Tiểu luận Công nghệ sản xuất sữa cô đặc

3.1.1 Tiêu chuẩn hóa- Mục đích: điều chỉnh hàm lượng chất béo và hàm lượng chất khô cho từng loại sản phẩm.. Thanh trùngNguyên liệuGia nhiệt, chuẩn hóa Trộn tuần hoàn Lọc Đồng hóa Cô đ

CEMINAR CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA

CÔ ĐẶC

NỘI DUNG CHÍNH

1 Định nghĩa, mục đích quá trình cô đặc.

2 Các phương pháp cô đặc sữa.

3 Công nghệ sản xuất các sản phẩm sữa cô đặc 3.1 Sữa cô đặc tiệt trùng.

3.2 Sữa cô đặc có đường.

3.3 Sữa cô đặc có đường và phụ gia.

Sữa là chất lỏng sinh lý do các tuyến sữa tổng hợp được từ các hợp chất có trong máu Sữa được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non

Sữa có đầy đủ dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của cơ thể

Ngày nay hai phương pháp bảo quản sữa bằng cách tiệt trùng và cho thêm đường vào sữa cô đặc đã liên tục phát triển và được sản xuất ở quy mô công nghiệp hiện đại

Đặt vấn đề

1 Định nghĩa, mục đích của quá trình cô đặc

Cô đặc là quá trình làm bay hơi một phần dung môi của dung dịch chứa chất tan không bay hơi, ở nhiệt độ sôi

Mục đích:

• Làm tăng nồng độ chất tan

• Tách chất rắn hòa tan ở dạng tinh thể (kết tinh)

• Thu dung môi ở dạng nguyên chất (cất nước)

Cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất và quá trình có thể gián đoạn hay liên tục

2 Các phương pháp cô đặc sữa

- Cô đặc ở nồi thường

- Cô đặc trong nồi cô chân không (gián đoạn hay liên tục)

+ Một nồi

+ Nhiều nồi

Cô đặc ở nồi thường Cô đặc trong nồi cô chân không

• Sản phẩm dễ bị nhiễm bẩn

• Thời gian cô đặc dài

• Nhiệt độ cô đặc cao

Thời gian cô đặc phụ thuộc:

- Cấu tạo thiết bị.

3 Công nghệ sản xuất các sản phẩm sữa cô đặc

3.1 Sữa cô đặc tiệt trùng

- Sản xuất từ sữa nguyên kem, gạn

kem hay tái phối hợp từ bột sữa gạn kem,

mỡ sữa và nước.

- Có màu vàng nhạt.

- Mùi thơm tự nhiên.

- Được sử dụng rộng rãi Đặc biệt, ở

những nơi chưa có đủ sữa tươi.

Tiêu chuẩn hóa

3.1.1 Tiêu chuẩn hóa

- Mục đích: điều chỉnh hàm lượng chất béo và hàm lượng chất khô cho từng loại sản phẩm

- Phổ biến là 8% chất béo và 18% chất khô không mỡ.

- Ngày nay, tiêu chuẩn hóa được thực hiện hoàn toàn tự động.

3.1.2 Xử lý nhiệt

- Mục đích:

+ Tiêu diệt vi sinh vật.

+ Tăng độ bền của sữa.

- Sữa được xử lý ở 100 - 1200C từ 1 - 3 phút.

- Tác dụng:

+ Làm biến tính serum protein.

+ Kết tủa các muối canxi.

+ Khi tiệt trùng, protein không bị vón, đông tụ.

3.1.3 Cô đặc

Sau khi xử lý nhiệt, sữa được bơm vào thiết bị cô đặc

Sữa đi qua các ống được đun nóng bằng hơi và sôi ở 50 – 600C

Cô đặc sữa gầy kết thúc khi tỷ trọng 1,09 – 1,10 g/cm3 ở 50 –

600C tương ứng với độ khô 37 – 38%

Đối với sữa nguyên, điểm kết thúc khi tỷ trọng đạt 1,077 – 1,090 g/cm3 ở 50 – 600C tương ứng với độ khô 37 – 38%

3.1.4 Đồng hoá

Áp suất đồng hoá 125 – 250 bar

Đồng hoá nhằm giảm kích thước cầu mỡ, làm mất khả năng nổi lên, tránh hiện tượng các cầu mỡ tập trung trở lại khi tiệt trùng

3.1.5 Làm lạnh

- Sữa sau cô đặc được làm lạnh đến 140C và rót.

- Nếu chưa rót ngay thì làm lạnh đến 5 – 80C và bảo quản.

- Cần kiểm tra hàm lượng chất béo chất khô không mỡ.

- Thêm chất ổn định: dinatri hay trinatri phosphat.

- Là thời điểm thích hợp để bổ sung vitamin.

3.1.6 Rót

Việc rót được tiến hành bằng máy, rót và ghép mí.

- Có thể sử dụng UHT để tiệt trùng sữa cô đặc.

3.1.8 Bảo quản

- Nên bảo quản ở nhiệt độ 0 - 150C.

+ Nếu nhiệt độ bảo quản cao quá thì sữa sẽ bị biến màu, trở nên nâu sẫm.

+ Nếu nhiệt độ quá thấp thì protein sẽ bị kết tủa.

- Kiểm tra sữa cô đặc tiệt trùng dựa vào:

- Mỗi mẻ cần lưu mẫu để kiểm tra, bảo quản ở

30 và 380C, sau 10 – 14 ngày thì kiểm tra.

Thanh trùng

Nguyên liệuGia nhiệt, chuẩn hóa Trộn tuần hoàn

Lọc Đồng hóa

Cô đặc – làm nguội

Kết tinhChuẩn hóaChuẩn hóa Đóng hộp

Sản phẩm

Nước SX Làm lạnh Thanh trùng

Lactose xay

Trộn sữa

Lọc Cấy lactose

Bột sữa, đường

Chất béo, vitamin

Nguyên liệu

Nguyên liệu

Thuyết minh quy trình

3.2.1 Gia nhiệt, chuẩn hóa

Mục đích: Điều chỉnh thành phần sữa gầy, dầu bơ, đường… phù hợp với từng loại sản phẩm sữa cô đặc

Yêu cầu kỹ thuật

Thành phần của dịch sữa sau chuẩn hóa phải đạt

 Chất béo: 2.57%

 Nước: 76.54%

 Chất khô: 20.89%

1001 ml sữa/17kg 64% sữa tươi

36%Bột sữa gầy

++

Gia nhiệt

Các biến đổi chính:

Vật lý: nhiệt độ tăng, tỷ trọng giảm, độ nhớt giảm

Vi sinh: 1 số loại vi sinh vật bị tiêu diệt

Hóa học: không đáng kể

3.2.2 Trộn tuần hoàn

Mục đích

 Tán, hòa tan đồng đều các thành phần, nguyên liệu

Yêu cầu kỹ thuật

 Nhiệt độ: 600C

 Thời gian: 1 giờ - 1 giờ 30 phút

Thiết bị

 Hệ thống bồn trộn có cánh khuấy

Các biến đổi chính:

* Hóa lý: khi tăng nhiệt độ dịch trộn ( 600C), độ nhớt và hiện tượng vón

cục của dịch trộn giảm giúp cho tốc độ

chuyển động và phân tán của

các thành phần nguyên liệu nhanh và dễ

3.2.3 Lọc

Mục đích

 Loại bỏ những cặn bã hay tạp chất có trong nguyên liệu

Yêu cầu kỹ thuật

3.2.4 Đồng hóa Mục đích

 Đồng hóa là quá trình xử lý cơ học, dùng lực tác dụng lên các hạt béo

Yêu cầu kỹ thuật

 Nhiệt độ: 700C

 Áp suất: 100-110 bar

 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

Thiết bị

 Thiết bị đồng hóa hai cấp

3.2.4 Đồng hóa

Các biến đổi chính

* Vật lý: có sự giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt năng (do các cầu béo bị phá vỡ) làm tăng nhiệt độ của khối sữa

* Hóa lý: 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

3.2.4 Đồng hóa

 Áp suất làm việc: 9 bar

 Thời gian: 5 phút ở nhiệt độ thanh trùng

 Chất béo hoàn toàn bị nóng chảy và xuất hiện màng

cream

 Sữa sẫm màu, tuy nhiên do lượng nước trong sữa khá lớn nên khó quan sát đuợc

 VSV bị phá hủy hoàn toàn, ức chế hoạt động các bào tử

 Vô hoạt hoàn toàn các enzyme trong sữa

Thiết bị:

Vỉ trao đổi nhiệt PHE (plate heat exchanger)

3.2.5.Thanh trùng

- Phản ứng phân hủy các vitamin xảy ra trong điều kiện có oxy hay có mặt kim loại: đồng , sắt…

3.2.5.Thanh trùng

Thanh trùng

Các biến đổi chính:

Hóa lý:

- Chất béo hoàn toàn bị nóng chảy.

- Xuất hiện màng cream, gây ra sự kết dính ở bề mặt tiểu cầu béo

Sinh học:

- Các tế bào VSV bị phá hủy hoàn toàn

- Ức chế hoạt động các bào tử

3.2.6 Cô đặc, làm nguội

Mục đích

 Tăng nồng độ chất khô của sữa từ nồng độ chất khô của dịch trộn ban đầu 23.46% lên giá trị yêu cầu của sản phẩm sữa đặc (72-73%)

 Loại bỏ khí hòa tan trong dịch sữa nhờ quá trình bốc hơi trong điều kiện chân không

Yêu cầu kỹ thuật

 Nhiệt độ : < 440C

 Áp suất: chân không

 Sữa có màu vàng kem

Thiết bị

 Tháp cô đặc hoạt động ở áp suất chân không

3.2.6 Cô đặc, làm nguội

Các biến đổi chính:

Hóa lý: Nước chuyển từ lỏng sang hơi, làm:

- Nồng độ chất khô của sữa tăng nhanh

- Tăng khối lượng riêng, tỷ trọng, nhiệt độ sôi, độ nhớt

- Giảm thể tích của khối sữa ban đầu

Sinh học:

- Làm giảm lượng nước trong nguyên liệu, tăng hàm lượng chất khô

- Tăng áp suất thẩm thấu,

- Ngăn chặn sự phát triển của VSV

Hóa sinh:

Xảy ra các phản ứng Maillard, Caramel làm cho sữa có màu vàng kem

3.2.6 Cô đặc, làm nguội

 Thời gian: Nhanh

 Có sự chuyển pha của đường từ dạng hòa tan thành tinh thể

 Tinh thể lactose tạo thành thật nhỏ và không thể phát hiện khi cảm quan

3.2.7 Kết tinhThiết bị

 Bồn chứa vô trùng có áo cách nhiệt và cánh khuấy

Các biến đổi chính:

Quá trình làm nguội kết tinh chỉ ảnh hưởng lên nhiệt độ dung dịch và sự chuyển pha của đường từ dạng hòa tan thành tinh thể

Hạt tinh thể lactose thật nhỏ được tạo thành

3.2.7 Kết tinh

3.2.8 Chuẩn hóaMục đích

Kiểm tra các tính chất hóa lý của sữa đặc như độ nhớt, hàm lượng chất khô, chất béo…, nếu đạt mới cho đi đóng hộp

Trường hợp chất khô, chất béo cao hơn yêu cầu thì phải định chuẩn lại bằng nước

Yêu cầu kỹ thuật

Hàm lượng các chất sau cô đặc:

 Chất béo: 8%

 Đường: 45%

 Nước: 27%

 Chất khô: 20%

3.2.9 Đóng hộp

Quá trình rót và đóng hộp phải hạn chế tối đa việc để sữa tiếp xúc trực tiếp với không khí chưa được khử trùng

Chỉ tiêu đánh giá

*Các chỉ tiêu cảm quan

- Màu sắc : sữa có màu kem nhạt

đến màu kem đồng nhất trong toàn bộ lượng sữa.

- Trạng thái : Sau khi khuấy đều ,

toàn bộ lượng sữa có trạng thái đồng

nhất , hơi sệt ( dễ chảy) , không vón cục Cho phép có hạt nhỏ trên lưỡi và căn không đáng kể.

- Mùi vị : có vị ngọt đặc trưng của

sữa đặc có đường và không có mùi, vị lạ.

*Các chỉ tiêu hĩa lý

8.0% khối lượng.

- Hàm lượng chất khô (trừ đường) :

không nhỏ hơn 28%.

- Hàm lượng đường thường khoảng 42 - 47% khối lượng tổng.

- Hàm lượng nước: 25 -27% khối lượng tổng

- Độ acid không lớn hơn 50 ml NaOH 0.1N dùng trung hòa 100g sản phẩm.

- Hàm lượng kim loại nặng : không ảnh hưởng đến sức khoẻ con người nhưng

không được lớn hơn mức bình thường trong công nghiệp.

- Hàm lượng chất ổn định :thành phần không lớn hơn 0.3% tổng khối lượng

*Các chỉ tiêu vi sinh

người có trong sữa: Mycobacterium

tuberculosis bovirus gây bệnh lao, vi

khuẩn Brucella gây nhiều bệnh nguy hiểm, vi khuẩn Salmonella typhi

truyền bệnh thương hàn, vi khuẩn

Vibrico cholerae , E coli , Shigella gây

bệnh đường ruột

- Chỉ tiêu đối với vi sinh vật:

Tổng số vi khuẩn trong 1g không

Thanh trùng

Gia nhiệt, chuẩn hóa Trộn tuần hoàn

Lọc Đồng hóa

Cô đặc – làm nguội

Kết tinh Chuẩn hóa

Nước SX

Làm lạnh Thanh trùng Cấy lactose

3.3.1 Sữa cô đặc có đường và ca cao

- Cho thêm vani với lượng 0,03% so với lượng cacao bột

để tăng mùi thơm của sản phẩm.

3.3.2 Sữa cô đặc có đường và cà phê.

- Thành phần của sản phẩm có:

+ 29% nước + 44% đường + 27% chất khô (sữa và cà phê) trong đó có 7% chất béo Nồng độ đường sacaroza 62 – 62,5%, lactoza 20 – 22%.

- Sau khi thu nhận sữa, người ta tiến hành đánh giá chất lượng, làm sạch, làm lạnh và tiêu chuẩn hóa hỗn hợp.

- Chế độ thanh trùng, cô đặc giống như đối với sữa cô đặc có đường cacao.

Chuẩn bị nước chiết cà phê

- Tỷ lệ cà phê : nước khoảng 1 : 4,5 hoặc 1 : 5 Đun sôi,

để lắng bã cà phê, sau đó lọc bã Hàm lượng chất khô của nước chiết cà phê 5 – 6%.

- Trước khi đưa vào nồi cô, nước chiết cà phê phải được thanh trùng và lọc một lần nữa.

- Chiết cà phê thực hiện trong thiết bị chuyên dùng bằng cách cho nước nóng luân chuyển qua lớp cà phê Theo cách này, thời gian chiết kéo dài 1,5h.

- Nước chiết cà phê trộn với sữa cô đặc có đường trong nồi cô chân không ngay sau khi cho siro vào.

Một số hiện tượng hư hỏng thường xảy ra khi bảo quản

sữa cô đặc có đường

- Sản phẩm có độ nhớt thấp (dưới 2,5 Pa.s) thì sẽ dẫn đến sự phân lớp phần trên là chất béo, dưới đáy hộp là đường lactoza.

→ Phải đồng hóa sữa trước khi cô đặc với áp suất 100bar.

- Sữa bị quánh, đặc (độ nhớt bị thay đổi nhiều lần gấp

2 – 4 lần bình thường) do: sữa nguyên liệu có độ chua cao, chế biến nhiệt kéo dài (thanh trùng, cô đặc lâu).

- Sữa có màu vàng hoặc xám nâu do: bảo quản sữa ở nhiệt độ cao hơn 300C, là kết quả của phản ứng melanoidin.

Tài liệu tham khảo

1 Giáo trình công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa – Ts Lâm Xuân Thanh – NXB khoa học và kỹ thuật.

2 Quy trình sản xuất sữa đặc có đường và sữa chua.

( http://www.ebook.edu.vn/?page=1.47&view=4242 )

3 Dairy Processing Handbook.

THÀNH VIÊN

Nguyễn Xuân Hùng

Trần Văn Hùng Đoàn Minh Diệu Hương Nguyễn Thị Hương

Nguyễn Thị Thanh Hương Phan Thị Quý Hương Phan Thanh Nguyên Khoa

Lê Văn Khuân

CÁM ƠN CÔ VÀ

CÁC BẠN ĐÃ QUAN

TÂM THEO DÕI