Tải bản đầy đủ

Thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy

Đồ án thiết kế nhà máy sữa

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ
Họ và Tên sinh viên: PHẠM THỊ TƯỜNG VI
Lớp: 14H2B

Khóa: 2014

Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TÊN ĐỀ TÀI: Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường (năng
suất 14000 tấn sản phẩm/ năm) từ sữa bột gầy.
CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
 Nguyên liệu sữa bột gầy:
Hàm lượng chất khô: 98%
Hàm lượng chất béo: 0,5 %
 Yêu cầu về sản phẩm tiệt trùng không đường:
Hàm lượng chất khô: 12,5%
Hàm lượng chất béo: 3 %


SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang i


Đồ án thiết kế nhà máy sữa

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Mục lục
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................4
Chương 1: TỔNG QUAN...........................................................................................................1
1.1.

Lịch sử phát triển ngành sữa[3]..................................................................................1

1.2.

Tình hình phát triền ngành sữa trong những năm vừa qua:[4].............................3

1.2.1.
1.2.2.

Thị trường sữa thế giới:..........................................................................................3
Thị trường sữa Việt Nam:.........................................................................................3

1.3.

Thách thức đối với ngành sữa:....................................................................................4

1.4.

Thị trường tiêu thụ sữa hiện nay:...............................................................................4

1.4.2.
1.5.

Sữa tiệt trùng:...............................................................................................................6

1.5.1.


1.5.2.
1.6.

Tại Việt Nam............................................................................................................5

Tổng quan về sữa tiêt trùng....................................................................................6
Một số sản phẩm sữa tiệt trùng................................................................................8

Nguyên liệu..................................................................................................................10

1.6.1.

Bột sữa gầy:...........................................................................................................10

1.6.2.

Nước.......................................................................................................................10

1.6.3.

AMF.......................................................................................................................11

1.6.4.

Chất ổn định:.........................................................................................................12

1.7.

Các chỉ tiêu của sản phẩm sữa tiệt trùng[7]..............................................................13

Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.................................................................................15
2.1.

Sơ đồ quy trình công nghệ.........................................................................................15

2.2.

Thuyết minh quy trình công nghệ............................................................................16

2.2.1.

Phối trộn tuần hoàn..............................................................................................16

2.2.2.

Lọc..........................................................................................................................17

2.2.3.

Gia nhiệt sơ bộ.......................................................................................................17

2.2.4.

Bài khí....................................................................................................................18

2.2.5.

Đồng hóa................................................................................................................19

2.2.6.

Tiệt trùng................................................................................................................21

2.2.7.

Rót hộp...................................................................................................................23

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT.......................................................................24
3.1.

Biểu đồ sản xuất..........................................................................................................24

3.2.

Các thông số ban đầu.................................................................................................24

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang i


Đồ án thiết kế nhà máy sữa

3.3.

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Tính cân bằng vật chất cho từng công đoạn.......................................................25

CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ............................................................................30
4.1. Hệ thống silo chứa và phễu nạp liệu.............................................................................30
4.2. Hệ thống phối trộn chân không[10]...............................................................................33
4.3. Thùng phối trộn tuần hoàn...........................................................................................33
4.4. Lọc....................................................................................................................................35
4.5. Gia nhiệt sơ bộ đến 68 ºC chuẩn bị bài khí và gia nhiệt nước phối trộn.................36
4.6. Bài khí..............................................................................................................................37
4.7. Đồng hóa..........................................................................................................................38
4.8. Tiệt trùng UHT...............................................................................................................38
4.9. Bồn chờ rót......................................................................................................................39
4.13. Rót sản phẩm................................................................................................................41
4.11. Thiết bị hâm bơ (AMF)................................................................................................42
4.12. Các thùng chứa trong nhà máy...................................................................................43
4.13. Bơm................................................................................................................................45
4.14. Cyclong..........................................................................................................................46
4.15. Phễu...................................................................................Error! Bookmark not defined.
4.16. Quạt thổi, quạt hút.........................................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................48

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang i


Đồ án thiết kế nhà máy sữa

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

MỞ ĐẦU
Trong tự nhiên hiếm có loại thực phẩm nào có thành phần dinh dưỡng đầy đủ
và hài hòa như sữa. Sữa vừa cung cấp cho co người nguồn năng lượng dồi dào, vừa
cung cấp các chất cần thiết cho sự tạo lập cơ thể. Sữa là nguồn dinh dưỡng hoàn hảo,
nó chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng: Protein, Lipid, Glucose, các vitamin và
khoáng chất, canxi cần thiết cho cơ thể người, và chúng ở dạng cân đối và dễ hấp thụ
bởi cơ thể. Protêin trong sữa có khoảng 20 loại axid amin khác nhau trong đó có đầy
đủ các loại acid amin không thây thế, các loại axit amin này cơ thể không tự tổng hợp
được mà phải lấy từ thức ăn hàng ngày để cơ thể phát triển và bảo vệ da, tóc. Vì vậy
để có cuộc sống chất lượng cao, hàng ngày mỗi chúng ta đều phải dùng sữa để cung
cấp năng lượng và các vitamin khoáng chất có lợi cho sức khỏe.
Mặc dù nghành chế biến sữa ở nước ta những năm gần đây phát triển khá mạnh
nhưng khối lượng sữa cung cấp cho bình quân đầu người ở nước ta còn thấp . Do vậy
việc xây dựng thêm nhà máy chế biến sữa là rất cần thiết.
Tuy nhiên, Sữa tươi hiện nay ở nước ta còn quá ít nên việc sử dụng sữa bột là
rất cần thiết để có thể cung cấp đủ lượng, đủ chất. Hơn thế việc nhập khẩu sữa bột
nguyên liệu là rất thuận tiện với giá thành không cao, trong khi đó sữa thành phẩm
nhập ngoại rất đắt. Vì vậy, để đáp ứng được nhu cầu sử dụng sữa ngày càng cao thì
việc chế biến sữa từ sữa bột là rất cần thiết. Chính vì những lý do trên mà e chọn đề tài
là: Thiết kế nhà máy sản xuất sữa tiệt trùng không đường từ sữa bột gầy.

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang i


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1.

Lịch sử phát triển ngành sữa[3]

Việt Nam vốn không có ngành chăn nuôi bò sữa truyền thống nên không có các
giống bò sữa chuyên dụng đặc thù nào. Chăn nuôi bò sữa xuất hiện ở Việt Nam từ
những năm đầu của thế kỷ XX. Trải qua những năm tháng khó khăn của đất nước,
ngành chăn nuôi bò sữa được đứng vững hon. Tuy nhiên nó mới chỉ thực sự trở thành
ngành sản xuất hàng hóa từ những năm 1990 trở lại đây.
Dưới đây là những mốc lịch sử đáng nhớ của ngành chăn nuôi bò sữa Việt
Nam:
 Năm 1920 - 1923
Người Pháp đưa các giống bò chịu nóng như bò Red Sindhi (thường gọi là bò
Sin) và bò Ongle (thường gọi là bò Bô) vào Tân Son Nhất, Sài Gòn và Hà Nội để nuôi
thử và lấy sữa phục vụ người Pháp ở Việt Nam. Tuy nhiên số lượng bò sữa thời đó còn
ít (khoảng 300 con) và năng xuất sữa thấp (2-3 kg/con/ngày).
 Năm 1937 - 1942
Ở miền Nam đã hình thành một số trại chăn nuôi bò sữa. Mỗi ngày sản xuất
được hàng nghìn lít sữa và tổng sản lượng sữa đạt trên 360 tấn/nãm. Có 6 giống bò sữa
đã được nhập vào miền Nam là Jersey, Ongole, Red Sindhi, Tharpara, Sahiwal và
Haryana. Cũng ở miền Nam trong giai đoạn này, Chính phủ Australia đã giúp đỡ xây
dụng Trung tâm bò sữa thuần Jersey tại Bến Cát với số lượng 80 bò cái, nhưng do điều
kiện chiến tranh Trung tâm này sau đó đã giải thể.
 Năm l954 -1960
Ở miền Bắc, Nhà nước bắt đầu quan tâm đến phát triển chăn nuôi, trong đó có
bò sữa. Năm 1960, giống bò sữa lang trắng đen Bắc Kinh lần đầu tiên đã được đưa vào
Việt Nam nuôi thử nghiệm tại Ba Vì, Sa Pa và Mộc Châu. Đến thập kỷ 70, Việt Nam
đã được Chính phủ Cu Ba viện trợ 1000 con bò sữa Holstein Friesian (HF) về nuôi thử
nghiệm tại Mộc Châu.
 Những năm 1970
Cụ thể từ năm 1976 một số bò sữa HF được chuyển vào nuôi tại Đức Trọng
(Lâm Đồng). Bên cạnh đó phong trào lai tạo và chăn nuôi bò sữa cũng được phát triển
SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 5


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

mạnh thêm ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ và Tp. Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, cho đến
những năm đầu thập kỷ 1980, đàn bò sữa của Việt Nam chỉ được nuôi tại các nông
trường quốc doanh và các cơ sở trực thuộc sở hữu Nhà nước. Quy mô cũng chỉ vài
trăm con, lớn nhất là Nông trường Mộc Châu với khoảng 1000 con.
 Năm 1985-1987
Trong thời gian 1985-1987 Việt Nam nhập bò Sin (cả bò đực và bò cái) từ
Pakistan về nuôi ở nông trường Hữu nghị Việt Nam - Mông cổ và Trung tâm tinh đông
lạnh Moncada (Ba Vì, Hà Tây).
Trong thời gian trên Việt Nam cũng đã nhập tinh đông lạnh bò Jersey và Nâu
Thuỵ Sĩ dùng để lai với bò cái Lai Sin (LS). Tuy nhiên, do năng suất sữa của con lai
kém nên việc lai tạo với bò này không có hướng phát triển thêm.
 Năm 1986 -1999
Từ năm 1986 Việt Nam bắt đầu phong trào Đổi mới và chỉ sau 3 năm từ một
nước thiếu lương thực Việt Nam đã có lương thực xuất khẩu. Kinh tế phát triển đã tạo
ra nhu cầu dùng sữa ngày càng tăng. Do vậy, đàn bò sữa ở TP HCM, các tỉnh phụ cận
như Bình Dương, Đồng Nai,... Cũng tăng nhanh về số lượng. Từ năm 1986 đến 1999
đàn bò sữa tăng trưởng trung bình 11 %/năm. Phong trào chăn nuôi bò sữa tư nhân đã
hình thành và tỏ ra có hiệu quả.
 Năm 2001
Chính phủ có chủ trương đẩy mạnh phát triển ngành sữa của Việt Nam với việc
thông qua Quyết định 167/2001/QĐ/TTg về chính sách phát triển chăn nuôi bò sữa
trong giai đoạn 2001-2010. Theo chủ trương này từ năm 2001 đến 2004 một số địa
phương (TP Hồ Chí Minh, An Giang, Bình Dương, Thanh Hoá,...) đã nhập một số
lượng khá lớn (trên 10 nghìn con) bò HF thuần từ Australia, Mỹ, New Zealand về
nuôi. Một số bò Jersey cũng được nhập từ Mỹ và New Zealand trong dịp này.
Nhìn chung, ngành chăn nuôi bò sữa phát triển mạnh từ đầu những năm 1990
đến 2004, nhất là từ sau khi có Quyết định 167 nói trên. Tuy nhiên, hiện tại tổng sản
lượng sữa tươi sản xuất trong nước mới chỉ đáp ứng được khoảng 20-25% lượng sữa
tiêu dùng, còn lại phải nhập khẩu từ nước ngoài.

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 6


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

1.2.

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Tình hình phát triền ngành sữa trong những năm vừa qua:[4]
Những năm trở lại đây, sữa là một trong những ngành đạt tốc độ tăng trưởng

nhanh nhất trong ngành thực phẩm ở Việt Nam, với mức tăng trưởng doanh thu trung
bình trong giai đoạn 2005-2009 đạt 18% /năm (EMI 2009). Với một đất nước đang
phát triển, có tốc độ đô thị hóa và tăng dân số cao như ở Việt Nam, nhu cầu tiêu thụ
sữa sẽ tiếp tục tăng trong những năm tới. Trước khi tìm hiểu về ngành sữa Việt Nam,
cần có cái nhìn tổng quát về thị trường sữa thế giới, đặc biệt là cung-cầu và giá cả
nguyên liệu sữa bột, vì hơn 70% nguyên liệu sữa tại Việt Nam đến từ nhập khẩu.
1.2.1.

Thị trường sữa thế giới:
Sản xuất sữa thế giới trong năm 2009 ước đạt 701 triệu tấn, tăng 1% so với năm

ngoái. Tốc độ tăng trưởng sản xuất ở các nước đang phát triển nhanh hơn các nước
phát triển và rõ nét hơn vào năm 2010, với dự kiến mức tăng trưởng ở các nước đang
phát triển sẽ là 4% so với sản lượng không mấy thay đổi ở các nước phát triển. Sản
xuất sữa năm 2010 sẽ tăng khoảng 2% lên 714 triệu tấn (Bảng 1). 
Tổng thương mại sữa thế giới năm 2009 sụt giảm 4,6 % so với năm 2008,
nguyên nhân chủ yếu là do tác động của cuộc suy thoái kinh tế. Tuy nhiên, dự báo năm
2010, tổng thương mại sữa thế giới có thể bằng mức của năm 2008, đạt khoảng 40.6
triệu tấn (Bảng 1). Chính nhu cầu của các sản phẩm về sữa tăng nhanh ở các nước
đang phát triển là động lực chính cho tăng trưởng thương mại sữa thế giới trong những
năm tới, do nhu cầu này ở các nước phát triển đã ở trong giai đoạn bão hoà.
1.2.2.

Thị trường sữa Việt Nam:
Nằm trong xu thế chung của các nước đang phát triển trên thế giới, nhu cầu về

các sản phẩm sữa ở Việt Nam như một nguồn bổ sung dinh dưỡng thiết yếu ngày càng
tăng lên. Điều này có thể thấy tổng doanh thu các mặt hàng sữa tăng ổn định qua các
năm. Tổng doanh thu đạt hơn 18.500 tỉ VNĐ vào năm 2009, tăng hơn 14% so với năm
2008 (Biểu đồ 2). Điều này cho thấy rằng khủng hoảng kinh tế trong 2 năm vừa qua
không ảnh hưởng nhiều đến tiêu thụ sữa tại Việt Nam.
Hiện nay, tiêu dùng các sản phẩm sữa tập trung ở các thành phố lớn, với 10%
dân số cả nước tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh tiêu thụ 78% các sản phẩm sữa
SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 7


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

(Somers, 2009). Bình quân mức tiêu thụ hàng năm hiện đạt 9 lít/người/năm, vẫn còn
thấp so với các nước trong khu vực như Thái Lan (23 lít/ người/ năm) hay Trung Quốc
(25 lít/ người/ năm). Do đó, theo xu hướng của các nước này, mức tiêu thụ tại Việt
Nam sẽ tăng lên cùng với GDP (2010). Đồng thời, với nhu cầu về các sản phẩm sữa
ngày càng tăng lên tại Việt Nam, thị trường sữa hiện có sự tham gia của nhiều hãng cả
trong nước và nước ngoài, với nhiều sản phẩm phong phú.
1.3.

Thách thức đối với ngành sữa:
Tuy nhiên bên cạnh những thuận lợi cũng như cơ hội lớn trong quá trình hội

nhập sâu rộng, ngành sữa Việt Nam cũng phải đối diện với những thách thức như vấn
đề an toàn vệ sinh thực phẩm và chất lượng sữa. Các sản phẩm sữa Việt Nam hiện nay
được khoảng trên 10 nhà máy lớn sản xuất và có kiểm soát, chất lượng sữa tốt hơn
trước rất nhiều. Tuy nhiên, vẫn có hàng trăm cơ sở sản xuất chế biến gia công nhỏ,
thường xuyên lưu thông sữa kém chất lượng mà chưa hoàn toàn kiểm soát được.
Ngoài ra còn có thể kể đến những hạn chế khác của ngành sữa Việt Nam như:
Thiếu kinh nghiệm quản lý, quy mô trang trại nhỏ, hệ thống thu mua sữa yếu kém,
thiếu thiết bị bảo quản và làm lạnh, chính sách và cơ chế cho ngành sữa không thống
nhất. Bên cạnh đó, nguồn thức ăn chăn nuôi cho bò sữa phải nhập khẩu trong xu
hướng tăng cao, tác động tới chi phí đầu vào. Đặc biệt các hãng sản xuất sữa trong
nước còn đang chịu sức ép cạnh tranh ngày một gia tăng do việc giảm thuế cho sữa
ngoại nhập theo chính sách cắt giảm thuế quan của Việt Nam khi thực hiện các cam
kết Hiệp định ưu đãi thuế quan có hiệu lực chung trong Khu vực mậu dịch tự do
ASEAN (cam kết CEPT/AFTA) và cam kết với WTO.
1.4. Thị trường tiêu thụ sữa hiện nay:
1.4.1.
Trên thế giới
Việc tiêu thụ sữa toàn phần (như sữa lỏng và các sản phẩm chế biến) cho mỗi
người rất khác nhau từ mức cao tại châu Âu và Bắc Mỹ đến mức thấp nhất ở châu Á.
Tuy nhiên, vấn đề này cần phải nói đến, ở các vùng khác nhau trên thế giới việc hội
nhập dân cư nhiều hơn thông qua du lịch và di cư,...Những xu hướng này cũng ảnh
hưởng đến khả năng tiêu thụ rất lớn dòng sản phẩm này.

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 8


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Ngay cả trong khu vực như châu Âu, lượng sữa tiêu dùng đã thay đổi rất nhiều.
Hãy xem xét ví dụ:Việc tiêu thụ sữa lỏng ở mức cao trong các quốc gia như Phần Lan,
Na Uy và Thụy Điển nhiều hơn so với Pháp và Ý,... Nơi mát có xu hướng chiếm ưu
thế tiêu thụ sữa cao hơn.
Bảng 1.1: Bình quân đầu người tiêu thụ sữa. số liệu năm 2006.[4]
STT

Quốc gia (2006)

Tiêu thụ (lít)

1

Phần Lan

183.9

2

Thụy Điển

145.5

3
4

Ireland
Hà Lan

129.8
122.9

Tại
Việt
Nam
Sau

những

5

Na Uy

116.7

năm

đổi

6

Thụy Sĩ

112.5

mới,

đời

7

Canada (2005)

94.7

sống

của

8

Liên minh châu Âu (25 nước)

92.6

nhân

dân

9

Đức

92.3

được

cải

10

Pháp

92.2

thiện,

sức tiêu

11

New Zealand (2005)

90.0

thụ các

sản

12

Hoa Kỳ

93.9

phẩm

sữa

13

Áo

80.2

nhanh.

14

Hy Lạp

69.0

15

Italia

57.3

16

Mexico

40.7

1.4.2.

1990
sữa tiêu
bình

tăng
Năm
lượng
thụ

17
Trung Quốc
8.8
quân/người/nãm chỉ đạt 0,47 kg, năm 1995 đã tăng lên đến 2,05 kg, năm 1998 trên 5
kg, năm 2000 là 6,5 kg và năm 2001 ước tính là 7,0 kg.
So với năm 1990 thì năm 2001 sức tiêu thụ sữa của nước ta đã tăng gấp 14,8
lần, tổng lượng sữa tiêu thụ được quy ra sữa tươi tương đương 460.000 tấn. Mức tiêu
thụ sữa tăng nhanh chủ yếu là ở các thành phố, đô thị, các khu công nghiệp và khu du
lịch trong khi đó sản lượng sữa sản xuất hàng năm của ta mới đáp ứng được 10 - 11%
nhu cầu tiêu thụ sữa trong nước.
SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 9


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Khủng hoảng kinh tế hiện nay ít tác động đến ngành sữa Việt Nam. Nhu cầu
tiêu thụ sữa ngày càng tăng. Vì vậy đây có thể xem là một thị trường đầy tiềm năng
thu hút các nhà đầu tư tham gia vào thị trường sữa. Giá bán lẻ sữa ở Việt Nam là
khoảng 1,1 USD/ lít, cao hơn mức bình quân của thế giới và cao hơn nhiều so với giá
thành sản xuất sữa. Nếu trừ đi các khoản chi phí sản xuất và phân phối sữa thì lợi
nhuận của ngành vẫn đạt 28%, một mức sinh lời cao. Một điều kiện thuận lợi khác cho
những người mới nhập ngành là mạng lưới bán lẻ đã có sẵn rộng khắp tại Việt Nam.
Chính vì những thuận lợi này mà gần đây đã có hàng loạt những tập đoàn nước ngoài
nhảy vào thị trường Việt Nam.
Bảng 1.2: nhu cầu tiêu thị sữa ở Việt Nam
Chỉ tiêu

1990

1995

1997

1998

1999

2000 2001

Nhu cầu tiêu thụ sữa
Kg/người/năm

0,47

2,05

3,70

5,00

6,00

6,50

7,00

1.5.

Sữa tiệt trùng:

1.5.1.

Tổng quan về sữa tiêt trùng
Sữa tiệt trùng là một trong những sản phẩm được chế biến từ sữa tươi nguyên

liệu, có/hoặc không bồ sung phụ gia và phải được qua xử lý ở nhiệt độ rất cao (>100°
C). Để chuẩn hoá nguyên liệu, cho phệp bổ sung sữa bột và/hoặc chất béo sữa nhưng
không quá 1% tính theo khối lượng của sữa tươi nguyên liệu. Hiện nay, sữa tiệt trùng
có thể được đụng trong hộp giấy, chai thủy tinh hoặc chai nhựa kín. Sản phẩm có thể
bảo quản ở nhiệt độ phòng, trong điều kiện không mở bao bì sữa tiệt trùng có thể bảo
quản trong khoảng thời gian từ 3 - 6 tháng.
Trong những năm gần đây, vấn đề dinh dưỡng và vệ sinh an toàn thực phẩm đã
được đặt lên hàng đầu trong các quyết định mua sản phẩm và dịch vụ của mọi khách
hàng. Đặc biệt với khách hàng là các thượng đế nhí, việc chọn lựa càng trở nên cẩn
thận hơn.Vì thế rất nhiều nhà sản xuất hoạt động trong ngành công nghiệp thực phẩm
đã liên tục cải tiến sản phẩm qua việc đầu tư vào dây chuyền chế biến và đóng gói
công nghệ cao, đặc biệt là trong ngành sữa.
Bên cạnh sản phẩm sữa bột được các bà mẹ ưa chuộng cho trẻ nhỏ dưới 2 tuổi,
có một số lượng đáng kể về các sản phẩm sữa nước trong các hộp giấy tiệt trùng sản
SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 10


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

xuất theo công nghệ chế biến và đóng gói của Tetra Pak (Thụy Điển) để đáp ứng cho
nhu cầu tiện dụng và bảo đảm dinh dưỡng cho trẻ ở tuổi đến trường và người lớn.Tuy
nhiên, với sự xuất hiện của các loại sản phẩm sữa nước được đóng gói ngày càng
nhiều và đa dạng trên thị trường, nên không ít người tiêu dùng, nhất là các bà mẹ đã
băn khoăn về thành phần dinh dưỡng cũng như sự an toàn của các loại sản phẩm này.
Để đáp ứng triêt để nhu cầu đó thì công nghệ tiệt trùng, một trong những tiến
bộ khoa học quan trọng nhất thế kỷ 20, giúp sản phẩm có thể được bảo quản mà không
cần dùng đến hệ thống tồn trữ lạnh.
Phương pháp tiệt khuẩn cực nhanh hay còn gọi là tiệt trùng tức là diệt khuẩn
cực nhanh bằng cách cho sữa chảy thành màng mỏng ở nhiệt độ cực cao (135 - 150°C)
trong một khoảng thời gian cực ngắn 3-15 giây, rồi làm lạnh ngay xuống ở 12,5°c.
Công nghệ tiệt trùng còn được gọi là tiến trình xử lý nhiệt cho thực phẩm dạng lỏng
như sữa ở nhiệt độ cực cao trong thời gian cực ngắn.
So với sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng có lợi điểm là không cần sử dụng đến tủ
lạnh để tồn trữ sản phẩm. Thêm vào đó, sữa tiệt trùng còn thể tồn trữ được trong thời
gian từ 6 tháng đến 1 năm ở nhiệt độ bình thường mà không cần chất bảo quản.
Đó là do tính năng của quy trình chế biến và đóng gói của công nghệ tiệt trùng,
theo một hệ thống vô trùng khép kín. Quá trình làm nóng và lạnh sản phẩm cực nhanh
sẽ giúp tiêu diệt hay làm tê liệt khả năng hoạt động của các loại vi sinh vật gây bệnh,
giúp thành phần hoá học của sữa ít biến đổi hơn quá trình chế biến thanh trùng truyền
thống. Lượng vi chất mất đi ít hơn nên các sản phẩm sữa tiệt trùng vẫn giữ được giá trị
truyền thống.
Khi tiệt trùng ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài, nếu có một vài chênh lệch
trong xử lý nhiệt cũng không gây nguy cơ tồn tại vi khuẩn gây bệnh.
Trái lại khi sát trùng ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn, nếu rút thời gian xử lý
nhiệt quá ngắn thì có thể gây nguy cơ tồn tại vi khuẩn gây bệnh
Sản phẩm sữa nước trên thế giới hiện nay thường được chế biến và đóng gói
dưới 2 dạng là thanh trùng và tiệt trùng. Công nghệ tiệt trùng (ƯHT) được hiểu một
cách đơn giản là tiến trình xử lý nhiệt cho thực phẩm dạng lỏng như sữa ở nhiệt độ cực
cao trong thời gian cực ngắn trong môi trường vô trùng khép kín. Chính nhờ quá trình
SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 11


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

làm nóng và lạnh sản phẩm cực nhanh này sẽ giúp tiêu diệt hay làm tê liệt khả năng
hoạt động của các loại vi sinh vật gây bệnh, giúp thành phần hoá học của sữa ít biến
đổi hơn quá trình chế biến truyền thống ,nhờ vậy lượng các vi chất mất đi ít hơn nhiều
nên các sản phẩm sữa tiệt trùng vẫn giữ lại được nhiều chất dinh dưỡng, bảo tồn được
hương vị, màu sắc tự nhiên của sữa.
Ưu điểm thứ hai của sữa tiệt trùng là không cần sử dụng đến tủ lạnh để tồn trữ
sản phẩm và thời gian tồn trữ có thể kéo dài từ 6 tháng đến 1 năm ở nhiệt độ bình
thường mà không dùng đến chất bảoquản để bỏ vào sữa nước như một số ý kiến phỏng
đoán.
1.5.2.

Một số sản phẩm sữa tiệt trùng
Sữa cô sải Hà Lan: Với hương vị tươi ngon, cùng công thức Active Care cung

cấp những dưỡng chất cần thiết giúp bạn luôn năng động và khỏe mạnh. Sữa tiệt trùng
Cô Gái Hà Lan giúp bạn tràn đầy sức sống, sẵn sàng đón nhận và tận hưởng một cuộc
sống vui tươi.
Sữa tiêt trùng hương trải câv: Với vị chua ngọt thơm ngon và hấp dẫn, sữa tiệt
trùng bổ sung hương trái cây Cô Gái Hà Lan giúp trẻ luôn vui tươi và năng động để
khám phá thế giới xung quanh.

Hình 1.1: Sữa tiệt trùng Cô Gái Hà Lan

Sữa tiệt trùng Vinamilk: là dòng sản phẩm sữa tiệt trùng với thành phần sữa bò
tươi, sữa bột, dầu béo, nước,... với các loại như sữa tiệt trùng có đường, không đường,
hương dâu, hương socola,..

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 12


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Hình 1.2: Sữa tiệt trùng Vinamilk
Sữa tiêt trùng TH True Miỉk: Hoàn toàn không sử dụng hương liệu. Được làm
từ 100% sữa bò tươi cho bạn tận hưởng trọn vẹn tinh túy thiên nhiên trong từng giọt
sữa. Những nguyên liệu hảo hạng gồm dòng sữa tươi sạch, ngọt lành, và Sô Cô La
Nguyên Chất, hương dâu,sữa bổ sung Collagen, canxi,... đã hòa quyện nên một sản
phẩm tươi ngon và bổ dưỡng. Hãy cảm nhận sự khác biệt với những giọt sữa tươi
nguyên chất đến từ trang trại bò sữa đẳng cấp quốc tế.

Hình 1.3: Sữa tiệt trùng TH True Milk
Một sổ sản phẩm khác: còn nhiều công ty khác ngoài những công ty trên cũng
có sản phẩm sữa tiệt trùng với những công thức, dưỡng chất,... rất đa dạng và phong
phú như: Mộc Châu, Ba Vì, Z’ Dozi,...

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 13


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

1.6. Nguyên liệu
1.6.1.
Bột sữa gầy:
 Khái niệm:[1]
Bột sữa gầy là sản phẩm sữa bột được sản xuất từ sữa gầy (sữa đã tách một
phần chất chéo) bằng phương phấp sấy để gần như hoàn toàn nước.
Độ ẩm: 2.5-5%, hàm lượng lipid dao động quanh giá trị 1%
 Yêu cầu nguyên liệu bột sữa gầy[1]
 Cảm quan:
 Màu sắc: có màu trắng ngà hay vàng nhạt
 Mùi bị: có mùi thơm đặc trưng của sữa, có vị bơ
 Trạng thái: dạng bột mịn, khồn vón cục, không nhiễm tạp trùng,

1.6.2.

không nhiễm tạp chất
 Hóa lý:
 Hàm lượng chất béo: 0.5%
 Hàm lượng chất khô: 98%
 Độ ẩm: 2%
 Hàm lượng Pb: ≤0.5 mg/kg
 Hàm lượng As: ≤0.5 mg/kg
 Vi sinh
 Vi sinh vật tổng số: <26.000 khuẩn lạc/1g sữa bột
 Coliform, E.coli: không có
 Salmonella, Staphylococcus: không có
 Afltoxin: không có
 Nấm men và nấm mốc: không có
Nước
Là thành phần quan trọng trong sản xuất sữa tiệt trùng và phải đạt tính chất như

nước uống tinh khiết
Các chỉ tiêu:[5]
 Cảm quan: không mà, không mùi, không vị
 Hóa lý:
 Độ cứng: ≤70 mg/l
 Lượng Clo dư: ≤0.3 mg/l
 Sắt: ≤0.1 mg/l
 Đồng: ≤0.05 mg/l
 Ammoniac: ≤0.5mg/l
 Acid Cacbonic ăn mòn: không có
 Hàm lượng CaC3 <100 mg/l
SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 14


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

 Vi sinh:
 Tổng số vi khuẩn hiếu khí ≤1000 CFU/ml
 Không chứa vi khuẩn gây bệnh
 Coliform ≤1/100 ml
1.6.3.
AMF
 Vai trò
 Cung cấp hàm lượng chất béo cho sữa
 Sinh năng lượng chứa các vitamin hòa tan trong chất béo
 Là thành phần quan trọng quyết định mùi vị, trạng thái của sản phẩm
 Các chỉ tiêu đối với bơ[6]
 Chỉ tiêu cảm quan
- Màu sắc : màu vàng bơ, không xỉn màu, không màu lạ
- Mùi : thơm đặc trưng của cream, không chua, không hôi, không mùi
lạ
- Trạng thái : dạng paste, đồng nhất
 Chỉ tiêu hóa lý
- Độ ẩm : < 0,2%
- Hàm lượng béo: ≥ 99%
- Hàm lượng acid béo tự do: <0,3% (theo acid oleic) 
- Chỉ số peroxide: < 0,1 Meq/kg
- Chỉ số savon hóa: 230 - 240
- Điểm nóng chảy: 23 -32°c
1.6.4.

Chất ổn định:
Sử dụng nhằm duy trì trạng thái đồng nhất của sữa trong thời gian dài.
Chất ổn định sử dụng phải hòa tan ngay và hoàn toàn trong dung dịch sữa.
Bảng 1.3: Tiêu chuẩn chất ổn định, phụ gia (TCVN 6471-98)
ST
T
1

2

Các chỉ tiêu
Cảm quan

Vi sinh

Yêu cầu

Trạng thái

Dạng bột mịn, không vón

Màu sắc
Tổng số VSV
Nấm men

cục
Màu trắng nhạt
Max 5000 CFU/g
Max 500 CFU/g

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 15


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

Nấm mốc
Enterobacteriacea

3

4

e
Staphylococcus
E. coli
Salmonella
Kim loại
As
Pb
nặng
Hg
Cd
Thời hạn sử dụng

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Max 500 CFU/g
0/0.01g
0/0.01g
0/0.1g
0/25g
Max 3 mg/kg
Max 5 mg/kg
Max 1 mg/kg
Max 1 mg/kg
Còn ít nhất 2/3 hạn sử dụng

Trang 16


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

1.7.

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Các chỉ tiêu của sản phẩm sữa tiệt trùng[7]

Tên chỉ
tiêu

Bảng 1.4: chỉ tiêu cảm quan của sữa tiệt trùng
Yêu cầu

Màu sắc

Màu đặc trưng của sản phẩm

Mùi, vị

Mùi, vị đặc trung của sản phẩm, không có mùi, vị lạ

Trạng thái Dịch thể đồng nhất
Bảng 1.5: chỉ tiêu lý hóa của sữa tiệt trùng
Tên chỉ tiêu
Mức yêu cầu
Hàm lượng chất khô, % khối lượng, không nhỏ hơn

11,5
(=12.5%)

Hàm lượng chất béo, % khối lượng, không nhỏ hơn

3,2 (=3%)

Tỷ trọng của sữa ở 20°C, g/ml, không nhỏ hơn

1,027

Độ axit, °T

16-18

Bảng 1.6: Hàm lượng kim loại nặng trong sữa tiệt trùng
Tên chỉ tiêu

Mức tối đa

Asen, mg/1

0,5

Chì, mg/1

0,5

Cadimi, mg/1

1,0

Thuỷ ngân, mg/1

0,05

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 17


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Bảng 1.7: Chỉ tiêu vi sinh của sữa tiệt trùng
Tên chỉ tiêu

Mức cho
phép

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

10

Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

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

0

Salmonella, số vi khuẩn trong 25 ml sản phẩm

0

Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 18


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1.

Sơ đồ quy trình công nghệ

Bột sữa gầy

Nước 45°C, Chất ổn
định

Phối trộn tuần hoàn

AMF (99%)

Lọc

Gia nhiệt (68°C)

Bài khí

Đồng hóa
Tiệt trùng
Bao bì giấy vô
trùng

Rót hộp

Sản phẩm

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 19


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

2.2. Thuyết minh quy trình công nghệ
2.2.1. Phối trộn tuần hoàn
Hệ thống phối trộn tuần hoàn gồm: bộ phận tách kim loại, bồn chân không và
bộ phận phối trộn
Sữa bột được đổ vào phểu nạp liệu, đi qua thiết bị tách kim loại, đi vào xylo
chứa rồi vào bồn chân không. Tại bồn chân không AMF, nước và chất ổn định cũng
được nạp vào. Toàn bộ nguyên liệu được trộn đều đi qua thùng phối trộn tuần hoàn và
được tuần hoàn trở lại.
 Mục đích:
- Tách kim loại: loại bỏ hết kim loại ra khỏi sữa nguyên liệu, tránh ảnh hưởng
đến các công đoạn sản xuất sau và chất lượng sản phẩm.
- Bồn chân không: bột sữa gầy, nước AMF và chất ổn định được nạp vào bồn
chân không để tránh nhiễm vi sinh vật.
- Phối trộn: bột sữa gầy, cream, AMF và nước thành một dung dịch đồng nhất.
- Tuần hoàn: Nếu lượng sữa hoàn nguyên chưa được như trạng thái ban đầu thì
tuần hoàn trở lại.

 Yêu cầu
- Các thành phần nguyên liệu phải hòa tan hoàn toàn.
- Nguyên liệu phải đưa vào buồng theo đúng thứ tự.
- Phải đảm bảo nhiệt độ của nước khi vào, dịch sữa ra và thời gian khuấy trộn.
- Dịch sữa thu vào phải được đồng nhất.

 Các yếu tố ảnh hưởng:
Nhiệt độ phối trộn: khả năng thấm ướt của sữa bột gầy gia tăng khi nhiệt độ của
nước tăng 10-50°C, không tăng trong khoảng 50-100°C có thể gây tác động ngược lại.

1.
2.
3.
4.
5.

Thiết bị: Hệ thống phối trộn tuần hoàn
Thiết bị phối trộn chân không
Bồn trộn chân không
Bơm chân không
Silo chứa bột sữa gầy
Bồn tuần hoàn

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 20


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống phối trộn tuần hoàn[8]

2.2.2. Lọc
 Mục đích: loại bỏ tạp chất có trong sữa
 Thiết bị: Thiết bị lọc túi tháo rời

Hình 2.2: Thiết bị lọc túi tháo rời
2.2.3. Gia nhiệt sơ bộ
 Mục đích:
Nâng nhiệt độ hỗn hợp sữa đến 68°C để chuẩn bị cho quá trình bài khí và đồng
hóa tiếp theo.

 Tiến hành:
Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng gia nhiệt đến 68°C

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 21


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Hình 2.3: Thiết bị gia nhiệt bản mỏng
2.2.4. Bài khí
 Mục đích
Loại bỏ bớt chất khí trong sữa càng nhiều càng tốt. Khi đó, hiệu quả truyền
nhiệt tăng và hiệu quả quá trình đồng hóa, tiệt trùng sẽ tăng; các họp chất bay hơi có
mùi khó chịu trong sữa sẽ được tách bỏ và chất lượng sản phẩm sẽ tốt hon
Bài khí sẽ làm giảm áp suất trong hộp, nên hộp khi thanh trùng không bị biến
hay làm hư hỏng sữa
Hạn chế sự oxy hóa các chất dinh dưỡng của thực phẩm .
Hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn hiếu khí còn tồn tại trong sữa. Sau khi
tiệt trùng sữa , trong số các loại vi sinh vật còn sống, tồn tại các vi sinh vật hiếu khí và
nha bào của nó. Nếu trong môi trường còn nhiều Oxy, các vi sinh vật đó có điều kiện
phát triển, gây hư hỏng sữa. Khi bài khí, các vi sinh vật hiếu khí không có điều kiện
phát triển, nên dù còn sống cũng không gây hư hỏng cho sữa.

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 22


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

 Thiết bị: bài khí chân không với bộ phận ngưng tụ được bố trí bên trong

Hình 2.4: Thiết bị bài khí
2.2.5. Đồng hóa
 Mục đích
Làm giảm kích thước của các cầu mỡ, làm cho chúng phân bố đều chất béo
trong sữa, làm cho sữa được đồng nhất.
Làm giảm hiện tượng lắng, tách lớp, tách béo, tăng độ ổn định trong thời gian
bảo quản.
Làm tăng độ nhớt nhưng làm giảm lượng oxi hóa, hạn chế phản ứng do chất
béo gây ra, tăng chất lượng sữa. Các sản phẩm sữa sau đồng hóa sẽ được cơ thể hấp
thụ dễ dàng.

 Yêu cầu
Kích thước hạt cầu béo sau khi đồng hóa phải nhỏ hơn kích thước ban đầu và
phân bố đều trong dịch sữa.

 Các biến đổi của nguyên liệu
SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 23


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Biến đổi vật lý: Kích thước của hạt cầu béo trong sữa sẽ giảm đi, nhiệt độ của
sữa sẽ tăng nhẹ do tác động của áp suất (Khi áp suất đồng hóa tăng thêm 40atm thì
nhiệt độ của sữa sẽ tăng thêm 1°C)
Biến đổi hóa lý: Diện tích bề mặt giữa hai pha dầu và nước trong hệ nhũ tương
sẽ gia tăng, từ đó làm tăng sức căng bề mặt của các hạt cầu béo trong hệ; kích thước
hạt béo giảm, các hạt chất béo phân phối đồng đều trong khối sữa làm cho trạng thái
hệ nhũ tương trong sữa bền hơn.

 Các yếu tố ảnh hưởng
Nhiệt độ: nhiệt độ đồng hóa càng cao thi hiệu quả càng cao, tuy nhiên ở nhiệt
độ quá cao sẽ làm biến đổi sản phẩm và chi phí năng lượng cao, tại nhà máy nhiệt độ
đồng hóa là 65-75°C.
Áp suất: mức độ phân chia của các cầu mỡ phụ thuộc vào áp suất nên đồng hóa
sữa ở nhiệt độ 65-75°C áp suất đồng hóa càng cao, hiệu quả đồng hóa càng cao do
hiện tượng chảy rối và xâm thực khí sẽ xuất hiện càng dễ, sẽ làm cho các hạt phân tán
có kích thước nhỏ và dịch sữa có độ bền cao. Tại nhà máy áp suất đồng hóa là 200250 bar
Hàm lượng chất béo: có trong dịch sữa càng cao thì hiệu quả đồng hóa càng
giảm.
 Thiết bị: đồng hóa áp lực cao 1 cấp

SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 24


Đồ án thiết kế nhà máy sữa tiệt trùng

GVHD: Mạc Thị Hà Thanh

Hình 2.5: Thiết bị đồng hóa 1 cấp

2.2.6. Tiệt trùng
 Mục đích
Dựa vào nhiệt độ cao để tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật có trong sữa, kéo dài thời
gian bảo quản

 Yêu cầu
 Nhiệt độ và thời gian tiệt trùng phải được bảo đảm
 Sữa sau khi tiệt trùng không bị thay đổi về tính chất hóa lý
 Sau khi tiệt trùng số lượng vi sinh vật phải giảm xuống đến mức qui định
Qúa trình tiệt trùng gồm 3 giai đoạn: gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội
Quá trình tiệt trùng sữa có thể thực hiện theo hai phương pháp: gián đoạn hoặc
liên tục

 Các biến đổi của nguyên liệu
Do quá trình tiệt trùng sữa diễn ra ở nhiệt độ cao và thời gian dài, bên cạnh
những biến đổi có lợi như tiêu diệt tế bào sinh dưỡng, bào tử vi sinh vật, vô hoạt
enzyme... thì cũng có một số biến đổi bất lợi xảy ra:

 Biến đổi hóa học:
Một số vitamin bị phân hủy, đặc biệt là vitamin Bl, B2 và c. Theo Bylund Gosta
(1995), trong quá trình tiệt trùng, tổn thất vitamin Bl từ 20-50%, tổn thất vitamin B2
và có thể lên đến gần 100%
Ở nhiệt độ cao, các hợp chất khử như đường lactose tác dụng với những hợp
chất chứa nhóm -NH2 (acid amin, peptide...) theo phản ứng Maillard hình thành nên
các họp chất khử và chất màu.
Một số protein có trong sữa (whey protein) có thể bị biến tính một phần. Tuy
nhiên, biến đổi này không ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng của sữa tiệt trùng.
Thực tế cho thấy các enzyme trong cơ thể người sử dụng sẽ dễ dàng “tấn công” những
protein đã bị biến tính sơ bộ trong thực phẩm, nhờ đó khả năng tiêu hóa của protein sẽ
tốt hơn.
SVTH: Phạm Thị Tường Vi – Lớp 14H2B

Trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×