến tính, có thể xảy ra phản
ứng caramen hóa đường lactose có trong thành phần sữa, phản ứng maillar,..

1.3.6. Xử lý

8

Mục đích: Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết
bị đóng gói
Biến đổi: Sữa bột nguyên kem có hàm lượng béo khá cao nên khó hịa tan
trong nước. Vì vậy trong giai đoạn xử lý sữa, người ta có thể thực hiện q trình
lecithine hóa để khắc phục nhược điểm đó
1.3.7. Bao gói

Mục đích: Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết
bị đóng gói. Thơng thường người ta sử dụng bao bì bằng kim loại hoặc bao bì giấy
để đựng sản phẩm.Yêu cầu chung về bao bì là phải hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng,
khơng khí và độ ẩm từ mơi trường xung quanh đến sữa bột. Người ta thường đóng
gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ, 10% hydro vào hộp
trước khi ghép nắp nhằm kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm.
Biến đổi: Sữa bột có khả năng hút ẩm rất cao do đó khi bảo quản trong bao bì
kín, sữa bột sẽ hút nước đến độ ẩm cân bằng, tạo thành vón cục làm giảm độ hoà tan

9


-+
1.4.

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SỮA BỘT

NGUYÊN KEM
1.4.1. Quá trình thanh trùng
Hệ vi sinh vật trong thực phẩm: Nếu số lượng VSV càng lớn, để đạt được mức
độ vơ trùng theo u cầu thì chế độ xử lí nhiệt phải nghiêm ngặt với nhiệt độ cao hơn
và thời gian dài hơn

Thành phần hóa học trong thực phẩm
Các tình chất vật lí của thực phẩm
Phương pháp và thiết bị thanh trùng
1.4.2. Q trình cơ đặc

Ảnh hưởng đến tốc độ truyền nhiệt
Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi gia nhiệt và nhiệt độ sôi của sữa: Nếu độ
chênh lệch này càng lờn thì tốc độ truyền nhiệt càng lớn, để làm tăng mức chênh
lệch trên thì ta giảm nhiệt độ sôi của sữa bằng phương pháp cô đặc trong môi trường
chân không
Hiện tượng cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt: trong quá trình bốc hơi, một số
cấu tử trong sữa có thể bị bám dính trên bề mặt truyền nhiệt của thiết bị. Dưới tác
dụng của nhiệt độ cao, một số cấu tử protein sẽ bị biến tính, các hợp chất bị bám
dính nói trên sẽ tương tác với cháy khét và làm giảm tốc độ truyền nhiệt
Hiện tượng màng biên: Lớp sữa tiếp xúc với bề mặt truyền nhiệt lớp màng
biên trong thiết bị bốc hơi thường tạo ra một trở lực lớn trong quá trình truyền nhiệt
Độ nhớ của nguyên liệu: Nếu cao sẽ làm giảm chỉ số Raynol và tốc độ tuần
hoàn của nguyên liệu trong thiết bị do đó hệ số truyền nhiệt giảm
Ảnh hưởng hiệu quả kinh tế

10


Hiệu tượng tạo bọt: Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và do sự xuất hiện các
bong bóng hơi, một số cấu tử trong sữa như protein có khả năng tạo bọt lớp bọt trong
thiết bị cô đặc sẽ làm giảm tốc độ thoát hơi thứ ra khỏi sản phẩm
Hiện tượng tổn thất chất khô do bị lôi cuốn bởi hơi thứ: hơi thứ thoát ra sẽ
cuốn theo một số cấu tử ở dạng sương mù nên làm tổn thất chất khô. Người ta sử
dụng thiết bị cô đặc nhiều cấp để hạn chế hiện tượng này
1.4.3. Quá trình đồng hóa

Tỷ lệ phần trăm giữa thể tích pha phân tán và tổng thề tích hệ nhũ tương nếu tỉ
lệ này nhỏ thì q trình đồng hóa sẽ thực hiện dễ dàng và hệ nhũ tương có độ bền
cao. Ngược lại thì thường khó thực hiện bằng các phương pháp thơng thường.
Nhiệt độ: Dựa vào thành phần hóa học của hệ nhũ tương mà ta chọn nhiệt độ
thích hợp cho quá trình đồng hóa. Trong cơng nghiệp chế biến sữa nhiệt độ đồng hóa
thường dao động từ 55-80°C
Áp suất: áp suất đồng hóa càng lớn thì thực hiện đồng hóa càng dễ. Trong
cơng nghiệp chế biến sữa áp suất đổng hóa thường dao động từ 100-250 bar.
Chất nhũ hóa: phải lựa chọn chất nhũ hóa thích hợp cho từng loại sản phẩm.
Những chất nhũ hóa thường dùng trong cơng nghiệp chế biến sữa là lecithin,
glycerin, ester…

11


1.5.
CÁC CHỈ TIÊU CỦA SỮA BỘT NGUYÊN KEM
1.5.1. Chỉ tiêu cảm quan

Bảng 2: Các chỉ tiêu cảm quan của sữa bột

Tên chỉ tiêu

Đặc trưng của sữa bột

1. Màu sắc

Từ màu trắng sữa đến màu kem nhạt

2. Mùi, vị

Thơm, ngọt đặc trưng của sữa bột, khơng có mùi, vị lạ

3. Trạng thái

Dạng bột, đồng nhất, khơng bị vón cục, khơng có tạp chất lạ

1.5.2. Chỉ tiêu vi sinh vật

Bảng 3: Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bột

Tên chỉ tiêu
1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1g sản phẩm

Mức cho phép
5.104

2. Nhóm coliform, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

10

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

0

4. Salmonella, số vi khuẩn trong 25g sản phẩm

0

5. Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

10

6. Clostridium perfringen, số vi khuẩn trong 1g sản phẩm

0

7. Baccilius cereus, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm

102

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

10

12


CHƯƠNG 2 : THIẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN XUẤT SỮA BỘT
NGUYÊN KEM
2.1. THIẾT BỊ LY TÂM DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH CHUẨN HĨA

Hình 6: Sơ đồ chuẩn hóa sữa

1- tỷ trọng kế; 2- lưu lượng kế ; 3- van điều khiển; 4- hộp điều khiển;
5- van ổn định áp suất; 6- van khóa; 7- van kiểm tra
Dịng sữa ngun liệu sau khi qua thiết bị ly tâm cho ra hai dòng sản phẩm: một
dòng là sữa gầy và dòng kia là cream.
Để sản xuất sữa bột người ta phối trộn sữa gầy và cream với một tỉ lệ thích hợp ở

bộ phận phối trộn (được điều khiển tự động).
2.1.1. Thiết bị ly tâm tách béo
Sữa tươi đưa vào ly tâm sẽ thu được hai đòng sản phẩm: Cream (giàu chất béo) có
khối lượng riêng nhỏ và sữa gầy (chứa ít chất béo) có khối lượng riêng lớn.
Để tách chất béo ra khỏi sữa người ta sử dụng thiết bị ly tâm dạng đĩa:
 Cấu tạọ:

Thiết bị gồm có thân máy, bên trong là thùng quay, được nối với một motor truyền
động bên ngồi thơng qua trục dẫn. Các đĩa quay có đường kính dao động từ 20 ÷102
cm và được xếp chồng lên nhau. Các lỗ trên đĩa ly tâm sẽ tạo nên những kênh dẫn
theo phương thẳng đứng. Khoảng cách giữa hai đĩa ly tâm liên tiếp là 0.5 ÷ 1.3 mm.
13


Đĩa quay

Hình 7: Nguyên lý hoạt động của thiết bị ly tâm dạng đĩa

1

2

1

3

4
3

2

a) Đĩa ly tâm

b) Sơ đồ chuyển động của dòng

Đĩa ly tâm

Cream và sữa gầy

2- Cửa ra cho cream

1- Cream

3- Lổ

2- Sữa gầy

4- Cửa vào cho nguyên liệu

3- Đĩa ly tâm

Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị làm việc liên tục

14


Sữa nguyên liệu được nạp vào máy ly tâm theo cửa ở trên thiết bị, tiếp theo sữa sẽ
theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào các khoảng không gian hẹp giữa các đĩa ly tâm.
Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa được phân chia thành hai phần: phần cream có khối
lượng riêng thấp sẽ chuyển động về phía trục của thùng quay; phần sữa gầy có khối

lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay. Sau cùng, cả hai dòng sản
phẩm sẽ theo những kênh riêng để thốt ra ngồi.
Trước khi đưa vào thiết bị tách béo, sữa tươi thường được gia nhiệt lên đến 55 - 65°C
2.1.2. Thiết bị ly tâm tách VSV ra khỏi sữa
Để giảm thời gian và nhiệt độ thanh trùng sữa tránh tổn thất giá trị dinh dưỡng và vẫn
đảm bảo hiệu quả thanh trùng, người ta sử dụng thiết bị ly tâm tách VSV trước khi xử
lý nhiệt. Người ta sử dụng thiết bị ly tâm dạng dĩa, hoạt động theo phương pháp liên
tục. Nguyên tắc hoạt động về cơ bản giống với thiết bị ly tâm tách béo.
Có hai dạng thiết bị ly tâm chính để tách VSV
 Thiết bị có hai dịng thốt sản phẩm: Sữa ngun liệu được nap vào thiết bị ở

phía đáy. Thơng qua thiết bị ly tâm sẽ có hai dịng sữa ra khỏi thiết bị. Dịng sữa ít
VSV có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ thốt ra ở đỉnh thiết bị, dịng sữa giàu VSV
chiếm 3% thể tích sữa ngun liệu có khối lượng riêng lớn sẽ thốt ra ở của hơng thiết
bị. Dòng sữa giàu VSV sẽ được tiệt trùng riêng, và dịng sữa ít VSV chỉ cần thanh
trùng trong thời gian ngắn.

Hình 8: Thiết bị ly tâm tách VSV với hai dịng thốt sản phẩm

15


 Thiết bị có một dịng thốt sản phẩm: Dịng sữa đã tách VSV sẽ thoát ra ở đỉnh

thiết bị, các tế bào sinh dưỡng và bào tử VSV dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ bám
trên thân thùng quay và được tháo bỏ định kỳ. Phần sữa chứa VSV trong thiết bị
chiếm 0,15% thể tích sữa nguyên liệu.
Nhiệt độ tối ưu để tách VSV ra khỏi sữa là 55 – 60 oC. Phương pháp này có thể
tách phần lớn các tế bào sinh dưỡng và bào tử của nhóm vi khuẩn chịu nhiệt như
Clostridium nhờ vậy giảm nhiệt độ thanh trùng sữa.

2.2.

THIẾT BỊ THANH TRÙNG
Phương pháp thực hiện q trình thanh trùng có thể dùng nhiệt; kết hợp ly tâm

hay lọc membrane để tách VSV và xử lý nhiệt.
Sữa có thể được gia nhiệt trực tiếp hay gián tiếp để đạt nhiệt độ 80 – 85oC và
được giữ nhiệt trong vài giây.
 Thiết bị sử dụng trong phương pháp gia nhiệt gián tiếp có ba loại phổ biến:

Trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng (plate heat exchangers).
Trao đổi nhiệt dạng ống (tubular heat exchangers).
Trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học (scraped
– heat exchangers)
2.2.1. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng

Hình 9: Thiết bị troa đổi nhiệt dạng bảng mỏng

16


Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật, rất mỏng và được
làm bằng thép khơng gỉ. Mỗi tấm bảng có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường
rãnh trên khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt.
Khi ghép các tấm bảng lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành hệ
thống đường vào và ra của sữa và tác nhân gia nhiệt. Sữa lần lượt đi qua các vùng gia
nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội. Có thể bố trí để sữa đi ra ở vùng làm nguội trao đổi
nhiệt với sữa đi vào ở vùng gia nhiệt.+Ưu nhược điểm của thiết bị dạng mảng bỏng
-

Ưu: Hiệu quả truyền nhiệt cao.
Nhược: Không hiệu quả khi thanh trùng sữa có hàm lượng béo cao.

THIẾT BỊ CƠ ĐẶC

2.3.

Q trình cơ đặc sẽ tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí cho
q trình sấy sữa tiếp theo.
Trong q trình cơ đặc bằng nhiệt người ta sử dụng hơi để gia nhiệt sữa và nâng
nhiệt độ của sữa lên tới điểm sơi. Khi đó nước từ trạng thái lỏng sẽ chuyển qua trạng
thái hơi và thốt ra mơi trường xung quanh. Cùng với nước, các chất khí và các cấu tử
dễ bay hơi có trong sữa cũng sẽ bị mất đi. Tốc độ bốc hơi sẽ bị ảnh hưởng bởi tốc đô
truyền nhiệt trong sữa và tốc độ truyền khối của các bọt hơi.
Người ta chủ yếu sử dụng phương pháp cô đặc chân khơng. Nhiệt độ của sữa trong
q trình cơ đặc khơng vượt quá 76oC.
Các thiết bị cô đặc bốc hơi trong thực phẩm rất đa dạng. Trong công nghiệp chế
biến sữa, người ta sử dụng hai nhóm thiết bị: bốc hơi t̀n hồn và bốc hơi màng rơi.
Nhóm thiết bị cơ đặc tuần hoàn sử dụng trong trường hợp cần bay hơi một lượng nhỏ
nước trong sữa. Sữa sau quá trình cơ đặc, chuẩn bị cho q trình sấy phun có nồng độ
chất khơ khoảng 45-55%. Do đó thiết bị được sử dụng phổ biến nhất hiện nay là nhóm
bốc hơi màng rơi.
Dựa vào cấu tạo, nhóm thiết bị này được chia thành


Hệ thống một cấp:
17


•

Thiết bị cơ đặc bốc hơi dạng hình trụ:


Màng chảy xi



Màng chảy ngược

•

Thiết bị cơ đặc bốc hơi dạng bảng mỏng

•

Thiết bị cơ đặc t̀n hồn cưỡng bức

 Hệ thống bốc hơi nhiều cấp
2.3.1. Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng bảng mỏng

Hình 10: : Thiết bị cơ đặc bốc hơi dạng bảng mỏng

Nguyên lý hoạt động tương tự như các thiết bị trên nhưng bề mặt trao đổi nhiệt
là các tấm bảng mỏng. Ứng với mỗi tấm bảng, một bên là tác nhân gia nhiệt, còn một
bên là sữa nguyên liệu. Phần hơi sau quá trình gia nhiệt sẽ được ngưng tụ và thốt ra
ngồi. Hỗn hợp sữa cơ đặc và hơi thứ thoát ra khỏi thiết bị sẽ đi vào bộm phân tách
hơi thứ. Tương tự như các thiết bị trên hơi thứ trước khi ra khỏi hệ thống sẽ đi qua bộ
phận ngưng tụ braromet để đảm bảo áp suất chân không cho hệ thống.

2.4.

THIẾT BỊ SẤY
18


Để làm giảm hàm ẩm trong sữa và thu được sữa bột, người ta thường tiến hành sấy
sữa bằng phương pháp sấy thăng hoa, sấy trục và sấy phun. Tuy nhiên phương pháp
sấy thăng hoa do chi phí năng lượng lớn, vốn đầu tư cao, năng suất thấp.
2.4.1. Thiết bị sấy phun

Thiết bị này hiện đang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất
sữa bột, hoạt động theo nguyên tắc phun vật liệu lỏng thành những hạt nhỏ li ti trong
buồng sấy. Thời gian tiếp xúc giữa sữa và khơng khí nóng rất ngắn nên nhiệt độ sữa
không tăng quá cao, sản phẩm thu được ở dạng bột mịn.
Cấu tạo: Thiết bị sấy phun thường gồm những bộ phận sau:
-

Caloriphe dùng để gia nhiệt và hệ thống vận chuyển khơng khí sau khi gia
nhiệt: tác nhân gia nhiệt dùng trong caloriphe thường là hơi nước. Quạt ly
tâm được dùng để vận chuyển toàn bộ tác nhân sấy qua hệ thống. Người ta
có thể bố trí một quạt hay hai quạt, ở đầu và cuối hệ thống có gắn bộ phận
chắn gió để điều khiển vận tốc khí.

Thiết bị phun sương: phun nguyên liệu sữa thành các hạt nhỏ. Có ba dạng đầu
phun:
- Đầu phun áp lực (pressure nozzle): chất lỏng được đẩy bằng bơm áp suất có
thể lên tới 200 at. Để phun đều người ta cấu tạo những vịi phun có đường kính nhỏ
hơn 0.5 mm với lưu lượng lớn nhất là 100l/h.
- Đầu phun khí động (two-fluid nozzle): dùng vịi phun trong đó chất lỏng

được đẩy bằng khí nén với áp suất từ 2.5-3.5 at.

Hình 11: Đầu phun khí động

19


- Đầu phun ly tâm (centrifugal atomiser): cho chất lỏng rơi vào một đĩa có
đường kính từ 2in (5.08 cm) đến 30in (76.2 cm) quay nhanh với tốc độ từ 50000-4000
vịng/phút, dưới tác dụng của lực qn tính ly tâm do đĩa quay, chất lỏng bị văng ra
thành những hạt sương.

Trong ba phương pháp trên thì ly tâm là phương pháp
được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp sản xuất
sữa
Hình 12: Đầu phun ly tâm

Hình 13: Trục thiết bị

bột.
-

Buồng sấy: là nơi trộn tác nhân sấy với vật liệu sấy. Tác nhân sấy có thể đi
cùng chiều, ngược chiều hay hỗn hợp so với vật liệu sấy.

Ngược chiều

Hỗn hợp

Cùng chiều

Hình 14: Buồng sấy

-

Bộ phận thu hồi sản phẩm: trong thiết bị sấy phun, phần lớn nguyên liệu sẽ
rơi xuống dưới đáy thiết bị sau đó được vận chuyển đi, một phần nhỏ sẽ bị
cuốn theo khơng khí ra khỏi thiết bị sấy. Vì vậy người ta ln bố trí cyclon
để thu hồi lượng sản phẩm bị cuốn theo không khí.

-

 Thiết bị sấy hai giai đoạn

Hoạt động cũng tương tự như thiết bị sấy một giai đoạn nhưng hệ thống vận
chuyển khí động được thay thế bằng hệ thống sấy tầng sôi. Trong thiết bị sấy một giai
20


đoạn, ở giai đoạn cuối khi lượng ẩm trong nguyên liệu cịn thấp thì việc tách ẩm rất
khó khăn địi hỏi nhiệt độ tác nhân sấy ở đầu ra phải rất cao, điều này có thể gây ảnh
hưởng xấu đến chất lượng sữa bột thành phẩm.
Hệ thống thiết bị sấy hai giai đoạn giúp khắc phục nhược điểm trên. Sữa bột sau
khi ra khỏi thiết bị sấy phun sẽ có hàm ẩm cao hơn hàm ẩm yêu cầu là 2-3%. Sau đó
thiết bị sấy tầng sơi sẽ tiếp tục tách phần ẩm còn lại và làm nguội sản phẩm. Từ đó sẽ
hạn chế sự ảnh hưởng của nhiệt độ cao làm biến đổi chất lượng sản phẩm, nâng cao
hiệu quả truyền nhiệt, giảm chi phí vận hành.
Trong suốt q trình, sữa bột sẽ được tháo ra liên tục ở đáy buồng sấy và được vận
chuyển bằng khí động đến các bộ phận đóng gói. Sau khi được làm nguội, hỗn hợp
khơng khí và sữa bột sẽ được đưa vào bộ phận 7 để tách khí ra khỏi sản phẩm chuẩn

bị đóng gói. Những hạt có kích thước nhỏ, nhẹ bị cuốn theo tác nhân sấy sẽ được thu
hồi ở cyclone 6,7. Sau khi thu hồi các hạt sẽ được trộn với dòng sữa bột đang trên
đường vận chuyển đến bộ phận đóng gói.

Hình 15: Thiết bị sấy hai giai đoạn

 Ưu nhược điểm của hệ thống sấy phun

ƯU
NHƯỢC
Thời gian sấy nhanh; sản phẩm thu
Kích thước phịng sấy lớn, vận tốc
được dưới dạng bột mịn mà không cần của tác nhân sấy nhỏ do đó cường độ sấy
21


nghiền. Nhờ sấy nhanh nên nhiệt độ của
vật liệu không vượt quá nhiệt độ cho
phép của nó mặc dù nhiệt độ của tác
nhân sấy rất cao. Điều này rất thích hợp
cho các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt
độ.

(lượng ẩm bay hơi trong một 1m3 thiết bị
trong một đơn vị thời gian) nhỏ (khoảng
2-25kg/m3h); tiêu tốn năng lượng lớn;
cấu tạo phức tạp đặc biệt là cơ cấu phun
sương và thu hồi bột trong khí thải.

22

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn, “Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức

2.
3.
4.
5.

uống, Tập 1: Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa”, NXB Đại học quốc gia
TP. Hồ Chí Minh, 2004, 296p
Ts. Lâm Xn Thanh – “ Giáo trình cơng nghệ các sản phẩm sữa” NXB khoa học
và kỹ thuật
Lê Thị Liên Thanh – Lê Văn Hồng (2005), Cơng nghệ chế biến sữa và các sản
phẩm từ sữa, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5539:2002 về sữa bột - quy định kỹ thuật do Bộ
Khoa học và Công nghệ ban hành.
/>
23