Báo cáo công nghệ sản xuất sữa Bột

Báo cáo công nghệ sản xuất sữa Bột.......Sữa Bột ...sữa bột.......1)Giới thiệu, 2)Quy trình sản xuất, 3) Thiết bị, 4) Sản phẩm,.... Tài liệu bổ ích, trình bày chi tiết rõ ràng đầy đủ các phần đã nêu như đề mục trên.....

Trang 1

-Nhóm thực hiện:

Nguyễn Thúy Vũ An – 60000010; Đinh Thị Thu Hà - 60000601;

Nguyễn Thị Phương Lan – 60001193; Sử Thị Ngọc Quỳnh - 60001906

1

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I: NGUYÊN LIỆU 4

I.1 SỮA BÒ 4

I.2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA SỮA TƯƠI 4

I.3 TÍNH CHẤT HÓA LÝ VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỮA TƯƠI 4 I.3.1 Về thành phần hóa lý 4

I.3.2 Về thành phần hoá học 4

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 7

II.1 SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: 7

II.2 GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 8

II.2.1 Thanh trùng: 8

Một số biến đổi của sữa trong quá trình: 8

II.2.2 Chuẩn hóa : 9

II.2.3 Lọc: 10

II.2.4 Đồng hóa: 10

II.2.5 Cô đặc: 12

II.2.6 Sấy: 12

II.2.7 Đóng gói: 14

II.2.8 Sự biến đổi của sữa trong quá trình bảo quản: 14

CHƯƠNG III: SẢN PHẨM 15

III.1 SỮA BỘT KHÔNG KEM: 15

III.2 SỮA BỘT NGUYÊN KEM .16

III.3 SỮA BỘT UỐNG LIỀN 16

CHƯƠNG IV: CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA SỮA BỘT 16

IV.1 CHỈ TIÊU CẢM QUAN 16

IV.2 CHỈ TIÊU HÓA HỌC 16

IV.3 CHỈ TIÊU HÓA LÝ 17

IV.4 CHỈ TIÊU VI SINH 17

V CHƯƠNG V: PHỤ LỤC HÌNH MÁY MÓC THIẾT BỊ 18

V.1 THIẾT BỊ GIA NHIỆT: 18

V.1.1 Thiết bị gia nhiệt dạng đĩa 18

V.1.2 Đĩa trao đổi nhiệt 18

V.2 MÁY LY TÂM: 19

V.2.1 Máy ly tâm: 19

V.2.2 Hệ thống đĩa của máy ly tâm: 19

V.3 THIẾT BỊ CÔ ĐẶC: 19

Trang 2

V.4 THIẾT BỊ ĐỒNG HÓA: 19

V.5 THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DẠNG DĨA: 19

V.6 THIẾT BỊ SẤY: 19

V.6.1 Thiết bị sấy màng: 19

V.6.2 Đĩa phun: 19

VI CHƯƠNG VI: CÁC SẢN PHẨM MỚI TỪ SỮA 19

VI.1 ENCAPSULATION (CỐ ĐỊNH – NHỐT): 20

VI.2 EXTRUSION PROCESSING 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

Trang 3

3

LỜI NÓI ĐẦU

Sau sữa mẹ, sữa bò là thực phẩm chứa các chất dinh dưỡng đầy đủ và cân đối nhất Các sản phẩm từ sữa bò cũng đa dạng và phong phú Từ nguyên liệu sữa bò người ta đã chế biến ra vô vàn các sản phẩm với cấu trúc, trạng thái và hương vị khác nhau

Các sản phẩm từ sữa có thể ở dạng rắn như phomat với kết cấu hình thù và tính cảm vị đặc trưng mang phong vị của từng xứ sở, quê hương; dạng hạt đơn điệu như trong các sữa bột; dạng đặc mịn như trong sữa chua với các hương vị trái cây khác nhau; dạng lỏng như trong các loại sữa cô đặc với đường Trong đó sữa bột là một sản phẩm dinh dưỡng rất thông dụng trong cuộc sống và phù hợp với nhiều lứa tuổi

Trong bài cáo này, chúng tôi muốn giới thiệu với các bạn quy trình sản xuất sữa bột

Trang 4

CHƯƠNG I: NGUYÊN LIỆU

Nguyên liệu chính để sản xuất ra sữa bột là sữa tươi Có rất nhiều loại sữa tươi được sử dụng nhưng phổ biến nhất ở Việt Nam là sữa bò Do đó, chúng tôi chỉ đề cập đến nguồn nguyên liệu là sữa bò

I.1 SỮA BÒ

Sữa bò là thức ăn duy nhất của động vật có vú sơ sinh Các chất trong sữa cung cấp cả năng lượng và vật chất cần thiết để xây dựng tế bào và cơ thể Sữa còn chứa các chất kháng thể để bảo vệ cơ thể chống lại sự nhiễm khuẩn Người ta có thể lấy sữa bằng nhiều cách khác nhau: bằng tay hay bằng máy

I.2 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA SỮA TƯƠI

Sữa là một chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có

vị đường nhẹ và có mùi ít rõ nét Sữa thường có những đặc điểm và tính chất sau:

Mật độ chiết quang ở 15oC 1.030 – 1.034

Tỷ nhiệt 0.93

Điểm đông -0.55oC

pH 6.5 – 6.6

Độ acid được tính bằng độ Dornic - oD 16 – 18

(decigam acid lactic/ lit sữa)

Chỉ số khúc xạ ở 20oC 1.35

I.3 TÍNH CHẤT HÓA LÝ VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA SỮA TƯƠI

I.3.1 Về thành phần hóa lý

Về phương diện hóa lý người ta coi sữa như một thể keo gồm các cầu béo ( đường kính từ 3-5µm) và các mixen protein (đường kính từ 0.1µm trong pha phân tán là nước)

I.3.2 Về thành phần hoá học

Thành phần hóa học của sữa bò có thể khác nhau giữa các giống bò khác nhau hoặc các loài khác nhau trong cùng một giống

Trang 5

5

Thành phần Giá trị trung bình (%)

Nước 87.0 Lipid 4.0 Protein 3.5 Đường lactose 4.7

I.2.3.1 Chất béo:

Chất béo là một trong các thành phần quan trọng của sữa, nó tồn tại trong sữa ở dạng hệ nhũ tương dầu trong nước

Thành phần các acid béo chính trong chất béo của sữa:

Acid béo Thành phần (%) tonc (oC) Trạng thái ở nhiệt độ thường

Trang 6

Thành phần protein trong sữa:

Protein Thành phần (g/kg sữa) Thành phần (%) Tổng phần trăm (%)

Sữa có chứa nhiều loại enzym, có thể chia làm 2 loại:

Enzym thủy phân: lipase, photphotase, galactase, amylase,…

Enzym oxy hoá sinh học: reductase, lactoperoxydase, catalase,…

I.2.3.4 Glucid:

Trong sữa chỉ có chủ yếu là đường lactose Đây là đường saccharide giữa galactose và glucose, có hàm lượng trung bình là 50g/l Khi có tác dụng của acid lactic hay enzym lactase thì lactose sẽ chuyển thành glucose và galactose Lactose không ngọt như các loại đường khác, độ ngọt nhỏ hơn khoảng 30 lần so với đường saccarose

Trang 7

7

Lượng chất khoáng có trong sữa nhỏ hơn 1%, bao gồm khoáng vi lượng (Fe, Zn,

Co, I … ) và đa lượng (K, Na, Ca, Mg, P…) nằm dưới dạng dung dịch muối photphat, clorua hay các muối khác

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Lọc

Đồng hóaThanh trùng

Cô đặcSữa bò tươi

Sản phẩmCream

Trang 8

Bao bì

II.2 GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

II.2.1 Thanh trùng:

Mục đích: của thanh trùng mục đích chuẩn bị, để loại trừ Enzym phosphatse có trong sữa thô ( phải kết hợp giữa thời gian và nhiệt độ) Ngoài ra thanh trùng còn nhằm để tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh ( hầu hết là các vi khuẩn lao tubercle) Đồng thời còn tiêu diệt các hệ vi sinh vật và Enzym có khả năng gây mùi và hư hỏng sữa

Sự kết hợp thời gian và nhiệt độ:

Một số biến đổi của sữa trong quá trình:

¾ Biến đổi vật lý: chất béo trong sữa sẽ chảy lỏng hoàn toàn làm thay đổi

thể tích và độ nhớt của sữa, nhiệt độ sữa tăng lên

¾ Biến đổi hóa học: xảy ra các phản ứng hóa học không có lợi: phản ứng

phân hủy các acid amin; sự mất cân bằng về thành phần Nitơ, các loại muối khoáng và vitamin; phản ứng tạo màu không có lợi cho sản phẩm (phản ứng Maillard)

¾ Biến đổi hóa lý và hóa sinh: một số protein hòa tan bị biến tính và hình

thành các hợp chất phức tạp với casein Nhiệt độ cao sẽ làm vô hoạt các Enzym trong sữa

Trang 9

9

¾ Biến đổi sinh học: phá hủy được các cấu trúc của trực khuẩn chịu nhiệt,

các vi khuẩn gây bệnh, làm cho sữa sau thanh trùng đáp ứng các tiêu chuẩn cho phép về vi sinh

II.2.2 Chuẩn hóa :

Mục đích: chuẩn bị, nhằm điều chỉnh hàm lượng chất khô đồng thời ổn định thành phần chất béo có trong sữa ban đầu theo yêu cầu

Trong quy trình sản xuất sữa hiện đại với sự đa dạng hóa sản phẩm, chuẩn hóa trực tiếp được kết hợp với tách kem

Hình 1: Chuẩn hóa

Hệ thống van, lưu lượng kế và đầu dò của hệ thống kiểm tra bằng vi tính đã được điều chỉnh để kiểm tra thành phần chất béo của sữa và cream như giá trị mong muốn

Aùp suất trong dòng sữa sẽ được duy trì nhờ một van áp suất để cho quá trình chuyển hóa được chính xác Để quy trình được chính xác cần phải đo các thông số biến đổi như:

¾ Sự dao động của thành phần chất béo của sữa mới nhập về

¾ Sự dao động của số lượng sữa đưa vào quy trình

¾ Sự dao động của nhiệt độ quá trình xử lý nhiệt sơ bộ

Hầu hết các biến đổi này đều có mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau Hàm lượng chất béo cream có thể được điều chỉnh đến bất cứ giá trị nào trong khoảng giới hạn cho phép Đối với sữa đã được chuẩn hóa độ sai lệch chuẩn nên ít hơn 0.03%

Trước khi tách kem sữa sẽ được thanh trùng Pasteur ở nhiệt độ 55-65oC Sau đó sữa sẽ được đưa qua máy li tâm để tách cream Một phần cream này sẽ được trộn với lượng sữa không cream để tạo độ béo nhất định Phần còn lại sẽ được đưa trực tiếp đến bộ phận thanh trùng Pasteur cream

Phương pháp kiểm tra độ béo cream:

Hàm lượng béo của cream trong dòng ra của máy tách được quyết định bởi tỷ lệ dòng cream Hàm lượng béo của cream tỉ lệ nghịch với tốc độ dòng chảy Người

ta dùng lưu lượng kế để kiểm tra hàm lượng béo Đây là phương pháp nhanh nhất và cũng là phương pháp chính xác Ngoài ra cò có những thiết bị khác dùng để đo liên tục hàm lượng béo trong cream rất chính xác, tuy nhiên việc kiểm tra này lại mất khá nhiều thời gian

Một số biến đổi:

Trang 10

Trong quá trình này hầu như không có biến đổi nào quan trọng mà chủ yếu là các biến đổi về vật lý như thay đổi độ nhớt, tỉ trọng,…

II.2.3 Lọc:

Là quá trình phân riêng hỗn hợp đồng nhất dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh phía trước màng lọc hay áp suất chân không phía sau màng lọc

Mục đích: chuẩn bị nhằm dể:

- Tách nước ra khỏi huyết thanh sữa

- Tách muối của huyết thanh

- Giảm lượng vi sinh vật trong sữa gầy và huyết thanh

Các biến đổi của sữa:

Hầu như không có sự biến đổi về thành phần hóa học và các thành phần khác Chất lượng sữa tăng lên do đã được tách hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật không có lợi theo cặn Tuy nhiên có thể tổn thất một số chất như: protein, vitamin, chất màu,…

II.2.4 Đồng hóa:

Mục đích: của quá trình đồng hóa là phân tán các hạt béo trong sữa để tạo nên một hỗn hợp đồng nhất

Nhiệt độ đồng hóa thường là 60-70oC và áp suất khoảng 10-25MPa (100-250 bar) tùy thuộc vào sản phẩm

Có 2 loại đồng hóa 1 cấp và 2 cấp Thông thường phương pháp đồng hóa 2 cấp thường được sử dụng vì đạt được hiệu quả cao Đồng hóa 2 cấp thường được ứng dụng cho các sản phẩm có hàm lượng béo cao và đòi hỏi hiệu suất đồng hóa cao

Ưu điểm của quá trình đồng hóa:

- Những hạt béo không hình thành dòng cream

- Màu sắc trắng và hấp dẫn hơn

Trang 11

11

- Giảm khả năng dễ oxi hóa của chất béo

- Hương vị ( mùi vị) ngon hơn

- Tính chất ổn định hơn những sản phẩm sữa truyền thống

Khuyết điểm:

- Sữa đã được đồng hóa không thể cho hiệu quả tách cao

- Làm tăng khả năng nhạy cảm với ánh sáng mặt trời và có thể gây ra mùi

- Giảm độ bền nhiệt ( đặc biệt là trong trường hợp đồng hóa 1 cấp )

- Sữa sẽ không thích hợp cho những sản phẩm pho mai cứng hoặc bán cứng vì khối đông tụ quá mềm và khó loại nước

¾ Máy đồng hoá:

Gồm 2 phần:

- Bơm cao áp

- Thiết bị đồng hóa

Bơm cao áp:

Là một bơm piston được điều khiển bởi một motor điện thông qua tay quay và thanh truyền để chuyển động quay của motor thành chuyển động tịnh tiến của piston

Bơm piston đưa áp lực sữa từ 300KPa (3 bar) ở đầu vào lên đến 10 – 25 MPa (100 – 250 bar), tuỳ thuộc vào sản phẩm

Thiết bị đồng hóa:

Đồng hóa luôn luôn xảy ra trong cấp 1 còn cấp 2 chỉ phục vụ mục đích:

- Cung cấp áp suất đầu ra không đổi và được kiểm soát cho cấp 1 để có điều kiện đồng hóa tốt nhất

- Phá vỡ những khối hạt dầu được hình thành trực tiếp sau quá trình đồng hóa

Các bộ phận trong quá trình đồng hóa được lắp một cách chính xác tạo ra một khe hở khoảng 0.1mm hoặc là gấp 100 lần kích thước của hạt béo trong sữa được đồng hóa Tốc độ chất lỏng khoảng 100-400 m/s và xảy ra trong 10 -15 micro giây Năng lượng để đồng hóa rất lớn tuy nhiên năng lượng thực sự để phá vở các hạt béo không tới 1%

Một số biến đổi của sữa:

Qua quá trình đồng hóa, nhiệt độ của sữa sẽ tăng, đồng thời độ nhớt của sữa cũng thay đổi Không có thay đổi đáng kể về hóa học, sinh hóa và hóa học

Trang 12

II.2.5 Cô đặc:

Hình 4: Cô đặc

Cô đặc là một bước chuẩn bị cho quá trình sấy Sản phẩm sữa bột thường được cô đặc từ nồng độ 9 - 13% tới 40 – 50% tổng hàm lượng chất khô trước khi được bơm vào máy sấy Trong quá trình cô đặc, nước sẽ được cấp nhiệt và bốc hơi Vì sữa là sản phẩm khá nhạy cảm với nhiệt độ nên để giảm sự biến đổi của sữa khi gia nhiệt ta nên thực hiện cô đặc chân không, đôi khi nhiệt độ cô đặc khoảng

40oC Thời gian cô đặc càng ngắn càng tốt

Các biến đổi của sữa sau khi cô đặc:

¾ Biến đổi về hóa lý: có sự chuyển pha của nước từ lỏng sang hơi, làm cho nồng độ chất khô của sữa tăng nhanh Ngoài ra còn có sự gia tăng về khối lượng riêng, tỉ trọng, nhiệt độ sôi và đặc biệt là độ nhớt

¾ Biến đổi về hóa sinh: xảy ra các phản ứng Maillard, Caramel do sự ngưng tụ các acid amin có rất nhiều trong sữa và các phân tử đường làm cho sữa có màu nâu

II.2.6 Sấy:

Mục đích: lấy nước trong sữa làm cho sữa từ dạng lỏng chuyẩn sang dạng bột

II.2.6.1 Giai đoạn tán nhỏ sữa(đĩa tán):

Các giọt sữa khi bắt đầu vào sấy sẽ được tán nhỏ ra bằng đĩa tán để tăng hiệu quả sấy

Ví dụ: 1 lít sữa có diện tích bề mặt khoảng 0.05m2 Nếu sữa được tán nhỏ thì mỗi giọt sữa sẽ có diện tích bề mặt 0.05 – 0.15mm2 Như vậy tổng diện tích bề mặt của 1 lít sữa bây giờ là 35m2 Vậy sau quá trình phân tán sữa thì diện tích tiếp xúc bây giờ đã tăng lên 700 lần

Việc thiết kế thiết bị tán sữa phụ thuộc vào kích thước phân tử và đặc tính yêu cầu của sản phẩm bột khô như: độ hòa tan, tỉ trọng, độ ẩm, tính chất hạt, kết cấu hạt,…

Đĩa phun là một dạng thiết bị tán thông dụng, bao gồm một đĩa quay với nhiều lỗ nhỏ để sữa đi qua Sau khi đi qua đĩa phun, sữa sẽ đạt vận tốc rất cao Tốc độ quay của đĩa từ 5000 – 25000 vòng/phút

II.2.6.2 Hệ thống máy sấy căn bản:

¾ Sấy 1 giai đoạn:

Hình 5: Sấy 1 giai đoạn

Đây là hệ thống đơn giản để sản xuất sữa bột Thông thường, người ta sử dụng máy sấy phun với một hệ thống làm việc bằng khí nén Hệ thống này làm việc trên nguyên tắc chỉ sấy một lần Tất cả sự tách ẩm diễn ra trong buồng sấy phun

Trang 13

Không khí được hút vào nhờ quạt qua thiết bị lọc và đưa vào thiết bị gia nhiệt đến to = 150 – 200oC Không khí nóng sẽ đi qua bộ phận phân phối đến buồng phối trộn Và tại đây sữa đã được phân tán nhỏ được trộn với không khí nóng và xảy ra quá trình bốc hơi Trước tiên nước trong các mao dẫn và các lỗ phải khuếch tán qua bề mặt phân tử rồi sau đó mới bốc hơi Trong quá trình rơi xuống, nước trong sữa sẽ lấy nhiệt trực tiếp của không khí và bốc hơi Nhiệt độ của sữa khoảng 70-800C Sữa sau khi sấy sẽ giảm khoảng 50% trọng lượng, 40% thể tích và đường kính của hạt sữa giảm 75% so với khi vừa ra khỏi bộ phận phân tán

Hình 6: Sấy 2 giai đoạn:

Phương pháp sấy 2 tầng cho sản phẩm sữa bột là sự kết hợp giữa sấy phun (giai đoạn thứ nhất) và sấy tầng sôi (giai đoạn thứ hai)

Nếu lượng ẩm trong sản phẩm cuối vẫn quá cao thì ta cho qua dây chuyền sấy 2 giai đoạn

Chức năng của thiết bị này là để loại bỏ ẩm thường và làm nguội bột Sữa bột được sấy 2 tầng thô hơn vì các phân tử ban đầu lớn hơn và có mặt của các khối kết tụ

Hình 7: Sấy 3 giai đoạn

Sản phẩm được tán nhỏ bởi các vòi đặt tại đỉnh của buồng sấy chính Sữa được cung cấp đến vòi nhờ bơm cao áp Aùp suất phân tán lên đến 200 bar Hầu hết tác nhân sấy được cung cấp đến buồng sấy quanh các vòi riêng ở nhiệt độ 280oC

Ơû quá trình sấy đầu tiên sữa được phun từ vòi và rơi xuống băng tải chuyển động

ở đáy buồng sấy tạo thành một lóp xốp trên băng tải ( độ ẩm 12- 20%)

Giai đoạn sấy 2 sẽ làm giảm ẩm xuống còn 8-10%

Giai đoạn sấy 3 là giai đoạn sấy cuối cùng cho sữa bột gầy và sữa bột nguyên kem diễn ra trong 2 buồng sấy (8,9) Buồng 8 được sử dụng khi có sư tạo thành tinh thể lactose Trong trường hợp này không khí chuyển thẳng vào buồng Giai đoạn sấy 3 xảy ra trong buồng 9 Khí nóng có nhiệt độ đầu vào là 130oC được

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	431,61 KB