Tìm hiểu quy trình sản xuất và các thiết bị chính trong quy trình sản xuất sữa tiệt trùng tại nhà máy sữa cần thơ pdf

Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ TRƯỜNG ðẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÕ THỊ ANH MINH TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG TẠI NHÀ MÁY SỮA CẦN THƠ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 08 Cán hướng dẫn Ths DƯƠNG THỊ PHƯỢNG LIÊN NĂM 2008 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp ñính kèm tên ñề tài “Tìm hiểu quy trình sản xuất thiết bị quy trình sản xuất sữa tiệt trùng nhà máy sữa Cần Thơ” VÕ THỊ ANH MINH thực báo cáo ñã ñược hội ñồng báo cáo luận văn thông qua Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện DƯƠNG THỊ PHƯỢNG LIÊN Cần Thơ, ngày tháng năm 2008 CHỦ TỊCH HỘI ðỒNG Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ LỜI CẢM TẠ Xin chân thành cảm ơn tất thầy cô môn Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng – Trường ðại học Cần Thơ ñã dạy tận tình suốt thời gian học trường Xin chân thành cảm ơn Ban lãnh ñạo nhà máy sữa Cần Thơ, ñặc biệt chân thành cảm ơn chị Nguyễn Thị Bích Ngọc, anh Phạm Vĩnh Cường anh Văn Chí Thiện toàn thể anh chị em nhà máy ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho mặt thời gian thực tập Chân thành cảm ơn cô Dương Thị Phượng Liên ñã hết lòng dạy hướng dẫn suốt trình làm luận văn giúp hoàn thành tốt luận văn Chân thành cảm ơn tất bạn sinh viên lớp Công Nghệ Thực Phẩm khóa 29 ñã nhiệt tình giúp ñỡ ñộng viên thời gian học tập vừa qua Xin nhớ công ơn cha mẹ ñã nuôi dạy lo lắng suốt năm tháng qua ñể có ñược ngày hôm Xin chân thành cảm ơn! Cần thơ, ngày 14 tháng 05 năm 2008 Sinh viên thực Võ Thị Anh Minh Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ i1 MỤC LỤC .i4 DANH SÁCH BẢNG vi DANH SÁCH HÌNH CHƯƠNG MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu CHƯƠNG VÀI NÉT VỀ NHÀ MÁY SỮA CẦN THƠ 2.1 Lịch sử hình thành phát triển 2.2 Cơ cấu tổ chức CHƯƠNG LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3.1 Tính chất vật lý sữa tươi 3.2 Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng sữa 3.2.1 Nước 3.2.2 Chất béo 3.2.3 Các hợp chất chứa Nitơ 3.2.4 Glucid 3.2.5 Enzyme 10 3.2.6 Vitamin 12 3.2.7 Khoáng 13 3.2.8 Các hợp chất khác 13 3.3 Hệ vi sinh vật sữa 13 3.3.1 Vi khuẩn 14 3.3.2 Nấm men 15 3.3.3 Nấm mốc 16 3.4 Giới thiệu trình ñồng hóa 16 3.4.1 Giới thiệu chung trình ñồng hoá 16 3.4.2 Cơ sở khoa học trình ñồng hoá 17 3.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu ñồng hóa 18 3.5 Quá trình trùng tiệt trùng 19 3.5.1 Giới thiệu chung 19 3.5.2 Cơ sở khoa học trình trùng tiệt trùng 20 3.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu trình trùng tiệt trùng 21 CHƯƠNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG 22 4.1 Giới thiệu quy trình sản xuất sữa tiệt trùng VINAMILK 22 4.1.1 Quy trình sản xuất 22 4.1.2 Giải thích quy trình 24 4.1.3 Hệ thống tiệt trùng UHT (hệ thống Taflex) 25 4.1.4 Các thiết bị quy trình sản xuất sữa tiệt trùng 27 4.2 Quá trình vệ sinh 35 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ 4.3 Một số tượng trình chế biến bảo quản sữa tiệt trùng 37 CHƯƠNG KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng Một số tiêu quan trọng sữa bò Bảng Thành phần hoá học sữa số ñộng vật người (% khối lượng) Bảng Thành phần chất béo sữa bò Bảng Tỷ lệ thành phần β-lactose anhydrous α-lactose monohydrate (theo khối lượng) giá trị nhiệt ñộ khác 10 Bảng ðặc ñiểm số enzyme sữa 11 Bảng Hàm lượng số vitamin sữa bò 12 Bảng Thành phần số nguyên tố vi lượng sữa bò .13 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ DANH SÁCH HÌNH Trang Hình Sơ ñồ cấu tổ chức nhà máy Sữa Cần Thơ Hình Thành phần hóa học sữa Hình Thành phần chất khô không béo sữa Hình Thành phần hợp chất chứa Nitơ sữa Hình Cấu trúc micelle casein Hình Công thức cấu tạo ñường lactose 10 Hình Bơm ly tâm 27 Hình Bồn trữ lạnh 28 Hình Máy ñồng hóa .29 Hình 10 Các phận thiết bị ñồng hóa sử dụng áp lực cao 30 Hình 11 Thiết bị trao ñổi nhiệt dạng vỉ 31 Hình 12 Một phần thiết bị trao ñổi nhiệt dạng ống lồng ống 32 Hình 13 Valve 32 Hình 14 Máy rót ñóng gói vô trùng 33 Hình 15 Một số sản phẩm chế biến từ sữa Vinamilk 37 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ CHƯƠNG MỞ ðẦU 1.1 ðặt vấn ñề Sữa chất lỏng sinh lý tiết từ tuyến vú ñộng vật nguồn thức ăn ñể nuôi sống ñộng vật non Sữa thực phẩm cung cấp ñầy ñủ chất dinh dưỡng cần thiết cho thể sống protein, canxi, vitamin, khoáng,…Nguồn cung cấp sữa nhiều, sữa mẹ - thức ăn tốt cho trẻ - sữa bò ñược xem thực phẩm có dinh dưỡng ñầy ñủ, cân ñối phổ biến giới Tuy nhiên, sữa tươi nguyên liệu môi trường dinh dưỡng tốt cho vi sinh vật sinh sản phát triển nên bảo quản thời gian dài Do ñó, sản phẩm sữa ña dạng ñể ñáp ứng nhu cầu tiêu dùng nhằm tăng thời gian bảo quản Các sản phẩm ñược chế biến từ sữa sữa tiệt trùng, sữa chua, sữa ñặc có ñường, mai, sữa bột,… Hiện nay, nhu cầu chất lượng ña dạng sản phẩm ñược người tiêu dùng quan tâm VINAMILK – Công ty cổ phần sữa Việt Nam – thương hiệu ñược người tiêu dùng Việt Nam tin tưởng chiếm thị phần tiêu thụ sữa cao Việt Nam Việc khảo sát quy trình sản xuất sữa tiệt trùng nhà máy sữa Cần Thơ giúp tiếp cận thực tế sản xuất, trang bị thêm vốn kiến thức công nghệ chế biến thực phẩm nói chung công nghệ chế biến sữa tiệt trùng nói riêng 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng bao gồm thông số kỹ thuật, ñiều kiện kỹ thuật, máy móc thiết bị Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ CHƯƠNG VÀI NÉT VỀ NHÀ MÁY SỮA CẦN THƠ 2.1 Lịch sử hình thành phát triển Nhà máy Sữa Cần Thơ ñược xây dựng năm 1999 thức hoạt ñộng vào ngày 22/05/2001 Nhà máy sữa Cần Thơ nhà máy trực thuộc Công Ty Cổ Phần Sữa Việt Nam (gọi tắt VINAMILK) Trụ sở công ty ñặt số 184 – 186 – 188, Nguyễn ðình Chiểu, Phường 6, Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam Tiền thân Công Ty Sữa Cafe Miền Nam, ñược thành lập ngày 20/06/1976 Nhiều sản phẩm công ty ñã có mặt nước Trung ðông, Châu Á, Mỹ, Úc,… Nhà máy sữa Cần Thơ có diện tích 2,29 ha, tọa lạc lô 46 khu Công Nghiệp Trà Nóc, Quận Bình Thủy, Thành phố Cần Thơ Cổng nhà máy tiếp giáp quốc lộ 91, bên cạnh nhà máy Bia Nước Giải Khát Sài Gòn – Tây ðô, mặt bên mặt sau ñường nội khu công nghiệp Trà Nóc Tổng nhân viên nhà máy có khoảng 200 người Các sản phẩm nhà máy bao gồm: Sữa tiệt trùng Vinamilk loại Sữa ñặc có ñường Ngôi Sao Phương Nam sữa ñặc có ñường Ông Thọ Sữa chua ăn Vinamilk Kem Vinamilk Chính sách chất lượng Công ty cổ phần Sữa Việt Nam: “Luôn thỏa mãn có trách nhiệm với khách hàng cách ña dạng hoá sản phẩm dịch vụ, ñảm bảo chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm với giá cạnh tranh tôn trọng ñạo ñức kinh doanh tuân theo luật ñịnh ” Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ 2.2 Cơ cấu tổ chức GIÁM ðỐC GIÁM ðỐC SẢN XUẤT Ban HACCP Ban hành chánh-nhân Kế toán Phòng QA Ban kỹ thuật Ban ñiện Kho nguyên vật liệu PX sản xuất Tổ chế biến sữa tươi Cơ ñiện ðộng lực Tổ UHT A Tổ HC Tổ UHT B Tổ bảo vệ Tổ sữa chua Tổ nhà ăn Tổ sữa ñặc Hình Sơ ñồ cấu tổ chức nhà máy Sữa Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 10 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ mang ý nghĩa chủ ñộng trình sản xuất cần thiết UHT ñủ thời gian thực bảo trì sữa chữa nhỏ máy rót hoạt ñộng Sản phẩm ñược ñóng gói máy ñóng gói thực phẩm dạng lỏng môi trường vô trùng ñược ñưa lên băng tải, bốc lên pallet, lưu kho trước vận chuyển phân phối Thời gian lưu kho ngày ñảm bảo thành phẩm ñạt chất lượng tốt ñến tay người tiêu dùng 4.1.3 Hệ thống tiệt trùng UHT (hệ thống Taflex) Thiết bị tiệt trùng UHT thiết bị ñược thiết kế ñể tiệt trùng sản phẩm thực phẩm dạng lỏng Trong trình xử lý, sản phẩm ñược gia nhiệt nhanh chóng lên 110 – 150oC, làm lạnh nhanh xuống nhiệt ñộ rót (15 – 25oC) Trên nguyên tắc, có hai phương pháp: phương pháp gia nhiệt trực tiếp phương pháp gia nhiệt gián tiếp Cả hai phương pháp ñều có ưu nhược ñiểm Tiệt trùng phương pháp trực tiếp phức tạp mặt kỹ thuật Ưu ñiểm gia nhiệt trực tiếp giảm ñóng vẩy (sự hình thành cặn bề mặt thiết bị trao ñổi nhiệt), chất cặn giới hạn thời gian sản xuất thiết bị Sự tạo chất cặn do: khả ổn ñịnh protein, hàm lượng khí sản phẩm, khoảng thay ñổi nhiệt ñộ, ñặc tính bề mặt thiết bị, khác biệt nhiệt ñộ sản phẩm tác nhân gia nhiệt Hệ thống gia nhiệt gián tiếp cho khả tái sử dụng lượng Thiết bị tách khí ñược dùng với thiết bị tiệt trùng gián tiếp Quá trình tách khí thường ñược tiến hành trước sau trình ñồng hóa, cách qua buồng chân không Mặc dù trình loại khí cách không hiệu bốc hay làm lạnh, oxy hòa tan giảm xuống thỏa mãn quan ñiểm dinh dưỡng Một lượng nhỏ oxy sữa tiệt trùng ñược coi cần thiết mùi hương ñun nấu ñược hình thành trình gia nhiệt (nhóm H2S) bị oxy hóa nhanh va biến với tốc ñộ nhanh Trên nguyên tắc nói phương pháp gia nhiệt trực tiếp hay gián tiếp ñược sử dụng nhiều phụ thuộc vào hoàn cảnh cụ thể Tại nhà máy sữa Cần Thơ hệ thống tiệt trùng UHT sử dụng phương pháp tiệt trùng gián tiếp Hệ thống Taflex hoạt ñộng tự ñộng có bốn trạng thái: tiệt trùng thiết bị, sản xuất, AIC CIP Hệ thống mặt an toàn ñược xem xét ñầu tiên, chương trình không cho phép hoạt ñộng nhiệt ñộ cài ñặt không ñạt hay vận hành sai bước ñã cài ñặt hệ thống - Tiệt trùng thiết bị Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 32 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Hệ thống sau vệ sinh trước sản xuất phải tiệt trùng thiết bị Quá trình tiêu diệt toàn vi sinh vật sót lại sau vệ sinh hệ thống Quá trình tiệt trùng thiết bị hoàn chỉnh bao gồm: Gia nhiệt - Tiệt trùng - Làm nguội - Ổn ñịnh Trong trình tiệt trùng nhiệt ñộ ñiểm kiểm soát hệ thống nhỏ giá trị cài ñặt, hệ thống tự ñộng trở bước gia nhiệt trình tiệt trùng ñược thực lại từ ñầu ðảm bảo hệ thống an toàn trước sản xuất - Sản xuất Sau tiệt trùng làm nguội hệ thống sẵn sàng cho sản xuất Sản phẩm cấp vào hệ thống - gia nhiệt sơ - tách khí - ñồng hóa - tiệt trùng - làm nguội - máy rót/tồn trữ bồn vô trùng Trong trình sản xuất nhiệt ñộ tiệt trùng sản phẩm ñiểm kiểm soát nhỏ giá trị cài ñặt, hệ thống tự ñộng dừng sản xuất xả lượng sản phẩm không ñược tiệt trùng ñảm bảo sản phẩm chưa tiệt trùng vào máy rót bồn tiệt trùng - AIC (Aseptic intermediate cleaning) Nếu thời gian sản xuất lâu, lớp cặn bề mặt trao ñổi nhiệt ngày nhiều làm giảm hiệu trao ñổi nhiệt, AIC công cụ hữu ích giúp kéo dài thời gian sản xuất AIC chương trình vệ sinh hệ thống dung dịch xút (NaOH) acid (HNO3), ñảm bảo hệ thống ñựơc làm mà giữ chế ñộ tiệt trùng AIC gồm: ñịnh lượng dung dịch vệ sinh - tuần hoàn dung dịch vệ sinh - xả nước làm Kết thúc trình AIC hệ thống chuyển sang bước nước tiệt trùng sẵn sàng sản xuất - CIP (Cleaning in place) CIP chương trình vệ sinh toàn hệ thống sau kết thúc sản xuất Chương trình CIP cho hệ thống UHT bao gồm bước sau: xả nước sơ - ñịnh lượng dung dịch xút - tuần hoàn dung dịch xút - xả nước trung gian - ñịnh lượng dung dịch acid - tuần hoàn dung dịch acid - xả nước cuối làm Kết thúc trình CIP hệ thống trở bước (dừng máy) sẵn sàng tiệt trùng Một số thiết bị hệ thống: Bồn cân bằng: Có nhiệm vụ trì lưu lượng dòng sữa ổn ñịnh cấp cho bơm sản phẩm Mặt khác, bồn cân có nhiệm vụ tách phần bọt khí sữa giúp hệ thống làm việc ổn ñịnh Bên cạnh ñó, có tác dụng ổn ñịnh áp suất dòng chảy hệ thống nguồn cấp ổn ñịnh Máy ñồng hóa: Sử dụng máy ñồng hóa hai cấp Áp suất khe hẹp tầng hai mang ý nghĩa áp suất “sau” tầng tránh giảm áp suất mãnh liệt, áp suất Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 33 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ khe hẹp tầng hai có nhiệm vụ tách cụm béo hình thành sau khỏi tầng Thiết bị trao ñổi nhiệt: Quá trình trao ñổi nhiệt hệ thống tiệt trùng UHT sử dụng hai loại thiết bị thiết bị trao ñổi nhiệt dạng vỉ thiết bị trao ñổi nhiệt dạng ống lồng ống Tùy theo mục ñích hiệu thiết bị mà thiết bị sử dụng vào vị trí thích hợp quy trình tiệt trùng Bồn tiệt trùng – Tetra Alsafe – Aseptic Alsafe Tank Dùng ñể trữ sản phẩm ñã tiệt trùng ñể cung cấp cho máy rót hoạt ñộng Ngoài mang ý nghĩa chủ ñộng trình sản xuất việc tiết kiệm thời gian suốt trình sản xuất Bồn alsafe trữ sữa chế ñộ tiệt trùng không bị tái nhiễm vi sinh vật, chủ ñộng sản xuất 4.1.4 Các thiết bị quy trình sản xuất sữa tiệt trùng - Bơm ly tâm Nguyên lý: nhờ lực ly tâm tạo chất lỏng cánh guồng quay mà chất lỏng ñược hút vào ñẩy khỏi bơm Nguyên tắc: bơm ly tâm làm việc theo nguyên tắc ly tâm Chất lỏng ñược hút ñẩy nhận thêm lượng (làm tăng áp suất) nhờ tác dụng lực ly tâm cánh guồng quay Khi hoạt ñộng, bơm ly tâm cần ñược mồi ñầy nước bánh guồng Khi bánh guồng quay, tác dụng lực ly tâm chất lỏng bánh guồng chuyển ñộng theo hướng dòng từ tâm bánh guồng mép bánh guồng ñi theo vỏ bơm Khi chất lỏng bánh guồng chuyển ñộng ngoài, tác dụng lực ly tâm tạo áp suất chân không tâm bánh guồng; có chênh lệch áp suất bên tâm bánh guồng chất lỏng theo ống hút chuyển ñộng vào bánh guồng, tạo thành dòng chất lỏng chuyển ñộng liên tục bơm Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 34 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Cấu tạo: ðường Cánh bơm Trục motor Phốt chặn Vỏ bơm Motor ðường vào Tấm che sau lưng Tấm che bơm Hình Bơm ly tâm Bơm ly tâm sử dụng nhà máy có nhiệm vụ: bơm nguyên liệu, bán thành phẩm, nước, bơm dung dịch vệ sinh Ưu ñiểm: + Tạo ñược lưu lượng ñều ñặn ñáp ứng yêu cầu kỹ thuật ngành sản xuất + Số vòng quay lớn, truyền ñộng trực tiếp từ ñộng ñiện + Có cấu tạo ñơn giản, gọn, chiếm diện tích xây dựng không cần kết cấu móng vững Do ñó, giá thành chế tạo lắp ñặt, vận hành thấp + Có thể dùng ñể bơm chất lỏng bẩn, khe hở cánh guồng thân bơm tương ñối lớn, van - phận dễ hư hỏng tắc bẩn gây + Có suất lớn áp suất tương ñối nhỏ nên phù hợp với yêu cầu phần lớn trình hóa học thực phẩm Nhược ñiểm: + Hiệu suất thấp bơm pittông 10 – 15% + Khả tự hút kém, nên trước bơm phải mồi ñầy chất lỏng cho bơm ống hút bơm ñặt cao bể chứa Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 35 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ + Nếu tăng áp suất suất giảm mạnh so với thiết kế, ñó hiệu suất giảm theo - Bồn trữ lạnh (bồn pastmilk) Thiết bị có hai lớp vỏ, bên có hai cánh khuấy ñặt lệch tâm ñể phối trộn ñảm bảo ñồng dịch sữa Nhiệt ñộ dịch sữa ñược giữ lạnh suốt trình lưu trữ Bồn pastmilk ñược làm lạnh dòng nước lạnh trước cho dịch sữa vào Cấu tạo: Thân bồn (hai vỏ) Motor cánh khuấy 2, Ống dẫn nước lạnh vào Ống CIP Valve Quả cầu CIP Ống dẫn sữa 10 Nắp ñậy Cánh khuấy Hình Bồn Pastmilk Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 36 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ - Máy ñồng hóa Máy ñồng hóa làm nhiệm vụ ñồng sản phẩm Máy làm việc máy nén tạo áp suất cao, máy gồm hệ thống ñộng truyền ñộng tới piston: hút – nén – ñẩy qua khe hẹp tạo nên dòng chảy cố ñịnh ứng với tốc ñộ ñộng Thiết bị ñồng hóa sử dụng áp lực cao gồm hai phận chính: bơm cao áp hệ thống tạo ñối áp Cấu tạo: Motor truyền ñộng Bộ tách khí Cơ cấu ñồng hóa cấp Khối bơm inox Bộ truyền ñai Hệ thống ñiều chỉnh áp suất thủy lực Hộp số Cơ cấu ñồng hóa cấp Piston 10 Trục khuỷu Hình Máy ñồng hóa Bơm piston cao áp ñược vận hành ñộng ñiện thông qua trục quay truyền ñộng ñể chuyển ñộng quay ñộng thành chuyển ñộng tịnh tiến piston Các piston chuyển ñộng xylanh áp suất cao Chúng ñược chế tạo từ vật liệu có ñộ bền học cao Bên thiết bị có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục ñích làm mát cho piston suốt trình làm việc ðầu tiên, mẫu nguyên liệu ñược ñưa vào thiết bị ñồng hóa bơm piston Bơm tăng áp lực cho hệ nhũ tương từ 3bar lên ñến 150 – 250bar cao Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 37 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ ñầu vào khe hẹp Người ta tạo ñối áp lên hệ nhũ tương cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp thiết bị phận sinh lực phận tạo khe hẹp ðối áp ñược trì bơm thủy lực sử dụng dầu Khi ñó, áp suất ñồng hóa cân với áp suất dầu tác ñộng lên piston thủy lực Vòng ñập ñược gắn với phận tạo khe hẹp cho mặt vòng ñập vuông góc với lối thoát hệ nhũ tương khe hẹp Như vậy, số hạt pha phân tán tiếp tục va vào vòng ñập bị vỡ giảm kích thước Bộ phận tạo khe hẹp ñược chế tạo với góc nghiêng trung bình 5o bề mặt ñể gia tốc hệ nhũ tương theo hướng vào khe hẹp tránh ăn mòn chi tiết có liên quan Thông thường, người ta chọn khe hẹp có chiều rộng khoảng 100 lần lớn ñường kính hạt pha phân tán ði ngang qua khe hẹp, tốc ñộ chuyển ñộng hệ nhũ tương ñược tăng lên ñến 100 – 400m/s trình ñồng hóa diễn khoảng 10 – 15 giây Trong suốt thời gian này, toàn lượng áp suất ñược cung cấp từ bơm piston ñược chuyển hóa thành ñộng Một phần lượng ñược chuyển thành áp suất ñể ñẩy hệ nhũ tương ñi tiếp sau rời khe hẹp Một phần khác ñược thoát dạng nhiệt Theo tính toán, có 1% lượng ñược sử dụng phục vụ cho mục ñích ñồng hóa: phá vỡ hạt pha phân tán Hình 10 Các phận thiết bị ñồng hóa sử dụng áp lực cao Thiết bị ñồng hóa cấp bao gồm bơm piston ñể ñưa nguyên liệu vào máy, hai khe hẹp hai hệ thống thủy lực tạo ñối áp Trong công nghệ chế biến sữa, thiết bị ñồng hóa cấp ñược sử dụng sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp hệ nhũ tương sau ñồng hóa cần có ñộ nhớt cao Thiết bị ñồng hóa hai cấp bao gồm bơm piston ñể ñưa nguyên liệu vào máy, hai khe hẹp hai hệ thống thủy lực tạo ñối áp Tuy nhiên, người ta thường sử dụng chung bể dầu cho hai hệ thống thủy lực Trong trường hợp này, áp lực ñồng hóa ñược xác ñịnh hai giá trị: Áp lực P1 hệ nhũ tương trước vào khe hẹp thứ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 38 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Áp lực P2 trước vào khe hẹp thứ hai Thực nghiệm cho thấy hiệu ñồng hóa cao tỷ lệ P2 = 0,2 P1 Sau ñi qua khe hẹp thứ nhất, hạt pha phân tán bị phá vỡ giảm kích thước Tuy nhiên, chúng bị kết dính với tạo thành chùm hạt Việc thực giai ñoạn ñồng hóa nhằm trì ñối áp ổn ñịnh cho giai ñoạn ñồng hóa cấp một, ñồng thời tạo ñiều kiện cho chùm hạt pha phân tán tách thành hạt phân tán riêng lẻ, chống lại tượng tách pha trình bảo quản hệ nhũ tương sau Thiết bị ñồng hóa hai cấp phổ biến công nghiệp chế biến sữa, ñặc biệt ñối với nhóm sản phẩm có hàm lượng chất béo cao tổng hàm lượng chất khô cao sản phẩm yêu cầu có ñộ nhớt thấp - Thiết bị trao ñổi nhiệt: Trong quy trình sản xuất chủ yếu sử dụng phương pháp gia nhiệt gián tiếp, hai thiết bị ñược dùng thiết bị trao ñổi nhiệt dạng vỉ thiết bị trao ñổi nhiệt dạng ống lồng ống Hai thiết bị khác cấu tạo ñều dựa nguyên tắc trao ñổi nhiệt với chất tải nhiệt hay trao ñổi nhiệt hai dòng lưu chất Thiết bị trao ñổi nhiệt dạng vỉ gồm nhiều mỏng hình chữ nhật ghép lại với có ñộ dày mỏng ñược làm thép không rỉ Mỗi có bốn lỗ bốn gốc hệ thống ñường rãnh khắp bề mặt ñể tạo chảy rối tăng diện tích truyền nhiệt 1- Bộ khung 2- Ống truyền nhiệt 3- Ống dẫn chất tải nhiệt Hình 11 Thiết bị trao ñổi nhiệt dạng vỉ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 39 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Thiết bị trao ñổi nhiệt dạng ống lồng ống gồm chùm ống hình trụ song song có ñường kính ñược ñặt bên ống hình trụ lớn Sữa di chuyển ống hình trụ nhỏ, chất tải nhiệt di chuyển khoảng không gian thân ống hình trụ lớn thân ống hình trụ nhỏ ðể tạo nên dòng chảy rối tăng cường hiệu truyền nhiệt, ống trụ nhỏ ñược thiết kế với cấu hình dạng xoắn Các ñoạn ống trụ lớn hệ thống ñược nối lại với nhờ vòng nối ñôi 1- Ống sản phẩm 2- ðầu nối chữ U Hình 12 Một phần thiết bị trao ñổi nhiệt dạng ống lồng ống - Valve: Việc vận chuyển chất lỏng từ nơi sang nơi khác thông qua hệ thống ống Trên hệ thống ống có lắp van ñiều khiển Theo mục ñích sử dụng mà người ta thiết kế kiểu van khác Hình 13 Valve - Thiết bị rót ñóng gói: ðể bảo quản sản phẩm thời gian dài, sản phẩm cần ñược bao gói vô trùng ñảm bảo thể tích phù hợp với người tiêu dùng Vì vậy, thiết bị rót ñóng gói có vị trí quan trọng sản xuất Cấu tạo: Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 40 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ 1- Cuộn giấy bao bì 14- Võng ñỡ ống giấy 2- Photocell báo hết giấy 15- Võng ñỡ ống giấy 3,4- Con lăn dẫn giấy 16- Ống rót 5- Con lăn gấp giấy in ngày tháng 17- Vòng ñịnh dạng 7- ðầu phun mối hàn SA 18- ðầu phun mối hàn LS 8- Cuộn strip LS 19- Vòng ñịnh dạng 9- Con lăn ép mối hàn SA 20- Hệ thống ngàm 11- Bồn peroxide 21- Hộp giấy ñã hàn 12- Con lăn ép peroxide 22- Mối nối giấy nhà sản xuất 13- Con lăn cấp giấy Hình 14 Máy rót ñóng gói vô trùng Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 41 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Nguyên tắc hoạt ñộng : Cuộn giấy bao bì (1) ñược di chuyển lên phía từ sau máy qua hệ thống lăn (3), (4), (5) ðầu phun mối hàn SA (7) hàn strip lên mép giấy vật liệu bao gói Strip có hai chức làm chặt mối ghép dọc (LS) ngăn sản phẩm không tiếp xúc với mép lớp vật liệu giấy vật liệu bao gói Giấy bao bì sau hàn strip tiếp tục di chuyển lên bồn peroxide (11) Tại ñây bờ mặt tiếp xúc thực phẩm vật liệu bao gói ñược tráng lớp peroxide mỏng loại bỏ lượng peroxide dư lăn ép peroxide (12) Trong di chuyển xuống, vật liệu bao gói ñược hàn dọc ñầu phun mối hàn LS (18) ñể tạo thành ống giấy kín, peroxide bờ mặt giấy tiếp xúc thực phẩm ñược sấy khô nhiệt Lúc này, ống giấy ñã ñược tiệt trùng sản phẩm ñược phép rót vào Sản phẩm ñược cung cấp ống rót, ñầu rót ống rót mực sản phẩm ñể giảm nguy tạo bọt Ống giấy sau rót sản phẩm ñược hệ thống ngàm (20) ñịnh dạng thành hộp phát xung hàn ñể hàn ngang ñáy hộp Cuối dao cắt cắt ñứt hộp ñã hàn dể tạo thành hộp thành phẩm (21) Hệ thống ngàm gồm hai cặp ngàm ép hàn liên tục kéo vật liệu bao gói chạy liên tục thiết bị rót 4.2 Quá trình vệ sinh Dung dịch vệ sinh: Dung dịch ñược sử dụng xút ăn da (NaOH - caustic soda) acid HNO3 Tại nhà máy sữa Cần Thơ ñang dùng loại xút ăn da thể rắn dạng miếng mỏng ñựng bao bì Dung dịch NaOH tẩy rửa chất bẩn hữu chất béo, protein, dung dịch HNO3 tẩy rửa chất bẩn vô Vì vậy, hai dung dịch ñảm bảo ñiều kiện vệ sinh tốt cho thiết bị trình sản xuất Tuỳ theo loại thiết bị cần vệ sinh mà thời gian, nhiệt ñộ nồng ñộ hóa chất sử dụng khác Nhiệt ñộ dung dịch vệ sinh thường: dung dịch kiềm 80 – 85oC dung dịch acid 70 – 75oC Hệ thống tiệt trùng UHT, trình vệ sinh ñược thực riêng biệt sử dụng cho hệ thống Do tiệt trùng nhiệt ñộ cao hệ thống phức tạp nên thời gian vệ sinh hệ thống dài Dung dịch trước vào hệ thống có nồng ñộ cao Khi chạy vệ sinh, ñiều khiển tự ñộng bơm dung dịch vệ sinh vào bồn cân bằng, lượng nước ñược bơm vào ñể pha loãng dung dịch Quá trình tuần hoàn dung dịch thực thời gian ñã cài ñặt sẵn Kết thúc trình vệ sinh, dung dịch vệ sinh ñược xả ngoài, nhân viên vận hành thu mẫu ñưa lên phòng hóa nghiệm kiểm tra nồng ñộ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 42 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Nồng ñộ dung dịch vệ sinh: Dung dịch NaOH: 1,5 – 2,5% Dung dịch HNO3: – 2% Các bước trình vệ sinh Xả nước rửa sơ ðịnh lượng dd kiềm Tuần hoàn dd kiềm Xả nước ðịnh lượng dd acid Tuần hoàn dd acid Xả nước làm Xả nước rửa sơ bộ: Nước ñược bơm ly tâm hệ thống ñưa vào thiết bị ñể xả cấu tử bẩn, dung dịch sữa lại sau trình chế biến Bước gọi rửa sơ ðịnh lượng dung dịch kiềm:Dung dịch kiềm rửa trôi cấu tử bẩn khó rửa nước, ñặc biệt chất bẩn hữu Dung dịch kiềm ñược bơm từ hệ thống bồn chứa vào bồn cân Tuần hoàn dung dịch kiềm: Sau ñịnh lượng xong, dung dịch kiềm ñược gia nhiệt ñến nhiệt ñộ cài ñặt Dung dịch kiềm ñược bơm ñi tuần hoàn thời gian ñã cài ñặt Xả nước: Tương tự bước với mục ñích rửa dung dịch kiềm thiết bị Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 43 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ ðịnh lượng dung dịch acid: Dung dịch acid rửa trôi hết cấu tử bẩn mà dung dịch kiềm tẩy rửa, ñặc biệt chất bẩn vô Sau xả hết nước, dung dịch acid ñược bơm từ bồn chứa vào bồn cân Tuần hoàn dung dịch acid: Tương tự tuần hoàn kiềm, dung dịch acid ñược gia nhiệt ñến nhiệt ñộ cài ñặt ñược chạy tuần hoàn hệ thống khoảng thời gian ñã cài ñặt Xả nước làm sạch: ðây bước cuối trình vệ sinh thiết bị, bước có chức làm dư lượng acid thiết bị, ñồng thời làm thiết bị lần 4.3 Một số tượng trình chế biến bảo quản sữa tiệt trùng Hiện tượng ñông tụ Hiện tượng tách lớp chất béo Phồng bao bì bảo quản Hiện tượng lắng Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 44 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ CHƯƠNG KẾT LUẬN Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng nhà máy sữa Cần Thơ dựa quy trình sản xuất thiết bị ñại Sản phẩm có chất lượng tốt ñảm bảo tiêu chuẩn hệ thống quản lý chất lượng an toàn vệ sinh thực phẩm RVA Hà Lan, ñạt tiêu chuẩn ISO 9001 – 2000 hệ thống xử lý nước thải ñạt chất lượng tốt không gây ô nhiễm môi trường Chất lượng sữa thành phẩm có tính chất tương ñối giống với sữa tươi nguyên liệu ñảm bảo giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan ða dạng mùi vị giúp người tiêu dùng có nhiều lựa chọn Quá trình vệ sinh ñược thực ñúng ñảm bảo ðây trình không phần quan trọng trình sản xuất, ảnh hưởng ñến chất lượng sản phẩm Nhà máy sữa Cần Thơ có hệ thống cấu tổ chức tiên tiến Quy trình sản xuất, thiết bị máy móc ñại, ñội ngũ công nhân viên hoàn thiện ñã tạo sản phẩm hoàn hảo ñạt chất lượng quốc tế Hình 15 Một số sản phẩm chế biến từ sữa Vinamilk Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 45 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ TÀI LIỆU THAM KHẢO Dương Thị Phượng Liên (2006), Bài giảng Kỹ thuật chế biến sữa sản phẩm sữa Lâm Xuân Thanh (2003), Công nghệ chế biến sữa sản phẩm sữa, NXB Khoa học kỹ thuật Lê Văn Việt Mẫn (2004), Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa, NXB ðại học Quốc gia, Tp Hồ Chí Minh Lương ðức Phẩm (2002), Vi sinh vật học an toàn vệ sinh thực phẩm, NXB Nông nghiệp, Hà Nội http://www.google.com http://www.vinamilk.com.vn http://www.thucphamvadoisong.vn http://www.raw-milk-facts.com Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp Sinh học ứng dụng 46 [...]... mang ý nghĩa chủ ñộng trong quá trình sản xuất cũng như việc tiết kiệm thời gian trong suốt một quá trình sản xuất Bồn alsafe trữ sữa ở chế ñộ tiệt trùng không bị tái nhiễm vi sinh vật, chủ ñộng trong sản xuất 4.1.4 Các thiết bị chính trong quy trình sản xuất sữa tiệt trùng - Bơm ly tâm Nguyên lý: nhờ lực ly tâm tạo ra trong chất lỏng khi cánh guồng quay mà chất lỏng ñược hút vào và ñẩy ra khỏi bơm Nguyên... trình trao ñổi nhiệt trong hệ thống tiệt trùng UHT sử dụng hai loại thiết bị là thiết bị trao ñổi nhiệt dạng vỉ và thiết bị trao ñổi nhiệt dạng ống lồng ống Tùy theo mục ñích và hiệu quả của từng thiết bị mà các thiết bị này sử dụng vào vị trí thích hợp trong quy trình tiệt trùng Bồn tiệt trùng – Tetra Alsafe – Aseptic Alsafe Tank Dùng ñể trữ sản phẩm ñã tiệt trùng ñể cung cấp cho máy rót hoạt ñộng Ngoài... ñộng trở về bước gia nhiệt và quá trình tiệt trùng ñược thực hiện lại từ ñầu ðảm bảo hệ thống luôn an toàn trước khi sản xuất - Sản xuất Sau tiệt trùng và làm nguội hệ thống sẵn sàng cho sản xuất Sản phẩm cấp vào hệ thống - gia nhiệt sơ bộ - tách khí - ñồng hóa - tiệt trùng - làm nguội - máy rót/tồn trữ bồn vô trùng Trong quá trình sản xuất nếu nhiệt ñộ tiệt trùng sản phẩm tại ñiểm kiểm soát nhỏ hơn... quá trình thanh trùng và tiệt trùng Phương pháp và thiết bị thanh trùng, tiệt trùng: Các thiết bị truyền nhiệt sao cho xuất hiện các dòng chảy rối (khi gia nhiệt sản phẩm bằng phương pháp gián tiếp) cũng nhằm mục ñích giúp cho quá trình truyền nhiệt diễn ra nhanh và hiệu quả hơn Chế ñộ thanh trùng hoặc tiệt trùng: Dựa vào ñiều kiện cụ thể, mỗi nhà máy sản xuất sẽ tự ñề xuất các chế ñộ xử lý nhiệt thích... vào từng hoàn cảnh cụ thể Tại nhà máy sữa Cần Thơ hệ thống tiệt trùng UHT sử dụng phương pháp tiệt trùng gián tiếp Hệ thống Taflex hoạt ñộng tự ñộng và có bốn trạng thái: tiệt trùng thiết bị, sản xuất, AIC và CIP Hệ thống này mặt an toàn ñược xem xét ñầu tiên, chương trình không cho phép hoạt ñộng khi nhiệt ñộ cài ñặt không ñạt hay vận hành sai các bước ñã cài ñặt trên hệ thống - Tiệt trùng thiết bị. .. nghiệp và Sinh học ứng dụng 32 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Hệ thống sau khi vệ sinh sạch sẽ và trước khi sản xuất phải tiệt trùng thiết bị Quá trình này tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật còn sót lại sau khi vệ sinh trong hệ thống Quá trình tiệt trùng thiết bị hoàn chỉnh bao gồm: Gia nhiệt - Tiệt trùng - Làm nguội - Ổn ñịnh Trong quá trình tiệt trùng nếu nhiệt ñộ tại ñiểm kiểm soát trong. .. CHÍNH TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG 4.1 Giới thiệu quy trình sản xuất sữa tiệt trùng VINAMILK 4.1.1 Quy trình sản xuất Nguyên liệu Phối trộn Bộ lọc ðồng hóa 1 Thanh trùng Làm lạnh Trữ lạnh Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 29 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ Chuẩn hóa ðồng hóa 2 Tiệt trùng Làm nguội Bồn tiệt trùng Rót, ñóng hộp Xếp... pháp tiệt trùng UHT (Ultra High Temperature), nhiệt ñộ xử lý khoảng 110 – 150oC và lưu nhiệt trong thời gian vài giây Ở nhiệt ñộ cao và kết hợp với thời gian lưu nhiệt ngắn sẽ không làm thay ñổi tính chất của sữa Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 28 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG QUY TRÌNH... tiếp vào máy rót sản phẩm Bồn Alsafe sẽ lưu trữ sản phẩm tiệt trùng giúp cho thiết bị UHT hoạt ñộng liên tục không gián ñoạn Ngoài ra Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 31 Luận văn tốt nghiệp K29 – 2008 Trường ðại học Cần Thơ nó còn mang ý nghĩa chủ ñộng trong quá trình sản xuất khi cần thiết UHT vẫn ñủ thời gian thực hiện bảo trì và sữa chữa nhỏ trong khi máy rót... dysenterial… Các loài này phần ñông trong thực tế không gây ra sự thay ñổi ñáng kể của sữa và không thể xác ñịnh bởi con ñường phân tích hệ sinh vật có trong sữa ñược 3.3.2 Nấm men Trong sữa và các sản phẩm từ sữa thường gặp các giống nấm men sinh bào tử và không sinh bào tử Chúng lên men ñường lactose thành carbon dioxide và rượu ðây là phản ứng sinh hóa quan trọng trong quá trình hình thành một số sản phẩm sữa