Quy trình sản xuất sữa chua công nghiệp

Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN NGUYÊN TÀI LIỆU - Tổng quan sản phẩm 1.1 Giới thiệu sản phẩm - 1.2 Nguồn gốc sữa chua 1.3 Phân loại sữa chua - 1.4 Lợi ích sữa chua Tổng quan nguyên liệu 1.1 Nguyên liệu - 1.2 Nguyên liệu phụ - 16 1.3 Tiêu chuẩn nguyên liệu - 17 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ - 19 Quy trình công nghệ - 19 1.1 Sơ đồ quy trình 20 1.2 Thuyết minh quy trình 21 Nhập nguyên liệu 21 Phối trộn 21 Lọc - 21 Bồn cân - 22 Xử lý nhiệt 22 Đồng hóa - 22 Thanh trùng 22 Làm lạnh 23 Giai đoạn 23 Giai đoạn 23 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam Giai đoạn 23 Ageing - 23 Đồng hóa - 23 Thanh trùng 23 Làm nguội 24 Giai đoạn 24 Giai đoạn 24 Lên men - 24 Làm lạnh 26 Bồn rót 26 Đóng gói, dán nhãn, vô thùng 26 Các yếu tố gây hại đến sản phẩm: 27 1.1 Yếu tố vi sinh vật 27 1.2 Yếu tố khác - 29 Thiết bị - 29 1.1 Thiết bị đồng hóa 30 1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt - 31 1.3 Thiết bị lên men 34 1.4 Thiết bị phối trộn 35 1.5 Máy rót 36 1.6 Máy đóng hộp 37 Một số sản phẩm sữa chua (yogurt) thị trường Việt Nam - 38 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam LỜI NÓI ĐẦU Khi nói đến số thực phẩm có giá trị dinh dưỡng quý giá cho sức khỏe người tiêu dùng, ta không nhắc đến sữa chua Sữa chua giàu giá trị dinh dưỡng, giúp giảm stress, tăng cường hệ miễn dịch, chống lão hóa, thực phẩm làm đẹp thiếu cho phái đẹp… Sữa chua biết đến nhiều sản phẩm thực phẩm hiệu vai trò tăng cường hoạt động cho hệ tiêu hóa Hiện nay, sữa chua chiếm lĩnh thị trường rộng lớn khắp giới, người tiêu dùng yêu thích sản phẩm không giá trị dinh dưỡng mà ưu điểm giá thành rẻ, thông dụng dễ tiêu dùng đặc biệt hương vị đặc trưng mà vi sinh vật lên men lactic sữa mang lại cho sữa chua Với lợi ích dinh dưỡng sức khỏe mà sữa chua đem lại Vì nhóm định chọn đề tài sữa chua để làm cho đồ án Chân thành cảm ơn thầy Trần Đình Nam giúp đỡ nhóm chúng em hoàn thành tốt đồ án này, kiến thức hạn chế nên có phần sai sót mong thầy thông cảm, bỏ qua cho nhóm chúng em Chúc thầy có thật nhiều sức khỏe thành công công việc Chân thành cảm ơn thầy Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Tổng quan sản phẩm: 1.1 Giới thiệu sản phẩm: Sữa nguồn dinh dưỡng vô lớn, chứa hàm lượng chất dinh dưỡng quý báo cần thiết cho thể người protein, khoáng vitamin, v.v…Sữa chua làm từ sữa bò tươi sữa hoàn nguyên cho lên men với chủng vi khuẩn có lợi cho đường ruột Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus giúp chuyển hóa đường sữa thành axit lactic để tạo độ chua cho sữa chua hấp dẫn Đây sản phẩm thông dụng phổ biến thị trường nay, cung cấp hầu hết chất dinh dưỡng mang đến lợi ích mặt y học cho người 1.2 Nguồn gốc sữa chua: Sữa chua đời khoảng 2000 năm trước, có nhiều giả thuyết cho sữa chua khởi nguồn từ vùng Lưỡng Hà vô tình phát Thời kỳ đó, bắt đầu hóa chăn nuôi gia súc, họ dùng bao tử cừu để chứa vận chuyển sữa tươi sau thu hoạch Với kết hợp ngẫu nhiên nhiệt độ trình vận chuyển làm cho sữa lên men tự nhiên làm cho sữa túi cô đặc lại có vị chua lạ Sau này, Ấn Độ người ta sử dụng sữa chua vị thuốc để chữa bệnh đường ruột Còn khu vực Trung Á, họ bắt đầu sử dụng sữa chua từ 4000 năm trước Thời Ai Cập cổ, phụ nữ cung đình dùng sử dụng sữa chua để làm đẹp để tẩy tế bào chết, chống lão hóa giữ gìn da tươi sáng, mịn màng Năm 1910, nhà bác học người Nga - Ilya Metchnikoff đạt giải Nobel chứng minh vai trò sữa chua sức khỏe người Từ đó, sản phẩm sữa chua phát triển rộng rãi toàn giới 1.3 Phân loại sữa chua: Sản phẩm sữa chua (yaourt) phân loại sau: Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Yaourt truyền thống (Set type): sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong quy trình sản xuất yaourt truyền thống, sữa sau xử lí đem cấy giống rót vào bao bì Quá trình lên men diễn bao bì làm xuất khối đông tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm  Yaourt dạng khuấy (Stirred type): khối đông xuất sản phẩm sau trình lên men bị phá hủy phần khuấy trộn học Trong quy trình sản xuất yaourt dạng khuấy, sữa xử lí cấy giống lên men thiết bị chuyên dùng, trình làm lạnh rót sản phẩm vào bao bì Yaourt dạng khuấy cấu trúc gel mịn đồng yaourt truyền thống  Yaourt dạng uống (Drinking type): khối đông xuất sản phẩm sau trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sản phẩm có dạng lỏng, sử dụng, người tiêu dùng không cần dùng muỗng Điểm khác biệt sau trình lên men, người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel khối đông làm giảm độ nhớt cho sản phẩm 1.4 Lợi ích sữa chua:  Nhiều vi khuẩn có lợi cho hệ tiêu hóa:  Trong hộp sữa chua có chưa men vi sinh có lợi cho đường tiêu hóa Giúp hạn chế vi khuẩn gây hại cho hệ tiêu hóa, nên ăn nhiều sữa chua để nhận nhiều men vi sinh có lợi cho tiêu hóa tăng cường hệ thống miễn dịch  Giữ ổn định trọng lượng thể:  Theo nghiên cứu Trung tâm Y tế Đại học Tennessee, Knoxville cho thấy người bổ sung đầy đủ canxi có xu hướng tăng cân chậm so với người khác Do đó, cách đơn giản để bổ sung canxi cho thể ăn sữa chua Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Giúp xương khỏe:  Hàm lượng canxi sữa cao, vậy, thường xuyên ăn sữa chua bạn tăng cường sức khỏe xương ngăn ngừa loãng xương  Giảm viêm:  Các vi khuẩn lactobacillus loại sữa chua giúp làm giảm tình trạng viêm xảy khắp thể, đặc biệt người bị viêm khớp  Tóm lại, sữa chua có chứa nhiều vi khuẩn có lợi cho hệ tiêu hóa tăng cường hệ thống miễn dịch Bên cạnh đó, sữa chua giúp cung cấp cho thể nguồn vitamin quan trọng vitamin B5, B12, chứa nhiều canxi, vitamin D Ngoài ra, acid lactic sữa chua giúp bảo vệ nướu Sữa chua nguồn giàu protein, nên sử dụng hàng ngày để tăng cường sức khỏe thể Tổng quan nguyên liệu: 1.1 Nguyên liệu chính:  Sữa bò tươi:  Sữa tươi loại sữa động vật (bò sữa, dê, cừu, ) dạng nguyên liệu thô, dạng nước, chưa qua chế biến qua sơ chế chưa tiệt trùng hay trùng Sữa thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Trong sữa có đầy đủ tất chất dinh dưỡng cần thiết dễ hấp thụ Ngoài thành phần protein, lactose, lipid, khoáng chất, tất loại vitamin thiết yếu, enzim nguyên tố vi lượng thay  Protein sữa có chứa nhiều hài hòa acid amin cần thiết Hàm lượng muối canxi phốt sữa cao, giúp cho trình tạo thành xương, hoạt động não Một ly sữa cung cấp gần 30% lượng canxi 23% phốt cần thiết Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Ở nước ta, sữa nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghệ thực phẩm Sữa bò tươi sử dụng sản xuất sữa chua phải có chất lượng tốt Và yêu cầu quan trọng cho nguyên liệu sữa tươi là:  Sữa lấy từ bò khỏe mạnh  Không chứa kháng sinh (penicillin, streptomycin,…)  Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ trình tẩy rửa vệ sinh dụng cụ thiết bị đựng sữa  Tính chất vật lý sữa bò:  Sữa chất lỏng đục Độ đục sữa chất béo, protein số chất khoáng sữa tạo nên  Sữa có màu trắng đục đến vàng nhạt, màu sắc phụ thuộc vào hàm lượng beta – carotene có chất béo sữa  Sữa có mùi đặc trưng  Tỷ trọng sữa biến thiên từ 1.028 – 1.038 (g/l)  pH biến thiên từ 6.5 – 6.8  Độ acid từ 0.14 – 0.18% acid lactic Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Thành phần hóa học sữa bò tươi:  Nước:  Nước thành phần chiếm chủ yếu sữa đóng vai trò quan trọng, dung môi hòa tan chất hữu vô cơ, môi trường cho phản ứng sinh hóa Hàm lượng nước sữa chiếm khoảng 87%/ lít sữa  Lipit:  Chất béo thành phần quan trọng sữa Hàm lượng chất béo sữa thay đổi phạm vi rộng  Chất béo sữa dạng hạt hình cầu nhỏ Trong thành phần chất béo sữa có tới 20 loại acid béo khác nhau, 2/3 acid béo no lại acid béo chưa no Trong số acid béo sữa có nhiều acid béo dễ hòa tan nước (ví dụ acid caproic) Chất béo sữa dễ xảy trình phân hủy làm thay đổi thành phần tính chất trình thủy phân, trình oxy hóa,… làm giảm dần chất lượng sữa nhiều làm hỏng sữa  Ngoài chất béo thuộc nhóm lipit sữa có photphatit số chất khác hàm lượng không nhiều, photphatit có khoảng 0.5 – 0.7g lít sữa, chủ yếu lexitin  Protein:  Nhóm hợp chất hữu quan trọng sữa protein Hàm lượng protein loại sữa không chênh lệch nhiều, chúng thường nằm giới hạn 3.0 – 4.6% Riêng sữa bò hàm lượng protein khoảng 3.3 – 3.5%  Các protein sữa protein hoàn thiện Trong thành phần protein sữa có đến 19 loại axit amin khác nhau, có đầy đủ acid amin không thay như: valin, lơxin, izolơzin, metionin, treonin, phenylalanin, triptophan lyzin  Trong sữa có loại protein chủ yếu: Casein chiếm khoảng 80%, lactalbumin chiếm 12% lactoglobulin chiếm 6% toàn lượng protein có sữa vài loại protein khác hàm lượng không đáng kể Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Casein nhóm protein chủ yếu protein sữa Nó bao gồm nhiều loại casein khác nhau: 𝛾 casein, 𝛽 casein, 𝜅 casein, 𝛼 casein thể phức hợp phosphoryl 𝛽 – casein thành phần chủ yếu có sữa bò lại thứ yếu sữa người  Lactoglobulin: gọi globulin sữa Hàm lượng lactoglobulin sữa khoảng 0.1% theo khối lượng chiếm tỉ lệ 3% so với lượng protein chung Trong sữa, globulin tồn dạng keo có độ phân tán so với albumin sữa khoảng 18.000 Globulin có dạng đồng phân: 𝛽 glactoglobulin, epglobulin pseudogglobulin Chúng khác khả hòa tan nước tính kháng trùng  Lactoalbumin: gọi albumin sữa Hàm lượng lactoalbumin sữa không nhiều khoảng 0.5 – 1.0% tùy loại sữa Trong sữa non có nhiều lactoalbumin sữa thường Khác với casein, lactoalbumin sữa dạng hòa tan Dưới tác dụng nhiệt độ cao lactoalbumin bị đông tụ Trong môi trường acid, tăng nhiệt độ mức độ đông tụ nhanh mau Các enzim làm đông tụ casein khả làm đông tụ lactoalbumin Sau đông tụ, lactoalbumin khả hòa tan lại nước, hòa tan lại vài loại dung môi  Gluxit:  Gluxit có sữa chủ yếu lactose Hàm lượng lactose sữa khoảng 4.5 – 5.1% tùy theo loại sữa Đối với sữa bò hàm lượng khoảng 4.9% Lactose sữa dạng hòa tan  Lactose khó bị thủy phân loại đường khác Lactose bị thủy phân cho phân tử glucose phân tử galactose C12H22O11 Lactose C6H12O6 + C6H12O6 Glucose Galactose Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Ở nhiệt độ cao, lactose bị biến thành caramen Vì khử trùng sữa, phần lactose bị caramen hóa nên màu sữa sau khử trùng thường sẫm lúc chưa khử trừng, đồng thời lactose kết hợp với nhóm amin protein sữa (casein) để tạo thành hợp chất melanoidin có màu sẫm  Dưới tác dụng vi khuẩn lactic, lactose bị lên men thành acid lactic gọi trình lên men lacitc  Chất khoáng:  Hàm lượng chất khoáng sữa khoảng 0.6 – 0.8% tùy loại sữa Hàm lượng khoáng sữa bò khoảng 0.7% Chất khoáng sữa có nhiều loại như: kali, canxi, natri, magiê, sắt, mangan, iốt, nhôm, crôm,…Trong kali canxi nhiều Các loại muối khoáng sữa có nhiều loại, phổ biến muối photphat, clorua, citrat, caseinat…  Vitamin:  Sữa thức uống có chứa nhiều loại vitamin cần thiết cho thể, hàm lượng vitamin không cao Số lượng hàm lượng loại vitamin sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố thức ăn, điều kiện chăn nuôi, giống loài tuổi loại gia súc  Trong sữa bò có nhiều loại vitamin tan chất béo (vitamin A, D, E, K….), nhóm vitamin tan nước (vitamin B1, B2, B12, C, PP…)  Vitamin A có nhiều sữa, sữa non có nhiều sản phẩm chế biến từ sữa bơ Hàm lượng vitamin A sữa khoảng 0.2 – mg/l sữa Hàm lượng vitamin A sữa nhiều hay thường phụ thuộc vào hàm lượng carotene có thức ăn gia súc  Vitamin D hàm lượng vitamin D sữa khoảng 0.002 mg/l sữa Vitamin D không bị biến đổi trình khử trùng sữa  Vitamin B1 sữa khoảng 0.4 mg/l sữa Trong trình khử trùng bảo quản, hàm lượng vitamin B1 giảm dần, giảm tới 15 – 20% 10 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua  GVHD: Trần Đình Nam Axit lactic tác dụng với phức canxi photphate – casein làm tách canxi khỏi phức chuyển thành dạng không hoà tan, sữa từ dạng lỏng chuyển sang dạng đông tụ  Tuỳ theo loại sữa chua mà thời gian lên đến 3, 12h  Làm lạnh  Mở cánh khuấy 2-3 phút sau ngưng ủ, làm lạnh sữa xuống 15-20oC vài Trong thời gian này, xảy thay đổi lý hoá quện sữa Quá trình lên men lactic yếu dần kết thúc quện sữa đạt 10oC  Trên đường sữa đưa làm lạnh có sử dụng van tiết lưu với áp suất điều chỉnh khoảng 1.5 – 2.5 bar để làm mịn sữa chua (các protid trương nở, giảm lượng ẩm tự do) Sữa chua sau làm lạnh đưa vào bồn trữ để chuẩn bị đóng hộp  Bồn rót  Sau làm lạnh sữa chuyển qua bồn rót để chuẩn bị đóng gói  Đóng gói, dán nhãn, vô thùng  Đối với sữa chua trắng: sữa từ bồn trữ đưa đến máy rót để đóng hộp  Cuộn nhựa tiệt trùng 115oC sau đem dập khuôn chuyển đến bồn rót Sữa chua rót dán nhãn (nhãn tiệt trùng tia hồng ngoại) Bảo quản kho lạnh nhiệt độ – 5oC trước xuất xưởng 26 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam Các yếu tố gây hại đến sản phẩm: 1.1 Yếu tố vi sinh vật: - Vi khuẩn Coliforms: nhóm vi khuẩn gram (-), kị khí tuỳ ý,nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 30-40ºC Trong sữa, Coliform chuyển hoá đường lactose tạo acid lactic acid hữu khác, khí CO2… Chúng phân giải protein sữa tạo sản phẩm khí làm sữa có mùi khó chịu Chúng bị tiêu diệt 75ºC sau 20 giây - Vi khuẩn sinh acid butyric( giống Clostridium): vi khuẩn gram (+), kị khí bắt buộc, chuyển hoá đường sữa nhiều sản phẩm khác acid butyric,butanol, ethanol, aceton, khí CO2,H2… làm thay đổi thành phần hoá học cảm quan sữa Các bào tử clostridium bền với nhiệt độ Trong trình trùng sữa tiêu diệt hoàn toàn cácc bào tử Clostridium Cho nên phải dùng giải pháp kĩ thuật khác như: vi lọc, ly tâm, sử dụng chất kháng khuẩn - Vi khuẩn propionic ( giống Propionibacterium): có cỏ đường ruột nhóm động vật nhai lại, gram(+), kị khí không bắt buộc , chuyển hoá acid propionic, acid acetic, khí CO2…làm hư hỏng chất lượng sữa bị tiêu diệt 75ºC sau 20 giây - Vi khuẩn gây thối: vi khuẩn có khả sinh tổng hợp protease ngoại bào môi trường sữa Protease tiếp xúc trình thuỷ phân protein tạo sản phẩm polypeptide, peptide axit amin Một số axit amin tiếp tục phân huỷ tạo NH3, H2S…làm sữa có mùi khó chịu Vài giống vi khuẩn gây thối có khả sinh tổng hợp lipase ngoại bào, enzyme xúc tác trình thuỷ phân chất béo sữa tạo nhiều sản phẩm có mùi ôi Một số giống thường gặp là: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus…Dạng hình cầu gậy, hiếu khí lẫn kỵ khí 27 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam Trong cần ý đến loài Pseudomonas fluorescens, enzyme protease lipase tổng hợp loài thường bền với nhiệt, chúng nguyên nhân gây nên trình phân giải protein lipid, nhanh chóng làm hư hỏng chất lượng sữa Pseudomonas fluorescens - Nấm men: thể đơn bào hình cầu, oval, trứng Một số loài thường gặp Saccharomyces cerevisiae,Kluyveromyces maxianus…thuộc nhóm kị khí tuỳ ý.Chúng sử dụng đường lactose cho trình trao đổi chất Thường sử ssdụng sản xuất sữa chua Saccharomyces cerevisiae - Nấm sợi: hình sợi phân nhánh.Hầu hết, nhóm nấm sợi thuộc nhóm hiếu khí bắt buộc, nhiệt độ sinh trưởng tối ưu 20-30ºC.Một số loài nấm sợi thường nhiễm vào sữa là:Penicillium camembertii,P roquefortii,Rhizopus stonlonifer… 28 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam - Hầu hết loại nấm men nấm sợi bị tiêu diệt trình trùng sữa 75ºC 10-15 giây Penicillium camembertii 1.2 Yếu tố khác: - Cách thức bảo quản sữa chua ăn cách bảo quản nghiêm ngặt sản phẩm nhiệt độ - 8oC Nếu thời gian ngắn (một vài giờ) nhiệt độ bảo quản cao 8oC (ví dụ: trình vận chuyển, bốc dỡ hàng, khách hàng đưa sản phẩm từ siêu thị nhà…), trạng thái sữa chua lỏng - Sau nên bảo quản sản phẩm lại nhiệt độ – 6oC, vòng - tiếng, sản phẩm đặc lại Nếu bảo quản nhiệt độ cao 8oC thời gian dài chất lượng sản phẩm bị ảnh hưởng nhiều (mùi không thơm ban đầu, vị chua nhiều, trạng thái lỏng, vữa…) - Quá trình lên men tiếp diễn, hộp sữa chua căng lên khắc phục cách bảo quản sản phẩm lại nhiệt độ - 6ºC, vòng 48 - 72 tiếng để ức chế trình lên men hộp sữa chua trở lại bình thường - Do hạn chế tối đa việc giữ sữa chua nhiệt độ cao 8oC, hạn chế việc lắc, nghiêng hộp sữa làm hỏng cấu trúc Thiết bị: 1.1 Thiết bị đồng hóa 29 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Thiết bị đồng hóa sử dụng áp lực cao gồm phận chính: bơm cao áp hệ thống tạo đối áp  Bơm piston cao áp vận hành động điện thông qua trục quay truyền động để chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến piston  Các piston chuyển động xilanh áp suất cao Chúng chế tạo từ vật liệu có độ bền học cao Bên thiết bị có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục đích làm mát cho piston suốt trình làm việc  Đầu tiên mẫu nguyên liệu đưa vào thiết bị đồng hóa piston Bơm tăng áp lực cho hệ nhũ tương từ bar lên đến 100 – 250 bar cao đầu vào khe hẹp Người ta tạo đối áp lên hệ nhũ tương cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp thiết bị phận sinh lực phận tạo khe hẹp Đối áp trì bơm thủy lực sử dụng dầu Khi đó, áp suất đồng hóa cân với áp suất dầu tác dụng lên piston thủy lực  Thông thường người ta chọn khe hẹp có chiều rộng khoảng 100 lần lớn đường kính hạt pha phân tán Đi ngang qua khe hẹp, tốc độ chuyển động hệ nhũ tương tăng đến 100 – 400 m/s trình đồng hóa diễn khoảng 10 – 15 giây Trong suốt thời gian này, toàn lượng áp suất cung cấp từ bơm piston chuyển thành áp suất để đẩy 30 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam hệ nhũ tương tiếp sau rời khe hẹp Một phần khác thoát dạng nhiêt Theo tính toán 1% lượng sử dụng phục vụ cho mục đích đồng hóa: phá vỡ hạt pha phân tán  Trong công nghiệp, máy đồng hóa thiết kế cấp bậc hạ cấp  Thiết bị đống hóa cấp ba gồm bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, khe hẹp hệ thống thủy lực tạo đối áp Trong công nghiệp chế biến sữa, thiết bị đống hóa cấp sử dụng sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp hệ nhũ tương sau đồng hóa có độ nhớt cao  Thiết bị đồng hóa cấp bao gồm piston để đưa nguyên liệu vào máy, hai khe hẹp hai hệ thống thủy lực tạo đối áp Tuy nhiên người ta thường dùng chung bể dầu cho hai hệ thống thủy lực Sau qua khe hẹp thứ nhất, hạt pha phân tán bị phá vỡ giảm kích thước Tuy nhiên chúng bị kết dính với tạo thành chum hạt Việc thực giai đoạn đồng hóa nhằm trì đối áp ổn định cho giai đoạn đồng hóa cấp 1, đồng thời tạo điều kiện cho chum hạt pha phân tán tách thành hạt phân tán riêng lẻ, chống lại tượng tách pha trình bảo vệ hệ nhũ tương sau  Tiến trình đống hóa hai cấp phổ biển công nghiệp chế biến sữa, đặc biệt nhóm sản phẩm có hàm lượng chất béo cao tổng hàm lượng chất khô cao sản phẩm yêu cầu có độ nhớt thấp 1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt 31 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Đây loại thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, ứng dụng rộng rãi để trùng hay gia nhiệt/ làm lạnh loại chất lỏng công nghệ sữa, thức uống, thực phẩm dạng lỏng hay nhớt  Nguyên lý hoạt động  Thiết bị trao đổi nhiệt nhiều kim loại gợn song ghép chặt với tạo thành khu vực trao đổi nhiệt riêng biệt  Hai vỉ liên tiếp ngăn cách kim loại dày gọi nối Ngoài thiết bị có kim loại dày hơn, to nối, gồm, thứ khung hàn chặt bắt ốc vào khung, thứ hai chịu áp Người ta bố trí kim loại bên thiết bị, có đai ốc ép chặt khung chịu áp để giữ cho trao đổi nhiệt ép kín lại với  Các truyền nhiệt bố trí cho phân phối dòng chảy vào khe song song ngược  Quá trình xảy thiết bị truyền nhiệt gián tiếp qua kim loại mỏng dòng lưu chất chuyển động ngược chiều theo chế:  Truyền nhiệt đối lưu lòng dòng lưu chất  Truyền nhiệt dẫn nhiệt qua kim loại  Các chế tạo dạng lượn sóng để tạo dòng chảy rối, làm tăng hiệu truyền nhiệt 32 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Chi tiết thiết bị:  Tấm trao đổi nhiệt chi tiết quan trọng thiết bị, đóng vai trò định khả hiệu truyền nhiệt dòng chảy Tấm trao đổi nhiệt làm thép không rỉ, vật liệu thường sử dụng thép không rỉ AISI 316 có pha titan hay SMO Tấm không cứng, tránh ăn mòn mà có khả truyền nhiệt tốt từ môi trường ấm qua bề mặt kim loại đến môi trường  Các kim loại trao đổi nhiệt có lỗ tròn gốc tạo đường dẫn cho lưu chất chạy qua Phần lại gia công lượn sóng để:  Viền trao đổi nhiệt có rãnh để ghép vòng đệm cao su vào, ép chặt hai (một có miếng đệm miếng đệm) đệm vừa có tác dụng bịt kín vừa có tác dụng bịt kín vừa có tác dụng định hướng dòng chảy vào kênh xen kẽ  Tăng khả chảy rối dòng chảy chuyển động qua gờ khe, gờ hình chữ V đặt ngược chiều (nếu để dạng phẳng dòng lưu chất dễ chảy màng), làm tăng khả truyền nhiệt  Giúp tăng cường (nhất kết cấu hình chữ V), nâng cao độ bền kim loại áp suất cao dòng chảy  Tăng diện tích bề mặt tiếp xúc để tăng hiệu truyền nhiệt  Giảm hiệu ứng thành  Tuy nhiên có nhược điểm khó loại bỏ cặn bẩn  Có nhiều hình dạng trao đổi nhiệt sử dụng: gờ ngang, gờ hình chữ V với góc nghiêng 600C, 300C… Tấm trao đổi nhiệt chia thành loại:  Tấm A: có rãnh hình chữ V đặt xuôi  Tấm B: có rãnh hình chữ V đặt ngược 33 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Do cấu tạo A B hoàn toàn giống nên đảo ngược A ta B ngược lại Khi lắp ghép, người ta ghép A B xen kẽ  Số lượng khu vực trao đổi nhiệt định diện tích bề mặt truyền nhiệt cần thiết, tốc độ dòng chảy, tính chất vật lý lưu chất, độ giảm áp chế độ nhiệt độ quy trình công nghệ 1.3 Thiết bị lên men:  Nguyên tắc hoạt động  Quá trình lên men kiểm soát chặt chẽ cách theo dõi liên tục trình lên men thông qua thông số quan trọng nhiệt độ độ chua Chất tải nhiệt thường dùng nước bão hòa Bên thùng có cánh khuấy, có thiết bị theo dõi điều khiển nhiệt độ nhằm đảm bảo nhiệt độ trình lên men ổn định mức 430C  Hai yêu cầu quan trọng thùng lên men công nghệ sản xuất sữa chua là: thùng phải kín, đảm bảo lên men điều kiện yếm khí Đồng thời phải có hệ thống điều khiển nhiệt độ thích hợp để giữ nhiệt độ lên men 430C  Chi tiết thiết bị  Đối với môi trường, người ta sử dụng thiết bị lên men có dạng hình trụ đứng, chế tạo từ vật liệu thép không rỉ Bên có hệ thống cánh khuấy đầu dò nhiệt độ, pH… để theo dõi trực tiếp thông số công nghệ trình lên men Trong sản xuất sản phẩm lên men từ sữa, không 34 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam cần cung cấp oxy cho giống vsv lên men thiết bị hệ thống sục khí Motor cho cánh khuấy thường đặt phía nắp thiết bị Còn cửa nạp tháo môi trường bố trí phía đáy Ngoài ra, thiết bị có quan sát, van lấy mẫu… 1.4 Thiết bị phối trộn  Thiết bị trộn thùng làm inox, bên thùng có hai trục nằm song song nhau, trục đặt cao trục đặt thấp trục kia, trục có cánh khuấy bố trí theo kiểu xoắn ốc, có cánh khuấy hai trục đan xen  Hai trục chuyển động ngược nhờ cấu bánh răng, từ trục làm cấu bánh truyền động làm cánh khuấy quay ngược chiều  Phía song song với hai trục cánh khuấy ống hình trụ có đường kính 5cm nối với bồn định lượng, ống có đục lỗ nhỏ để phun nước trộn vào khối bột trộn Nước trộn bơm sẵn lên bồn định lượng điều chỉnh đóng mở van  Đáy thùng máy trộn cấu tạo nắp đóng mở để tháo bột xuống mâm phân phối trộn xong  Nguyên lý hoạt động 35 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Động truyền động cho hai trục cánh khuấy ngược chiều nhau.Nhờ khuấy trục bố trí theo hình xoắn ốc đan xen giúp bột nhào trộn đều.Khi bột trộn đủ thời gian đạt yêu cầu van đáy thùng mở, tháo vật chất trộn xuống mâm phân phối 1.5 Máy rót:  Nguyên lý hoạt động  Máy sử dụng phương pháp định lượng Pittong, tương ứng với đầu chiết rót pittong  Khi bên chuyển động xuống phía dưới, dung dịch chiết rót áp lực chênh lệch, van chiều mở để dung dịch rót xuống ống rót Khi pittong chuyển động lên dung dịch chiết rót, bên ống chiết rót theo van chiều khác vào đầu chiết rót vào bình 36 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Lượng chiết rót lớn hay nhỏ phụ thuộc hành trình pittong Tấm điều khiển máy cho phép điều khiển hành trình pittong để thay đổi lượng chiết rót 1.6 Máy đóng hộp:  Nguyên lý hoạt động  Đầu tiên đặt cuộn màng nhựa lên giá đỡ đưa vào máy, sau dùng thao tác hình tinh thể lỏng cảm ứng cài đặt chương trình để điều khiển, toàn trình lại hoàn toàn tự động: gia nhiệt cho màng nhựa, hút định hình cốc (thành hình màng dưới, định hình khí áp suất cao), triết cốc định lượng (pitton), indate (máy indate ruybăng), nhận dạng màng mắt thần cảm ứng, tự động dán nhiệt, tự động cắt màng, tự động thu cuộn màng liệu thừa 37 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam Một số sản phẩm sữa chua (yogurt) thị trường Việt Nam: Sữa chua Dutch Lady 38 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam Sữa chua Vinamilk Probi Sữa chua Vinamilk nha đam 39 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam Sữa chua TH True Yogurt Sữa chua Love’in Farm 40 [...]... quan cho sản phẩm  Chất phụ gia đưa vào sản phẩm phải đạt các yêu cầu sau:  Không mang tính chất dinh dưỡng  Không độc hại đối với sức khỏe con người  Phải tuân theo những quy định của tổ chức lương thực thế giới (FAO), tiêu chuẩn Việt Nam 18 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1 Quy trình công nghệ: 1.1 Sơ đồ quy trình: 19 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD:... Trong sữa có nhiều loại enzim khác nhau, chúng ảnh hưởng đến chất lượng của sữa và các sản phẩm chế biến từ sữa  Enzim lipaza có tác dụng xúc tác quá trình thủy phân chất béo của sữa, tạo thành glixerin, acid béo và một số sản phẩm khác Những chất này gây cho sữa có mùi vị lạ và làm giảm chất lượng của sữa Nhiều vi sinh vật có khả năng sản xuất enzim lipaza, đặc biệt là vi khuẩn bacillus sản xuất ra... 3,1 - 3,4 sản phẩm sẽ tạo đông 1.3 Tiêu chuẩn nguyên liệu:  Sữa bò tươi:  Chất lượng nguyên liệu có tính quy t định chất lượng sản phẩm, sữa tươi càng tốt thì sản phẩm có chất lượng càng cao Vì vậy, khi lấy sữa tươi để sản xuất phải bảo đảm đạt yêu cầu về chất lượng như:  Sữa được lấy từ những con bò khỏe mạnh  Sữa có mùi tự nhiên, không có vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất tẩy rửa  Sữa phải... Trần Đình Nam Sữa bò tươi, bột sữa gầy, bột sữa 25% béo, nước gia nhiệt Phối trộn Đồng hóa 2 Lọc Thanh trùng 2 Bồn cân bằng Làm nguội Xử lý nhiệt Lên men Đồng hóa 1 Làm lạnh 2 Thanh trùng 1 Làm lạnh 1 Ageing Men cái Bồn rót Đóng gói, dán nhãn Vô thùng Sữa chua 20 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam 1.2 Thuyết minh quy trình:  Nhập nguyên liệu (Sữa bò tươi, bột sữa gầy, bột sữa 25% béo,...Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Vitamin B2 trong sữa khoảng 1.7 mg/l sữa Hàm lượng vitamin B2 có nhiều nhất là trong sữa non, những ngày vắt sữa tiếp theo thì hàm lượng vitamin B2 giảm dần  Vitamin B12 trong sữa khoảng 0.1 – 0.3 mg/l sữa  Vitamin PP trong sữa khoảng 1.5 mg/l sữa Thức ăn của bò không ảnh hưởng đến hàm lượng của vitamin PP trong sữa Vitamin PP được tổng hợp... tiếp diễn, hộp sữa chua sẽ căng lên thì có thể khắc phục bằng cách bảo quản sản phẩm lại ở nhiệt độ 1 - 6ºC, trong vòng 48 - 72 tiếng để ức chế quá trình lên men và hộp sữa chua sẽ trở lại bình thường - Do đó hạn chế tối đa việc giữ sữa chua ở nhiệt độ cao hơn 8oC, hạn chế việc lắc, nghiêng hộp sữa vì có thể làm hỏng cấu trúc 3 Thiết bị: 1.1 Thiết bị đồng hóa 29 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần... phút  Lên men:  Lên men lactic là quá trình chính trong sản xuất sữa chua Axit lactic được tạo thành trong quá trình lên men theo theo phương trình sau:  Phương trình chung: C12H22O11 + H2O Lactose NH2 – R(COO)2Ca + 2CH3CHOHCOOH Cazeinat canxi Acid lactic 4C3H6O3 Acid lactic NH2 – R(COOH)2 + (CH3CHOHCOO)2Ca Acid ceiseic Canxi lactate 25 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua  GVHD: Trần Đình Nam Axit lactic... làm mịn sữa chua (các protid trương nở, giảm lượng ẩm tự do) Sữa chua sau khi làm lạnh được đưa vào bồn trữ để chuẩn bị đóng hộp  Bồn rót  Sau khi làm lạnh sữa được chuyển qua bồn rót để chuẩn bị đóng gói  Đóng gói, dán nhãn, vô thùng  Đối với sữa chua trắng: sữa từ bồn trữ được đưa đến máy rót để đóng hộp  Cuộn nhựa được tiệt trùng ở 115oC sau đó đem dập khuôn và chuyển đến bồn rót Sữa chua được... gel bền vững, sản phẩm không bị tách lớp trong quá trình bảo quản  Có thể tiến hành theo các bước như sau: sữa tươi (2 – 3oC) → trộn hoàn toàn → gia nhiệt (5 – 10 phút) → sữa 50oC → bột sữa gầy, bột sữa 25% béo → trộn đường, chất ổn định (15 phút)  Lọc  Nhằm loại bỏ tạp chất trong quá trình vắt và vận chuyển, ngoài ra loại các cục sữa bị vón cục lại trong quá trình hoàn nguyên bột sữa Có thể sử... gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, coliforms, vi khuẩn sinh axit butyric, vi khuẩn sinh axit propionic và các vi khuẩn gây thối 13 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Vi khuẩn lactic: hình cầu hoặc hình gậy, gram (+), nhiệt độ sinh trưởng tối ưu là 25 - 47OC Để tồn tại trong môi trường sữa, chúng tổng hợp năng lượng ATP từ cơ chất lactose  Men cái:  Quá trình sản xuất ra sữa chua chủ ... sữa dạng hòa tan  Lactose khó bị thủy phân loại đường khác Lactose bị thủy phân cho phân tử glucose phân tử galactose C12H22O 11 Lactose C6H12O6 + C6H12O6 Glucose Galactose Đồ án 1: Nguyên liệu... thành công công việc Chân thành cảm ơn thầy Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Tổng quan sản phẩm: 1. 1 Giới thiệu sản phẩm: Sữa nguồn dinh dưỡng vô lớn,... Vitamin B1 sữa khoảng 0.4 mg/l sữa Trong trình khử trùng bảo quản, hàm lượng vitamin B1 giảm dần, giảm tới 15 – 20% 10 Đồ án 1: Nguyên liệu sữa chua GVHD: Trần Đình Nam  Vitamin B2 sữa khoảng 1. 7