ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BẮP

Trong đó, sữa bắp là mộtsản phẩm được sản xuất từ những hạt bắp, một loại hạt được xem là ngũ cốcvàng vì không những nó đáp ứng cho nhu cầu thực phẩm chính của con người từthuở sơ khai m

ĐẠI HỌC HUẾ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Mặt bằng phân xưởng sản xuất chính (A1)

Mặt cắt phân xưởng sản xuất chính

4/ Giáo viên hướng dẫn.

PGS.TS Nguyễn Văn Toản

5/ Ngày giao nhiệm vụ:

6/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên)

PGS.TS Nguyễn Văn Toản

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học trong những bộ phận chính của hạt bắp 5

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn TCVN 1695-87 của đường 6

Bảng 1.3 Chỉ tiêu chất lượng của nước theo QĐ/BYT/1329/2002 7

Bảng 1.4 Thành phần dinh dưỡng của sữa 7

Bảng 3.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu 26

Bảng 3.2 Biểu đồ kế hoạch sản xuất của nhà máy 26

Bảng 3.3 Biểu đồ bồ trí sản xuất 27

Bảng 3.4 Bảng tiêu hao qua từng công đoạn 27

Bảng 3.5 Thành phần sữa bắp 28

Bảng 3.6 Cân bằng vật chất cho phân xưởng sản xuất 33

Bảng 4.1 Bảng tổng kết các thiết bị dùng trong dây chuyền 54

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cấu tạo của quả bắp 3

Hình 1.2 Cấu tạo hạt bắp 3

Hình 2.1 Thiết bị nghiền búa 13

Hình 2.2 Thiết bị nghiền đĩa trục quay 14

Hình 2.3 Thiết bị ly tâm nằm ngang 15

Hình 2.4 Thiêt bị phối trộn 17

Hình 2.5 Thiết bị lọc nằm ngang 18

Hình 2.6 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng 18

Hình 2.7 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đồng hóa 20

Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý tiệt trùng UHT 22

Hình 2.9 Thiết bị gia nhiệt dạng ống lồng ống 22

Hình 2.10 Bồn chứa vô trùng 23

Hình 2.11 Cấu trúc bao bì tetra pak 25

Hình 4.1 Sơ đồ phối trộn 30

Hình 4.1 Bunke chứa bắp 35

Hình 4.2 Gàu tải 37

Hình 4.3 Máy tách hạt bắp 38

Hình 4.4 Thiết bị nghiền búa 39

Hình 4.5 Máy nghiền đĩa 40

Hình 4.6 Vít tải vận chuyển nguyên liệu 41

Hình 4.7 Thiết bị ly tâm .41

Hình 4.8 Mô hình thùng chứa 42

Hình 4.9 Thùng hòa trộn sữa 43

Hình 4.10 Nồi nấu hai vỏ 44

Hình 4.11 Thiết bị lọc dạng ống 47

Hình 4.12 Thiết bị gia nhiệt dạng tấm 48

Hình 4.13 Tetra therm aseptic plex 50 Hình 4.14 Bồn trữ vô trùng 51 Hình 4.15 Thiết bị rót hộp Tetra TBA 19 slim 52

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

PHẦN 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Nguyên liệu bắp 2

1.1.1 Tên khoa học 2

1.1.2 Phân loại 2

1.1.3 Cấu tạo quả bắp 3

1.1.4 Cấu tạo hạt bắp 3

1.1.5 Thành phần hóa học 4

1.2 Một số nguyên liệu khác 5

1.2.1 Đường 5

1.2.2 Nước 6

1.2.3 Sữa tươi 7

1.2.4 Chất ổn định 8

1.2.5 Phụ gia 9

1.3 Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm sữa bắp 9

1.3.1 Chỉ tiêu lý hóa 9

1.3.2 Chỉ tiêu vi sinh 10

1.3.3 Chỉ tiêu hóa sinh 10

1.3.4 Chỉ tiêu cảm quan 10

1.4 Bao bì 10

PHẦN 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 11

2.1 Lựa chọn quy trình công nghệ 11

2.2 Thuyết minh quy trình 12

2.2.1 Bắp nguyên liệu 12

2.2.2 Nghiền ướt 13

2.2.3 Ly tâm 15

2.2.4 Phối trộn 16

2.2.5 Lọc 17

2.2.6 Gia nhiệt 18

2.2.7 Đồng hóa 19

2.2.8 Tiệt trùng, làm nguội 21

2.2.9 Bồn chứa vô trùng 23

2.2.10 Rót hộp 24

PHẦN 3 TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 26

3.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 26

3.1.1 Biểu đồ nhập nguyên liệu 26

3.1.2 Biểu đồ sản xuất 26

3.1.3 Biểu đồ bố trí sản xuất 27

x: có sản xuất 27

0: không sản xuất 27

3.2 Tính cân bằng vật chất 27

3.2.1 Tính nguyên liệu chính 27

3.2.2 Tính nguyên liệu phụ 32

PHẦN 4: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 34

4.1 Bunke 34

4.2 Gàu tải 37

4.3 Máy tách hạt bắp 37

4.4 Chọn máy nghiền 38

4.4.1 Chọn máy nghiền búa (máy nghiền thô) 38

4.4.2 Chọn máy nghiền đĩa (máy nghiền tinh) 39

4.5 Chọn vít tải nguyên liệu vào máy nghiền 40

4.6 Thiết bị ly tâm 41

4.7 Thùng chứa dịch bắp 42

4.8 Thùng hòa trộn 42

4.9 Nồi nấu si rô đường 44

4.10 Thùng chứa nước nóng 45

4.11 Thùng chứa sữa 46

4.12 Thùng chứa trung gian 46

4.13 Thiết bị lọc 47

4.14 Chọn cụm thiết bị gia nhiệt, đồng hoá tiệt trùng 48

4.14.1 Thiết bị gia nhiệt 48

4.14.2 Thiết bị đồng hóa 49

4.15 Chọn hệ thống tiệt trùng, làm nguội 49

4.16 Bồn vô trùng 50

4.17 Cụm thiết bị rót và đóng hộp 52

4.18 Tính và chọn bơm 53

4.18.1 Bơm ly tâm 53

4.18.2 Bơm răng khía 53

KẾT LUẬN 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

ĐẶT VẤN ĐỀ

cầu tiêu dùng của con người càng tăng, đòi hỏi yêu cầu về chất lượng, dinhdưỡng, an toàn… ngày càng cao Với điều kiện thiên nhiên ưu đãi, cây bắp đượctrồng rất nhiều ở nước ta Hiện nay, với công nghệ chế biến thực phẩm hiện đại,

từ những nguồn nguyên liệu đơn giản, có sẵn, qua các quá trình trong sản xuất

đã cho ra những sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Trong đó, sữa bắp là mộtsản phẩm được sản xuất từ những hạt bắp, một loại hạt được xem là ngũ cốcvàng vì không những nó đáp ứng cho nhu cầu thực phẩm chính của con người từthuở sơ khai mà còn là một nguồn dinh dưỡng tiềm năng góp phần ngăn ngừanhững triệu chứng bệnh lý của động mạch vành dẫn tới nhồi máu cơ tim, suyTrong sữa bắp có chứa các vitamin B1, B3, B6,… rất tốt cho hệ thần kinh,giúp tăng cường khả năng ghi nhớ và hạn chế nguy cơ mắc bệnh Alzheimer ởngười già Sữa bắp còn giảm đáng kể việc hấp thụ cholesterol, bảo vệ hệ thốngtim mạch, phòng tránh xơ vữa động mạch, đột quỵ Sữa bắp không chỉ tốt chongười già mà còn tốt cho thị lực của trẻ nhỏ Với hương vị thanh ngọt, mát lànhkhông chỉ giúp trẻ thấy ngon miệng, mà trong sữa bắp còn chứa hàm lượng caovitamin A tốt cho mắt, giúp sáng mắt, phòng tránh và hạn chế nguy cơ cận thị vì

Vì vậy, với kiến thức đã được học và tìm hiểu tôi chọn đề tài đồ án công

nghệ là: “Thiết kế phân xưởng sản xuất sữa bắp tiệt trùng năng suất 17 triệu lít sản phẩm /năm”.

PHẦN 1 TỔNG QUAN

Dựa vào cấu tạo tinh bột của nội nhũ hạt, bắp được chia thành 5 loại sau:

Bắp răng ngựa (Zea mays Indentata Sturt): hạt tương đôi lớn, dẹt, đầu hạt

có vết lõm như hình cái răng Hai bên sườn hạt là tinh bột miền sừng, đầu vàgiữa hạt là chất tinh bột mềm (miền bột) Vỏ hạt màu vàng, đôi khi màu trắng.Hàm lượng tinh bột khoảng 60 - 65% khối lượng hạt, trong đó 21% amylose và79% là amylopectin Bắp răng ngựa chủ yếu dùng để sản xuất thức ăn gia súc vàcòn dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp hay thức ăn cho người

Bắp đá (Zea mays Indurata Sturt): hạt tròn, nội nhũ chứa nhiều tinh bột

miền sừng; vỏ hạt có màu trắng ngà, màu vàng, đôi khi có màu đỏ Hàm lượngtinh bột chiếm khoảng 56-75% khối lượng hạt trong đó 21% là amylose và 79%

là amylopectin Bắp đá thường được dùng để chế biến thức ăn cho người và giasúc, hay dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp

Bắp nếp (Zea mays Ceratina Kalesh): còn gọi là bắp sáp, hạt bắp tròn, to,

bề mặt nhẵn, màu trắng đục hoặc màu vàng Hàm lượng tinh bột chiếm khoảng60% khối lượng hạt trong đó amylopectin chiếm gần 100%, tỉ lệ amylose khôngđáng kể Bắp nếp chủ yếu làm thức ăn cho người và còn làm nguyên liệu chocông nghiệp sản xuất bánh kẹo

Bắp bột (Zea mays Amylacea Sturt): hạt bẹt và đầu tròn, mặt hơi nhẵn.

Hàm lượng tinh bột chiếm khoảng 55 - 80% khối lượng hạt trong đó 20% làamylase và 80% là amylopectin Bắp bột hầu hết dùng làm thức ăn cho người

Bắp đường (Zea mays Saccharata Sturt): hạt thường nhăn nheo, vỏ có màu

vàng, trắng hoặc tím Hàm lượng tinh bột của nội nhũ tương đối từ khoảng 25 47% khối lượng hạt Hàm lượng đường và dextrin khá cao, có thể đến 19 -31%khối lượng hạt Thành phần tinh bột của ngô đường gồm 60 - 90% amylose và

-10 - 40% là amylopectin Bắp đường thường dùng làm thức ăn cho người và sửdụng trong công nghiệp thực phẩm.

1.1.3 Cấu tạo quả bắp

Cấu tạo của một quả bắp được mô tả trong hình, bao gồm lá bao, râu, lõi,cuống, hạt Nếu bóc hết lá bao và râu thì quả bắp có hình trụ thuôn ở 2 đầu.Trong một quả, hạt chiếm khoảng 78%, còn lại lõi và cuống khoảng 22% tínhtheo hàm ẩm tự nhiên Trong lõi còn lại trung hình 0,22% hạt không tẻ ra đượcgọi là hạt kẹ Tùy theo giống, điều kiện canh tác mà trọng lượng quả bắp trongkhoảng 200 - 400g, cá biệt có loài cho bắp đến 600g Chiều dài bắp vào khoảng

10 - 25cm Hạt bắp phát triển thành từng hàng thẳng, số hàng mọc trên mỗi bắpthường là số chẵn Số hàng nhiều hay ít phụ thuộc vào kích cỡ bắp trong khoảng

Hạt

Cuống

Cấu tạo của hạt bắp gồm 5 phần chính: vỏ hạt, lớp aleurone, phôi hạt, nộinhũ và mày hạt (chân hạt) Sơ đồ cấu tạo được thể hiện trên hình 1.2.

d Phôi hạt

Nằm ở phần đầu nhỏ của hạt, dưới lớp aleurone, chứa tất cả các tế bào pháttriển của các quá trình sống Phôi hạt cấu tạo từ các tế bào mềm, chứa các chấtgiàu dinh dưỡng như protein, lipid, vitamin và phấn lớn các enzyme Phôi hạtcủa bắp có kích thước và khối lượng lớn hơn so với phôi của các loại ngũ cốckhác, thường chiếm 10 – 14% khối lượng hạt

e Mày hạt

Là phần lồi ra ngoài ở cuối hạt, mày hạt là bộ phận dính hạt vào lõi ngô

1.1.5 Thành phần hóa học

Thành phần hóa học của hạt bắp phụ thuộc vào cấu trúc lý học của hạt, yếu

tố di truyền và môi trường, quá trình chế biến và những mối liên kết khác trongchuỗi thực phẩm Thành phần hóa học của những bộ phận chính của hạt bắpđược ghi trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Thành phần hóa học trong những bộ phận chính của hạt bắp (%) [2]

Sự phân bố thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng trong hạt bắp có liênquan nhiều đến việc bảo quản và chế biến bắp

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn TCVN 1695-87 của đường.

Chỉ tiêu

Đường tinh luyện

Đường cát trắng Thượng

1.2.2 Nước [9]

Nước là một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ sản xuất nước giảikhát Trong nhà máy, nước được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau từ giaiđoạn xử lý nguyên liệu cho đến giai đoạn thành phẩm Trong thành phẩm, nướcchiếm một lượng lớn Việc kiểm soát chất lượng nước sử dụng là bước đầu tiên

để đảm bảo chất lượng của sản phẩm sau cùng

Nước sử dụng trong công nghệ sản xuất thực phẩm nói chung phải đạt tiêuchuẩn của nước uống

Tiêu chuẩn nước dùng trong sản xuất nước giải khát được sử dụng theoQĐ/BYT/ 1329/2002 được trình bày ở bảng 1.3

Bảng 1.3 Chỉ tiêu chất lượng của nước theo QĐ/BYT/1329/2002

Bảng 1.4 Thành phần dinh dưỡng của sữa [4]

Qua số liệu ở bảng 1.4 nhận thấy sữa chứa đầy đủ các chất dinh dưỡng cầnthiết và dễ hấp thụ Ngoài các thành phần chính là protein, lactose, lipid, muốikhoáng còn đầy đủ các loại vitamin, các enzyme, các nguyên tố vi lượng khôngthể thay thế.

Protein của sữa có chứa nhiều và hài hòa các acid amin thiết yếu như:lysine, valine,… các acid amin này mạch ngắn, dạng đơn, không cuộn xoắnnên cơ thể trẻ em rất dễ hấp thụ Độ tiêu hóa của protein sữa 96 – 98% Cơ thểngười sử dụng protein sữa tạo thành hemoglobin dễ dàng hơn bất cứ proteincủa thực phẩm nào khác

Lipid của sữa đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng Lipid của sữabao gồm chất béo, các phosphatit, glycolipid, steroit Chất béo sữa ở dưới dạngcác cầu mỡ có kích thước nhỏ, có độ sinh năng lượng cao và có chứa cácvitamin hòa tan trong chất béo ( A, D, E) Mỡ sữa chứa nhiều nhóm acid béokhác nhau và có độ tiêu hóa cao do có nhiệt độ nóng chảy thấp

Trong sữa có chứa nhiều vitamin gồm cả nhóm hòa tan trong nước(Vitamin nhóm B, C) và vitamin hòa tan trong chất béo (A, D, E)

Hàm lượng muối canci và phospho trong sữa cao, giúp cho quá trình tạothành xương Hai nguyên tố này có tỷ lệ hài hòa và ở dạng dễ hấp thụ, cơ thể cóthể hấp thụ hoàn toàn

- Có dạng bột, dễ hòa tan

1.2.4.2 Nhiệm vụ

- Chống lại sự thay đổi tính chất vật lý của sữa

- Làm ổn định dung dịch

- Làm bền hệ nhũ tương, tạo cấu trúc đồng nhất nhằm:

- Làm giảm sức căng trên bề mặt để đạt được sự phân tán tốt hơn của phaphân tán và giữ ổn định trạng thái

- Tránh tách pha, tách lớp, tạo màng chất béo trên bề mặt: hình thành nênmàng bảo vệ bao bọc xung quanh các hạt của pha phân tán làm cho chúngkhông thể kết hợp lại với nhau

- Không kết bông, lắng cặn, tạo gel

1.2.4.3 Tiêu chuẩn chất lượng

- Chỉ tiêu cảm quan:

+ Trạng thái: dfạng bột mịn, không vón cục, không chứa tạp chất

+ Màu sắc: trắng ngà đặc trưng, không xỉn màu, không mùi lạ

+ Mùi: mùi đặc trưng, không hôi, không mốc

- Là muối của kali với acid sorbic, có dạng bột hoặc dạng hạt màu trắng và

tan nhiều trong nước, không độc với cơ thể con người, không gây mùi lạ ảnhhưởng đến chất lượng sản phẩm

- Có tác dụng ức chế mạnh nấm men và nấm mốc nhưng lại ít tác dụngđến vi khuẩn

- Hàm lượng Kali sorbat cho phép sử dụng trong đồ uống là l000ppm

1.2.5.2 CMC (Cacboxy Methyl Cellulose)

- Dạng màu trắng, có tính hút ẩm, dễ phân tán trong nước và rượu

- Chủ yếu được dùng để điều khiển độ nhớt của sản phẩm mà khôngtạo gel

- Mức độ sử dụng của CMC là 0,05-0,5% trên toàn bộ sản phẩm

1.3 Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm sữa bắp

1.3.1 Chỉ tiêu lý hóa

Tỷ lệ giữa bắp và nước trong quá trình sản xuất sữa bắp có thể thay đổi từ1:4 đến 1 : 6, sự thay đổi này sẽ ảnh hưởng đến thành phần và chất lượng của sữa

1.3.2 Chỉ tiêu vi sinh

Đảm bảo các yêu cầu:

- Không có mặt của các vi khuẩn sau: Staphycocus aureus, Salmonella enteropathogenic, Esherichia coli, Vibrio parahemolyticus, Listeria

monocytogenes, Campylobacter jejuni.

- Không được có mặt Yersinia entrerocolitica.

- Số tế bào của vi sinh vật không được lớn hơn 20,000 cfu/g

- Trong mẫu kiểm tra không có sự xuất hiện của coliform

1.3.3 Chỉ tiêu hóa sinh

Các phép thử hoạt tính của enzyme cho kết quả âm tính

1.3.4 Chỉ tiêu cảm quan

- Trạng thái: dung dịch mịn, đồng nhất, không tách lớp, không kết tủa Khi

để lâu cho phép tách lớp nhẹ nhưng khi lắc vẫn đồng nhất

- Màu sắc: Sản phẩm sữa bắp có màu vàng nhạt

- Mùi: Thơm dịu đặc trưng của bắp

- Vị: Ngọt tự nhiên của bắp

1.4 Bao bì

Bao bì phải được kiểm tra chất lượng trước khi đưa vào sử dụng Bao bìphải thể hiện đầy đủ thông tin cần thiết thể hiện bản chất của sản phẩm, đơn vịsản xuất, hướng dẫn sử dụng, thời hạn sử dụng, lo hàng sản phẩm, thành phần,khối lượng tịnh,…

PHẦN 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1 Lựa chọn quy trình công nghệ [21]

Gia nhiệt ( to = 70-75oC)

Gia nhiệt ( to = 70-75oC)

Đồng hóa (2 cấp 200/50 bar)

Đồng hóa (2 cấp 200/50 bar)

Trữ vô trùng

Tiệt trùng UHT ( to = 137-140oC, t = 4-6s)

Tiệt trùng UHT ( to = 137-140oC, t = 4-6s)

Cân

Tách hạtNước

Làm sạch

Lõi

Sử dụng bắp mới thu hoạch của các giống bắp ngọt hiện có Chọn bắp cóhạt bắp đều, màu vàng sáng, không bị sâu mọt, hư hỏng, hình dáng phải nguyênvẹn Bóc hết lá bẹ và râu rồi rửa sạch bắp.

Một số yêu cầu khi lựa chọn nguyên liệu:

- Có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng

- Được cung cấp bởi những nhà cung cấp uy tín

- Đáp ứng các yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm

- Bắp tươi, có độ non kỹ thuật thích hợp, hạt bắp có màu vàng sáng, hạtmềm, khi châm vào có sữa trắng đục

Hộp vôtrùng

- Hạt không bị sâu bệnh, thối, vỡ nát, không dùng bắp ngô già

- Phải được bộ phận KCS kiểm tra một số chỉ tiêu hóa lý, hóa sinh, vi sinhvật và được cân theo một số yêu cầu thích hợp trước ki đưa vào sản xuất

2.2.2 Nghiền ướt

2.2.2.1 Mục đích

Nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào của hạt bắp, tạo điều kiện tốt cho các chất

dinh dưỡng hòa tan trong nước tạo thành dung dịch huyền phù

3 Sàng 6 Sàng

- Nguyên tắc hoạt động

Khi làm việc rôto quay nhanh, tốc độ vòng của đầu búa khoảng 50m/s – 80m/s Vì vậy động năng mà búa sinh ra rất lớn Khi đổ vật liệu vào vùng dập, búa dập mạnh vào các cục vật liệu làm cho nó vỡ ra, đồng thời làm cho chúng văng mạnh và ra vào các tấm đệm ở thành máy và vỡ nhỏ thêm Sản phẩm lọt qua chấn song ra khỏi máy thành sản phẩm

Hình 2.3 Thiết bị nghiền đĩa trục quay [16]

Cấu tạo:

1 Bộ phận nhập liệu

2 Vít xoắn

3 Cần điều chỉnh khe hở nghiền

4 Đĩa nghiền nguyên liệu

5 Puli dẫn động vào đai truyền động

6 Cơ cấu tháo sản phẩm

- Nguyên tắc hoạt động của thiết bị

Nguyên liệu từ bộ phận nhập liệu số 1 rơi xuống vít xoắn số 2, vít xoắn cónhiệm vụ đẩy hạt vào khoang nghiền Các đĩa nghiền nguyên liệu số 4 được dẫnđộng bằng puli dẫn động số 5, nhờ vậy nguyên liệu được đĩa nghiền thành bộttheo yêu cầu Sản phẩm sau khi ra khỏi đĩa nghiền được đẩy ra theo cửa tháoliệu số 6 Khe nghiền có thể được điều chỉnh nhờ cần gạt để đạt kích thước hạttheo yêu cầu Trong quá trình nghiền, nước nóng được bổ sung vào cùng vớinguyên liệu nhằm mục đích trích ly các chất trong nguyên liệu vào nước

2.2.3 Ly tâm

2.2.3.1 Mục đích

Ly tâm là một quá trình phân riêng các cấu tử có khối lượng riêng khácnhau trong một hỗn hợp lỏng không đồng nhất dưới tác dụng của lực ly tâm.Trong sản xuất sữa bắp, quá trình ly tâm được thực hiện với mục đích loại bãtrong dịch sữa và tách tinh bột ra khỏi dịch sữa để tránh được hiện tượng thoáihóa tinh bột trong quá trình bảo quản sữa sau này

2.2.3.2 Phương pháp

Dịch sệt sau khi nghiền được bơm vào thiết bị ly tâm lắng để tách dịch sữa

ra khỏi dịch sệt, tạo thành dịch sữa bắp và đồng nhất Để dịch sữa bắp khi uốngkhông cảm thấy quá loãng thì lượng bã còn lại cho phép là nhỏ hơn 0,5%

2.2.3.2 Thiết bị

Sử dụng máy ly tâm nằm ngang để lọc dịch sữa

1

Hình 2.4 Thiết bị ly tâm nằm ngang [16]

Cấu tạo:

1 Buồng lọc

2 Ống cấp dịch để cung cấp dịch cần lọc vào thiết bị

3 Ống tháo dịch và màng lọc để tháo sản phẩm

4 Ống tháo bã để tháo bã ra khỏi thiết bị

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị

Dịch lọc qua bộ phận cấp dịch số 2 vào buồng lọc Trục vít xoắn quay tạo

ra lực ly tâm làm cho các hạt rắn chuyển động ra khỏi tâm buồng lọc và va vàothành thiết bị Những hạt rắn này sẽ được trục vít đẩy về ống tháo bã số 4 cònPhần lỏng còn lại tiếp tục qua màng lọc số 3 theo màng tháo sản phẩm ra ngoài

Tỉ lệ phối trộn dịch sữa bắp : sữa tươi : syro đường là 10 : 1 : 2 Đường sửdụng phải tuân thủ theo tiêu chuẩn nguyên liệu, trước khi đưa vào nấu syro phảikiểm tra, tỷ lệ đưa syro đường saccarose 70% vào là tùy thuộc vào sản phẩmtheo quy định của từng nhà máy.

2.2.4.3 Thiết bị

Hình 2.5 Thiêt bị phối trộn [16]

 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị

Đầu tiên dịch sữa sẽ được đưa vào bên trong thiết bị bằng đường sữa vào

số 1, sau đó tiếp tục đưa chất ổn định, đường tinh luyện, hương và một số chấtphụ gia khác vào hòa trộn chung với dịch sữa bằng đường nguyên liệu phụ vào

số 2 Thời gian thực hiện phối trộn là 15 phút, cánh khuấy số 4 hoạt động liêntục nhờ motor số 3 từ lúc dịch sữa được đưa vào cho đến khi thoát ra ngoài

2.2.5 Lọc

2.2.5.1 Mục đích

Sau khi ly tâm và phối trộn còn lẫn các tạp chất và các cấu tử không hòatan, tiến hành lọc để sản phẩm được đồng nhất về trạng thái, nâng cao chấtlượng sản phẩm

2.2.5.2 Phương pháp

Dịch sữa bắp được bơm vào thiết bị lọc dạng ống có lưới lọc Quá trình lọcloại bỏ được các tạp chất và các cấu tử không hòa tan thu được dịch lọc sạch

Cấu tạo:

1 Đường sữa vào

2 Đường của nguyên liệu phụ vào

4

56

Hình 2.7 Thiết bị gia nhiệt bản mỏng [16]

Cấu tạo:

1 Đường nước nóng vào

2 Đường hơi nước

Để quá trình đồng hóa đạt hiệu quả cao, cần làm giảm giá trị sức căng bềmặt, thông dụng nhất là sử dụng chất nhũ hóa

Quá trình này là làm cho các hạt cầu béo trong sữa bị cắt nhỏ và phân tánđều chúng nhằm làm ổn định hệ nhũ tương tránh sự tách pha dưới tác dụng củatrọng lực (không bị tách béo, tách lớp trong bảo quản), từ đó tạo điều kiệnthuận lợi cho các công đoạn sau

2.2.7.2 Phương pháp

Quá trình được thực hiện trong thiết bị đồng hóa sử dụng áp lực cao Thiết

bị hoạt động với 3 pittông chuyển động lệch pha nhau 1/3 chu kỳ Sữa được néntrong xilanh với áp suất đạt được khoảng 200 - 250 bar, nhiệt độ 750C Ở áp suấtnày các cầu mỡ trong sữa được chia nhỏ và phân tán đều trong dung dịch Đó làkết quả của sự thay đổi đột ngột tốc độ dòng sữa qua các khe van Trong khevan, do có cấu tạo giảm dần và trước khe van có mặt phẳng đối diện chỉ chừarãnh thoát sữa rất hẹp nên khi dòng sữa qua đó sẽ va đập vào bề mặt làm tăngvận tốc chuyển động của dòng sữa Vận tốc dòng sữa lúc này có thể đạt tới 200 -

300 m/s Kết quả là các phần tử trong sữa sẽ bị kéo căng và từng phần của nó bịđứt khỏi cầu mỡ phân tán đồng đều trong dịch sữa Sau đó sữa được đưa quađồng hóa cấp hai và tiếp tục được phá vỡ để đạt độ đồng đều theo yêu cầu

Nếu dịch sữa ra khỏi máy đồng hóa chưa đồng nhất thì người ta điều chỉnhkhe hở của sữa đi từ xilanh ra ngoài nhỏ hơn áp lực trong xilanh tạo điều kiệncho dòng sữa ra khỏi xilanh ở chế độ chảy xoáy làm phá vỡ các hạt chất béohòa đều trong dịch sữa, tạo độ nhớt ổn định cho dịch sữa Quá trình làm việc củamáy đồng hóa phải dùng nước làm nguội thường xuyên cho pittông và áp lựcđồng hóa luôn lớn hơn 20 bar, nhiệt độ sữa trong quá trình đồng hóa khoảng

70 - 75oC

2.2.7.3 Thiết bị

Sữa được nén trong xilanh với áp suất đạt được khoảng 200-250 bar, nhiệt

độ 65-750C Ở áp suất này các cầu mỡ trong sữa được chia nhỏ và phân tán đềutrong dung dịch Đó là kết quả của sự thay đổi đột ngột tốc độ dòng sữa qua cáckhe van Trong khe van, do có cấu tạo giảm dần và trước khe van có mặt phẳngđối diện chỉ chừa rãnh thoát sữa rất hẹp nên khi dòng sữa qua đó sẽ va đập vào

bề mặt làm tăng vận tốc chuyển động của dòng sữa Vận tốc dòng sữa lúc này cóthể đạt tới 200 - 300 m/s

Hình 2.8 Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đồng hóa [17]

2.2.8 Tiệt trùng, làm nguội

2.2.8.1 Mục đích

- Tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật chịu nhiệt và bào tử của nó

- Vô hoạt không thuận nghịch những enzyme có trong sữa

- Kéo dài thời hạn sử dụng của sản phẩm, đảm bảo an toàn tuyệt đối về mặt

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý tiệt trùng UHT [19]

Sữa từ thùng cân bằng 1 được bơm 2 bơm vào ngăn trao đổi nhiệt của thiết

bị trao đổi nhiệt dạng ống để nâng nhiệt độ lên 70-750C (trong vùng 3a) rồi vàothiết bị đồng hóa Sữa sau đồng hóa vào vùng gia nhiệt 3c, tại đây nhiệt độ củadịch sữa được nâng lên 135-1400C Sữa được duy trì ở nhiệt độ này trong vàigiây trong ống lưu nhiệt 5 Sau đó, sữa được làm lạnh xuống nhiệt độ khoảng20– 25 0C tại vùng trao đổi nhiệt 3d Sữa sau khi làm lạnh được chuyển vào bồnchứa vô trùng 7 và đi chiết rót vô trùng

2.2.9.3 Thiết bị

Hình 2.10 Thiết bị gia nhiệt dạng ống lồng ống [19]

- Cấu tạo:

+ Bồn hình trụ có hai lớp vỏ được làm bằng théo không gỉ

+ Có cánh khuấy được lắp đặt biệt cách biệt hoàn toàn với môi trường bênngoài

+ Bồn chịu được áp suất 0-350 kPa

+ Có van dẫn sữa ra ngoài bồn chứa, được bảo vệ bằng hơi nước nóng đểngăn sự xâm nhập của vi sinh vật từ môi trường

+ Khí sạch được cấp vào và qua các bộ lọc, tạo áp suất bên trong bồn lớnhơn bên ngoài để tránh sự lây nhiễm và đẩy sữa qua máy rót

- Nguyên tắc hoạt động của thiết bị

Trước khi đưa vào sản xuất, bồn chứa được CIP và tiệt trùng bằng hơi nước nóng ở nhiệt độ 1400C Sau đó được làm nguội xuống bằng nước lạnh đi giữa hai lớp vỏ Thiết bị được chuyển qua bước sản xuất khi hoàn thành các bước trên Nhiệt độ sữa trong bồn chưa từ 20-250C Thời gian lưu trữ tối đa 28 giờ, quá 28 giờ phải cách ly để kiểm tra lại

2.2.10 Rót hộp

2.2.10.1 Mục đích

- Giữ nguyên được các chất dinh dưỡng và làm cho sản phẩm ít bị thay đổi

về mặt sinh lý và sinh hóa

Hình 2.11 Bồn chứa vô trùng [19]

- Cách ly sản phẩm với môi trường bên ngoài nhằm kéo dài thời hạn sử

Quá trình rót và đóng gói được thực hiện tự động bằng máy rót của TetraPark Trước khi rót, cuộn giấy được tiệt trùng bằng H2O2 trong phòng kín vôtrùng, rồi qua làm khô giấy bằng không khí nóng Tiếp tục giấy sẽ qua bộ phậntạo thành ống dài và hàn dọc thân hộp, hàn đáy Sau đó sữa sẽ được rót vào nhờđầu rót định lượng và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc

Bao bì dùng để đóng gói sản phẩm là loại bao bì Tetra Park, là loại bao bìmàng ghép rất nhẹ, đảm bảo chất lượng cho sản phẩm, bao bì nhẹ tiện ích chongười sử dụng, chuyên chở, phân phối và bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thườngtrong thời gian dài

Cấu trúc bao bì Tetra Park gồm 7 lớp:

- Lớp 1: màng HDPE chống thấm, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy vàtránh bị trầy xước

- Lớp 5: màng nhôm ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khí và hơi.

- Lớp 6: lớp keo kết dính giữa màng nhôm và màng PE trong cùng

- Lớp 7: LDPE giúp bao bì dễ hàn, tạo lớp trơ tiếp xúc với sản phẩm bêntrong

Hình 2.12 Cấu trúc bao bì Tetra pak [14]