Xây dụng nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng theo phương pháp uht từ sữa tươi sản xuất pho mai tươi blanc từ sữa tươi

Xây dụng nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng theo phương pháp uht từ sữa tươi sản xuất pho mai tươi blanc từ sữa tươi Xây dụng nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng theo phương pháp uht từ sữa tươi sản xuất pho mai tươi blanc từ sữa tươi luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

XÂY DỤNG NHÀ MÁY CHẾ BIẾN SỮA TỪ NGUYÊN LIỆU SỮA TƯƠI GỒM 2 DÂY CHUYỀN: -SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG THEO PHƯƠNG

PHÁP UHT TỪ SỮA TƯƠI -SẢN XUẤT PHO MAI TƯƠI BLANC TỪ SỮA TƯƠI

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Ngọc

Đà Nẵng – Năm 2019

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Hóa, Ngành Công nghệ thực phẩm, trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu trong môi trường học tập khoa học, giúp cho tôi có kiến thức vững vàng trước khi bước vào đời Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của cô giáo Mạc Thị Hà Thanh là người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo cho tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Trong quá trình làm đồ án của mình, ngoài sự nổ lực của bản thân, tôi cũng đã nhận được nhiều sự giúp đỡ từ bạn bè và các anh chị khóa trên, đã chia sẻ tài liệu, kiến thức cũng như kinh nghiệm, bên cạnh đó cũng không thể thiếu sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Thực phẩm, đã giúp tôi có thể hoàn thành tốt nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của mình Tôi xin hết lòng cảm ơn và ghi nhận những sự giúp đỡ chân thành

Do thời gian có hạn, trình độ chuyên môn còn nhiều hạn chế, cũng như thiếu những trải nghiệm thực tế nên đồ án tốt nghiệp của tôi không tránh khỏi những thiếu sót mong quý thầy cô và bạn bè góp ý

Tôi xin chân thành cám ơn

Đà Nẵng, ngày 2 tháng 12 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Ngọc

CAM ĐOAN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, tôi có tham khảo một số tài liệu liên quan đến chuyên ngành Hóa thực phẩm nói chung, sản xuất sữa tiệt trùng và phô mai tươi nói riêng

Tôi xin cam đoan đề tài này là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và kết quả phân tích trong đề tài là trung thực, khách quan, trích dẫn có chú thích rõ ràng, từ các tài liệu, giáo trình, các website Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình

Người cam đoan

Nguyễn Thị Ngọc

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

CAM ĐOAN iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT 2

1.1 Sự cần thiết xây dựng nhà máy 2

1.2 Điều kiện tự nhiên 2

1.3 Vùng nguyên liệu 3

1.4 Thị trường tiêu thụ 3

1.5 Nguồn cung cấp điện 4

1.6 Nguồn cung cấp nước 4

1.7 Nguồn cung cấp nhiên liệu 4

1.8 Hệ thống thoát nước 4

1.9 Giao thông vận tải 4

1.10 Khả năng cung cấp nguồn nhân lực 4

1.10 Kết luận 5

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 6

2.1 Tổng quan về nguyên liệu 6

2.1.1 Giới thiệu về nguyên liệu chính sữa tươi 6

2.1.2 Nguyên liệu phụ 14

2.2 Tổng quan về sản phẩm 18

2.2.1 Tổng quan về sản phẩm sữa tiệt trùng 18

2.2.2 Tổng quan về phomai tươi 21

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam và trên thế giới 24

2.3.1Ở Việt Nam 24

2.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới 26

Chương 3: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 28

3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 28

3.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ 28

3.2.1Thuyết minh các công đoạn chung của 2 dây chuyền sản xuất 29

3.2.2 Thuyết minh quy trình phomai tươi 31

3.2.3 Thuyết minh quy trình sữa tươi tiệt trùng 33

Chương 4: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 35

4.1 Kế hoạch sản xuất của nhà máy 35

4.1.2 Phân tích kế hoạch sản xuất 35

4.2 Tính cân bằng vật chất 36

4.2.1 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng 36

4.2.2 Tính toán cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất phô mai tươi 39

4.2.3Tỉ trọng của sữa trước khi vào mỗi công đoạn 44

4.2.4Tính số hộp, số thùng dùng trong sản xuất 45

4.3 Bảng tổng kết cân bằng vật chất 47

Chương 5: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ 49

5.1 Các thiết bị cần sử dụng trong toàn bộ quy trình sản xuất 49

5.2 Cách chọn thiết bị và tính toán 50

5.2.1 Cách chọn thiết bị 50

5.2.2 Tính toán thiết bị 50

5.2.3Tính các thùng cho cả 2 dây chuyền 50

5.2.4Tính các thiết bị cho công đoạn chung 53

5.2.5 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất phô mai tươi blance 56

5.2.6 Thiết bị cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng 61

5.3 Tổng kết thiết bị 66

Chương 6: CÂN BẰNG NHIỆT - HƠI - NƯỚC 68

6.1 Dây chuyền sản xuất chung 68

6.1.1 Cân bằng nhiệt của thiết bị gia nhiệt 68

6.2 Cân bằng nhiệt cho dây chuyền phomai 69

6.2.1 Cân bằng nhiệt cho thiết bị thanh trùng, làm nguội 69

6.2.2 Nồi hâm cream 71

6.3 Tính cân bằng nhiệt cho dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng 72

6.3.1 Cân bằng nhiệt của thiết bị tiệt trùng UHT 72

6.4 Tính hơi và nhiên liệu 74

6.4.1Tính chi phí hơi 74

6.4.2Tính nhiên liệu 75

6.5 Tính cấp – thoát nước 76

Chương 7: TÍNH TỔ CHỨC NHÂN SỰ - XÂY DỰNG 79

7.1 Sơ đồ tổ chức 79

7.2 Chế độ làm việc 79

7.3 Tính nhân lực 79

7.4 Đặc điểm khu đất xây dựng nhà máy 81

7.5 Các công trình xây dựng 81

7.5.1 Phân xưởng sản xuất chính 81

7.5.2 Khu tiếp nhận, xử lý nguyên liệu 82

7.5.3 Kho thành phẩm 86

7.5.4 Gara ô tô 87

7.5.5 Nhà để xe 87

7.5.6 Phòng chứa dụng cụ cứu hỏa 88

7.5.7 Nhà ăn 88

7.5.8 Khu hành chính 88

7.5.9 Phòng bảo vệ 88

7.5.10 Nhà sinh hoạt vệ sinh 88

7.5.11 Khu xử lý nước thải 90

7.5.12 Trạm biến áp 90

7.5.13 Nhà đặt máy phát điện dự phòng 90

7.5.14 Bãi nhập hàng, xuất hàng 91

7.5.15 Khu cung cấp nước và xử lý nước 91

7.5.16 Đài nước 91

7.5.17 Phân xưởng nồi hơi 91

7.5.18 Kho chứa nhiên liệu 92

7.5.19 Kho chứa hóa chất 92

7.5.20 Phân xưởng cơ khí 92

7.5.21 Khu lạnh trung tâm 92

7.5.22 Khu đất mở rộng 93

7.5.23 Đường giao thông trong nhà máy 93

7.6 Tính khu đất xây dựng nhà máy 94

7.6.1 Diện tích khu đất 94

7.6.2 Tính hệ số sử dụng Ksd 94

Chương 8: KIỂM TRA SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẤM 96

8.1 Mục đích 96

8.2 Nội dung bao gồm 96

8.2.1 Kiểm tra nguyên liệu 96

8.2.2 Kiểm tra các công đoạn trong quá trình sản xuất 97

CHƯƠNG 9: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH NHÀ MÁY 100

9.1 An toàn lao động 100

9.2 Vệ sinh công nghiệp 102

KẾT LUẬN 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của một số loại sữa 7

Bảng 2.2 Chỉ của sữa nguyên liệu 13

Bảng 2.3 Tiêu chuẩn đường RE 14

Bảng 2.4 Tiêu chuẩn về chất ổn định 15

Bảng 2.5 Hàm lượng vi sinh vật cho phép của cream 16

Bảng 2.6 Các chỉ tiêu phân loại cream có hàm lượng chất béo từ 38-43% 16

Bảng 2.7 Một số chỉ tiêu chất lượng của sữa tiệt trùng có đường 20

Bảng 2.8 Phân loại dựa vào hàm lượng chất béo trong phomai 22

Bảng 2.9 Phân loại dựa trên hàm lượng nước trong phomai 22

Bảng 2.10 Chỉ tiêu hóa lí của sản phẩm phomai 23

Bảng 2.11 Giới hạn chất nhiễm bẩn đối với phomai 23

Bảng 4.1 Biểu đồ nhập sữa nguyên liệu 35

Bảng 4.2 Biểu đồ sản xuất theo ca của nhà máy 35

Bảng 4.3 Biểu đồ sản xuất theo kế hoạch của nhà máy 36

Bảng 4.4 Bảng hao hụt qua các công đoạn trong sản xuất sữa tiệt trùng 36

Bảng 4.5 Bảng hao hụt trong sản xuất phomai 40

Bảng 4.6 Tỷ lệ hao hụt dây chuyền chung 43

Bảng 4.7 Tổng kết nguyên liệu và bán thành phẩm qua từng công đoạn 47

Bảng 4.8 Tổng kết nguyên liệu phụ 47

Bảng 4.9 Tổng kết bao bì 47

Bảng 5.1 Các thiết bị sử dụng cho các công đoạn của toàn quy trình sản xuất 49

Bảng 5.2 Kích thước thể tích các thùng chứa 52

Bảng 5.3 Bảng tổng kết thiết bị 66

Bảng 6.1 Tổng kết chi phí hơi cho các thiết bị 74

Bảng 7.1 Tổng kết nhân lực làm việc trực tiếp 80

Bảng 7.2 Tổng kết các công trình xây dựng toàn nhà máy 93

Bảng 8.1 Kiểm tra các công đoạn sản xuất 97

Bảng 8.2 Bảng kiểm tra thành phẩm 99

Hình 2.1 Lactococcus cremoris……… … 17

Hình 2.2 Leuconotoc lactic 17

Hình 2.3 Một số hình ảnh sữa tiệt trùng 19

Hình 5.1 Thùng chứa 51

Hình 5.2 Bunke chứa đường 53

Hình 5.3 Thiết bị lọc Tri - Clamp 53

Hình 5.4 Lưu lượng kế DG012 53

Hình 5.5 Thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng BS-2…… 54

Hình 5.6 Thiết bị bài khí ZTD - 3 55

Hình 5.7 Thiết bị thanh trùng dạng tấm BS-1 56

Hình 5.8 Thùng hoạt hóa men giống 57

Hình 5.9 Thiết bị lên men Alsafe Aseptic tank 58

Hình 5.10 Thiết bị đông tụ thế hệ mới 59

Hình 5.11 Thiết bị khuấy trộn Tetra Park B300-500 60

Hình 5.12 Thiết bị bao gói phomai tự động FLB-359AC 60

Hình 5.13 Bàn đóng thùng carton 61

Hình 5.15 Thiết bị nghiền đường 62

Hình 5.16 Thiết bị khuấy trộn 62

Hình 5.17 Thiết bị đồng hóa GIB-1-25 63

Hình 5.18 Thiết bị tiệt trùng GS-UHT-1 63

Hình 5.19 Bồn chờ rót 64

Hình 5.20 Thiết bị rót hộp tetrapak A3 64

Hình 5.21 Bơm li tâm 65

Hình 5.22 Băng tải 65

Hình 5.23 Thiết bị đóng thùng 66

Hình 7.1 Sơ đồ tổ chức 79

Hình 7.2 Thiết bị bài khí 83

Hình 7.3 Thiết bị trao đổi nhiệt 83

tươi

MỞ ĐẦU

Sữa là sản phẩm tự nhiên giàu dinh dưỡng, là sự kết hợp hài hòa giữa vitamin và khoáng chất Những tiến bộ về khoa học thực phẩm ngày càng chứng minh giá trị đặc biệt của sữa đối với đời sống con người

Cơ thể con người nếu được cung cấp sữa thường xuyên sẽ rất có lợi cho sức khỏe Trong những năm qua, sữa và các sản phẩm từ sữa đã trở nên rất quen thuộc đối với mọi người, mọi lứa tuổi, mọi gia đình Sữa là thành phần không thể thiếu để cải thiện thể trạng của người Việt Nam Do đó, hàng năm chúng ta vẫn phải tốn một khoản kinh phí lớn để nhập nhiều loại sữa từ nước ngoài

Là quốc gia đông dân và mức tăng dân số cao khoảng 1,2%/năm, thị trường sữa tại việt nam có tiềm năng lớn Tỷ lệ tăng trưởng GDP 6-8%/năm, thu nhập bình quân đầu người tăng 14,2%/năm, kết hợp với xu thế cải thiện sức khỏe và tầm vóc của người Việt Nam khiến cho nhu cầu tiêu thụ xác sản phẩm sữa luôn giữ mức tăng trương cao Năm 2018, tổng doanh thu đạt ước 109.000 tỷ đồng, mức tăng trưởng đạt 9% so với năm 2017 Giai đoạn 2010-2018, tốc độ tăng trưởng bình quân của tổng doanh doanh thu ngành sữa đạt 12,7%/năm Trong tổng doanh thu của ngành sữa nước ta, riêng Vinamilk, doanh nghiệp lớn nhất ngành sữa đạt 52.630 tỷ đồng (số liệu chưa đầy đủ), chiếm 48,2% [1]

Vì vậy, việc đa dạng hóa và tăng sản lượng các sản phẩm được chế biến từ sữa nhằm đáp ứng nhu cầu của người dân là một vấn đề quan trọng đối với công nghệ chế biến sữa Trong đó, các sản phẩm phô mai và sữa tiệt trùng được sản xuất ngày một phong phú hơn dưới nhiều cách trang trí bao bì khác nhau có tác dụng tích cực đến thị hiếu người tiêu dùng

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, tôi xin đề xuất xây dụng nhà máy chế biến sữa từ nguyên liệu sữa tươi gồm 2 dây chuyền:

Sản xuất sữa tiệt trùng theo phương pháp UHT từ sữa tươi

Sản xuất pho mai tươi blanc từ sữa tươi

tươi

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1 Sự cần thiết xây dựng nhà máy

Trước đây, phần lớn các sản phẩm từ sữa ở nước ta được chế biến từ nguyên liệu sữa bột nhập khẩu từ nước ngoài do nhu cầu nguồn nguyên liệu sữa tươi sạch từ các trang trại bò sữa chưa đủ để cung cấp cho các nhà máy chế biến sữa Ngày nay với các chính sách hỗ trợ từ nhà nước cùng chiến lược mở rộng đầu tư xây dựng nhiều trang trại

bò sữa của các doanh nghiệp, rất nhiều trang trại bò sữa ở nước ta được xây dựng và phát triển mạnh mẽ đạt chuẩn về chất lượng quốc tế, đây là điều kiện đáp ứng nhu cầu

về nguồn nguyên liệu sữa tươi sạch cho các nhà máy chế biến sữa đồng thời tạo ra thu nhập tương đối cao cho người nông dân Việt Nam

Bên cạnh đó, người tiêu dùng ngày càng quan tâm đến các sản phẩm không chỉ giàu dinh dưỡng mà còn đảm bảo sự tươi sạch và an toàn; họ gia tăng nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm sữa từ nguyên liệu sữa bò tươi sạch; giảm lượng tiêu thụ các sản phẩm từ sữa hoàn nguyên truyền thống vốn có sản lượng cung ứng cao nhất trên thị trưởng sữa Dựa trên những cơ sở đó việc xây dựng một nhà máy chế biến sữa từ nguồn nguyên liệu sữa tươi sạch rất cần thiết hiện nay Để xây dựng được một nhà máy sữa đạt hiệu quả kinh tế cao nhất thì yếu tố lựa chọn điạ điểm đóng vai trò rất quan trọng Qua nghiên cứu và khảo sát tôi chọn địa điểm xây dựng nhà máy ở xã Nghĩa Sơn, huyện Nghĩa Đàn, tỉnh Nghệ An, một địa điểm có nhiều trang trại bò sữa quy mô lớn nhất ở khu vực Bắc Trung Bộ Địa điểm này có điều kiện tự nhiên thuận lợi với nguồn lao động dồi dào rất thích hợp để xây dựng một nhà máy chế biến sữa

1.2 Điều kiện tự nhiên

1.2.1 Vị trí địa lý

Huyện Nghĩa Đàn, Tỉnh Nghệ An nằm ở khu vực Bắc Trung Bộ, trong khoảng từ 19°13' đến 19°33' vĩ độ Bắc và 105°18' đến 105°35' độ kinh Đông Với diện tích 737,7

km2 [2]

- Đông giáp huyện Quỳnh Lưu và tỉnh Thanh Hoá

- Tây giáp huyện Quỳ Hợp

- Bắc giáp tỉnh Thanh Hoá

- Nam giáp huyện Tân Kỳ và huyện Quỳnh Lưu

Huyện Nghĩa Đàn nằm trong vùng kinh tế Phủ Quỳ, cửa ngõ Tây Bắc tỉnh Nghệ

An có vị trí kinh tế, chính trị, an ninh - quốc phòng quan trọng, được coi là trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội của vùng Tây Bắc tỉnh Nghệ An; có quốc lộ 48 và đường Hồ Chí Minh đi qua, thuận lợi cho việc phát triển, giao thương và hội nhập kinh tế [3]

tươi

1.2.2 Địa hình

Nghĩa Đàn là huyện có điều kiện địa hình khá thuận lợi so với các huyện trung du, miền núi trong tỉnh Đồi núi không quá cao, chủ yếu là thấp và thoải dần; bao quanh huyện từ phía Tây sang phía Bắc, phía Đông và Đông Nam là những dãy núi tương đối cao Một số đỉnh có độ cao từ 300 - 400m như: Dãy Chuột Bạch, dãy Bồ Bố, dãy Cột Cờ,

Khu vực phía Tây Nam và phần lớn các xã trong huyện là đồi thoải Xen kẽ giữa các đồi núi thoải là những thung lũng có độ cao trung bình từ 50 - 70m so với mực nước biển Ngoài ra, do đặc điểm kiến tạo của địa hình, Nghĩa Đàn có những vùng đất tương đối bằng phẳng, có quy mô diện tích lớn, đồi núi thấp là điều kiện thuận lợi để phát triển nông lâm nghiệp phong phú [2]

1.2.3 Khí hậu

Nghĩa Đàn là nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm Nhiệt độ bình quân hàng năm là 23°C; nhiệt độ cao tuyệt đối là 41,6°C; nhiệt độ thấp tuyệt đối là 0,2°C Lượng mưa trung bình năm là 1,694mm, phân bố không đồng đều trong năm Mưa tập trung vào các tháng 8, 9 và 10 gây úng lụt ở các vùng thấp dọc sông Hiếu; mùa khô lượng mưa không đáng kể do đó hạn hán kéo dài, có năm tới 2 đến 3 tháng

Hướng gió chủ yếu là Tây Bắc, Đông Nam, ngoài ra còn chịu ảnh hưởng của gió Phơn Tây Nam (gió Lào) khoảng từ tháng 5 đến tháng 8 [2]

1.3 Vùng nguyên liệu

Hiện nay ở Nghệ An, ngoài các trang trại chăn nuôi bò sữa quy mô lớn, hiện đại, được đầu tư bài bản của các tập đoàn lớn TH, Vinamilk với quy mô hàng ngàn con, thì còn có hơn 100 hộ dân nuôi trên 1.000 con bò sữa, tập trung chủ yếu ở Tân Kỳ, thị xã Thái Hòa, Nghĩa Đàn, Quỳnh Lưu

Nghĩa Đàn là vùng đất có nhiều đồi núi là nơi thuận lợi cho việc chăn nuôi bò sữa Khu dự án chăn nuôi bò sữa và chế biến sữa tập trung ở quy mô công nghiệp tại huyện Nghĩa Đàn với một hệ thống trang trại hiện đại có tổng số đàn bò là 45.000 con trong

đó có 20.000 con cho sữa Đến năm 2017, dự kiến dự án sẽ có 137.000 con bò và nhà máy chế biến đạt công suất 500 triệu lít/ năm Vì vậy nguồn nguyên liệu sữa có thể nói rất phong phú [3]

tươi

1.5 Nguồn cung cấp điện

Điện được lấy từ nguồn dây cao thế 35kv của khu công nghiệp, qua trạm biến áp của nhà máy chuyển về 220/380V Ngoài ra để đề phòng sự cố mất điện lưới đột xuất, nhà máy dự trữ thêm một số máy phát điện dự phòng

1.6 Nguồn cung cấp nước

Lượng nước tiêu thụ trong một nhà máy sữa là rất lớn Nước sử dụng với các mục đích: nước dùng cho sinh hoạt và nước dùng để sản xuất

Do vậy chất lượng nước đưa vào sản xuất đóng vai trò vô cùng quan trọng và ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Nhà máy xây dựng hệ thống nước với nguồn cung cấp nước chủ yếu là nước thủy cục Nước sử dụng cần phải được xử lý đạt đạt tiêu chuẩn dùng cho việc sản xuất sữa

1.7 Nguồn cung cấp nhiên liệu

Để đảm bảo cho lò hơi hoạt động tốt, cho nhiệt lớn, sạch sẽ và ít độc hại đáp ứng được yêu cầu về sản xuất cũng như đảm bảo vệ sinh môi trường, nhà máy sẽ sử dụng dầu DO, FO, xăng được mua từ nhiều nguồn khác nhau, có thể mua từ công ty dầu khí petrolimex

Đới với nước thải nhà máy sữa, phương pháp xử lý tốt nhất là phương pháp xử lý

kị khí kết hợp với xử lí hiếu khí Nước thải sau khi xử lý phải đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường (TCVN 5945:2005) đảm bảo vệ sinh môi trường cho khu vực nhà máy và khu công nghiệp

1.9 Giao thông vận tải

Nhà máy đặt gần với trang trại nên việc vận chuyển sữa nguyên liệu tới nhà máy nhanh chóng và đảm bảo chất lượng nguyên liệu, chi phí vận chuyển ít

Với địa bàn giáp với quốc lộ 1A đường Hồ Chí Minh, đường 48 nên đường giao thông thuận tiện, rút ngắn được thời gian vận chuyển nguyên vật liệu đến nhà máy cũng như việc phân phối sản phẩm đến các nơi khác dễ dàng, thông suốt

1.10 Khả năng cung cấp nguồn nhân lực

Nhà máy được xây dựng trên địa bàn huyện Nghĩa Đàn là một khu vực đông dân

cư, có thể đáp ứng được nguồn nhân lực phục vụ cho quá trình sản xuất Nhà máy sẽ tuyển dụng các bộ, kỹ sư cho nhà máy từ các trường đại học ở Nghệ An, Hà Nội, Đà

tế của Nghệ An nói riêng và của cả đất nước nói chung

tươi

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

2.1 Tổng quan về nguyên liệu

2.1.1 Giới thiệu về nguyên liệu chính sữa tươi

Nguyên liệu chính dùng cho cả 2 quy trình của nhà máy đi từ sữa bò tươi Sữa là loại thực phẩm rất giàu dinh dưỡng Trong sữa có đầy đủ các chất cần thiết cho việc tạo thành các tổ chức cơ thể và cơ thể có khả năng hấp thụ sữa rất cao Trong sữa có đầy đủ chất dinh dưỡng như chất béo, đường lactoza, các vitamin, chát khoáng, các enzym… ngoài ra trong sữa còn có đầy đủ các axit amin không thay thế Có thể nói có rất ít thực phầm nào mà toàn diện về các chất như sữa

2.1.1.1 Tính chất vật lí và cấu trúc hóa lý của sữa tươi

Sữa là chất lỏng đục, có màu trắng đến vàng nhạt, mùi vị đặc trưng, vị ngọt nhẹ Một số chỉ tiêu quan trọng:

- Độ đục: Do các chất béo, protein và 1 số khoáng có trong sữa tạo nên

- Màu sắc: Trắng tới vàng nhạt tùy hàm lượng β- caroten trong sữa

- pH: Được xác định ở 20oC, sữa tươi có giá trị pH trung bình 6,6, nếu sữa bị nhiễm

vi sinh vật, lactose trong sữa chuyển thành axit lactic làm giảm giá trị pH của sữa

- Tỷ trọng: Do hàm lượng chất khô trong sữa quyết định, chất béo có tỷ trọng

<1g/cm3 nên hàm lượng chất béo trong sữa càng cao thì tỷ trọng càng thấp

- Điểm đông đặc: Người ta sử dụng tiêu chí này để kiểm tra sữa có bị pha loãng

hay không Tuy nhiên, khi xử lí sữa ở nhiệt độ cao, điểm đông đặc sữa sẽ gia tăng do sự kết tủa một số muối photphat có trong sữa

- Về phương diện hóa lý người ta coi sữa tươi như là một thể keo gồm các cầu béo (đường kính từ 3 ÷ 5𝜇m) và các mixen protein (đường kính gần 0,1 𝜇m trong pha phân tán là nước) [4]

tươi

2.1.1.2 Thành phần hóa học của sữa tươi

Hàm lượng các thành phần của sữa phụ thuộc vào sự khác biệt về giống, điều kiện chăn nuôi, sữa các loài động vật khác nhau là khác nhau và được thể hiện ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Thành phần của một số loại sữa [5]

Loại sữa Protein

%

Casein %

Whey protein %

Chất béo %

Cacbohydrat %

Tro %

- Chất béo

Gồm 2 loại: đơn giản và phức tạp

Chất béo đơn giản: có hàm lượng 35 đến 45g/l đối với sữa tươi gồm các axit béo

no và không no như axit oleic, palmitic, stearic

Chất béo phức tạp: chất béo này thướng chứa các phần tử nitơ, photpho, lưu huỳnh Các axit béo phức tạp này có tên chung là photpho amino axit Đại diện quan trong nhất của axit béo này là lexitin

Cấu trúc chất béo có trong sữa:

Chất béo trong sữa có dạng hình thù của các hạt cầu hoặc hình ovan với đường kính 2 ÷ 10mm tùy thuộc vào giống bò sinh ra sữa Cấu trúc các hạt hình cầu được bao bọc bởi một màng protein và màng này có 2 phần Một phần có thể hòa tan trong nước

và một phần thì không Bề mặt bên trong của màn có liên quan mật thiết với một lớp phụ có bản chất phospholipit, có thành phần chủ yếu là lexitin và cephalin Đây là những chất béo phức tạp có hàm lượng 0,3÷ 0,5g/l

tươi

Ngoài ra, màng tế bào còn chứa nhiều chất khác nhau với hàm lượng nhỏ chủ yếu

là Cu, Fe, Enzym

Trong quá trình bảo quản, luôn xảy ra sự phân chia các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc tính chung như sau: Phần trung tâm của hạt tiều cầu chứa các glixerit có điểm nóng chảy thấp, giàu hàm lượng axit oleic và luôn ở trạng thái lỏng trong điều kiện nhiệt độ môi trường Trong khi đó, phần ngoại vu nơi tiếp xúc với màng chứa các glyxerit có chỉ số iod thấp (5÷ 6) nhưng lại có điểm nóng chảy rất cao và đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường Vì lẽ đó, xu thế chung của các hạt chất béo có trong sữa sẽ liên kết với nhau để tạo thành hạt hình cầu có kích thước lớn hơn Đó là nguyên nhân gây nên trạng thái mất ổn định của chất béo có trong sữa và đó là nguyên nhân gây nên sự phân lớp chất béo và các thành phần trong sữa [5]

Trong dung dịch sữa có 2 kiểu protein khác nhau

+ Protein hòa tan: gồm albumin, imunoglobulin, lactoferin, lactoperoxydaza,… + Protein ở trạng thái keo không hòa bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat và canxi phosphat

Trong đó casein chiếm 80% protein của sữa Sữa tươi luôn có độ pH xấp xỉ 6,7 Khi giảm pH của sữa xuống (do kết quả của quá trình lên men tạo ra axit lactic hoặc axit

do con người chủ động đưa vào), các ion H+ của axit sẽ liên kết với mixen keo casein mang điện tích âm và làm giảm điện tích của mixen casein Khi tới giới hạn, các mixen casein sẽ đông tụ (tạo gel) Casein đông tụ tốt nhất ở pH 4,6 còn whey protein thì không đông tụ ở pH này Casein rất bền nhiệt (ở 140/20 giây thì casein mới bắt đầu biến tính) Còn whey protein thì nhạy cảm với nhiệt độ (ở 80 whey protein bắt đầu biến tính) [5]

- Đường lactose

Là thành phần chủ yếu của đường chứa trong sữa, với hàm lượng khoảng 50g/l, tồn tại chủ yếu 2 dạng saccharose và lactose khi bị thủy phân tạo ra các phần tử đường

glucose và một phần tử đường galactose

Trong sữa đường lactose luôn ở trạng thái hòa tan, khả năng hòa tan và kết tinh của lactose cho ta những ứng dụng quan trọng trong chế biến sữa Hai đường lactose luôn tồn tại cân bằng trong chất lỏng theo một tỷ lệ nhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt độ

tươi

Đường lactose ít hòa tan hơn đường saccharose ở cùng nhiệt độ và ít ngọt hơn Độ hoà tan của đường lactose tỷ lệ thuận theo nhiệt độ và nó bị thủy phân rất chậm theo nhiệt độ ở nhiệt độ cao Sự có mặt của đường lactose góp phần biến màu của sữa trong công nghệ nếu quá trình chế biến ở nhiệt độ cao

Đường lactose dễ bị lên men dưới tác dụng của vi khuẩn để tạo ra các sản phẩm khác nhau Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men

C12H22O11 + H2O 4CH3CHOH-COOH + H2O + CO2

Lactoza acid lactid

Axit lactic này dưới tác dụng của một số vi khuẩn đặc biệt tạo thành axit propionic hay axit butylic

3CH3CHOH- COOH CH3(CH2)2COOH + CO2 + H2

C12H22O11 + H 2O C6H12O6 + C6H12O6

Lactoza Glucoza Glactoza

- Các loại muối khoáng

Hàm lượng muối khoáng trong sữa khoảng 9 ÷ 9,1 (g/l)

Các muối khoáng trong sữa chủ yếu gồm: muối clorua, photphat, citrat, sunphatnatri, bicacbonnat Các muối khoáng trong sữa tồn tại dưới 2 dạng cân bằng là dạng hòa tan và dạng keo Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yếu tố công nghệ: pH, nhiệt độ…

Sự tăng lên hàm lượng Ca sẽ làm tăng khả năng bất ổn định Đặc biệt trong quá trình đun nóng và quá trình lên men [6]

- Vitamin

Sữa được coi là thức ăn tiêu biểu nhất về số lượng vitamin tuy với hàm lượng không lớn lắm Hàm lượng vitamin trong sữa cũng chia thành 2 nhóm theo khả năng hòa tan của chúng trong nước hay chất béo

Nhóm vitamin hòa tan trong chất béo: vitamin A, D, E chủ yếu nằm trong thành phần của mỡ sữa

Nhóm vitamin hòa tan trong nước: B, C, PP

- Các enzyme

Các enzyme tồn tại trong sữa có ý nghĩa lớn trong công nghệ chế biến, bảo quản các sản phẩm sữa, các enzyme trong sữa được chia thành 2 nhóm chính:

tươi

+ Nhóm enzyme thủy phân: lipaza, photphataza, galactaza, proteaza, amylaza Trong đó, vai trò của các enzyme lipaza có tính quyết định đến quá trình chế biến và bảo quản sữa Lipaza có tác dụng thủy phân chất béo tạo thành axit béo và glixerin có

pH = 9,4

+ Nhóm enzyme oxy hóa: Reductaza, lactoperoxydaza, catalaza Các enzyme này

có vai trò quan trọng trong quá trình làm biến tính sữa

- Vi sinh vật và vai trò của nó

Gồm: Vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

+ Vi khuẩn: Hầu hết có kích thước tế bào đồng nhất, không vượt quá vài micromet Các vi khuẩn trong sữa: Lactic, Coccus, Bacterium, Clostridium, Vitrion…

Hai loại điển hình trong chế biến sữa đó là:

Streptococcus thermophilus: Tác nhân của sự hình thành axit và quá trình chín của phomai

Streptococcus lactic và S Cremoris là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên của quá trình phồng lên của phomat và tạo hương

+ Nấm men: Có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 – 9 µm Phần đông các loại chuyển đường thành rượu và sinh sản theo kiểu nảy chồi, bao gồm Sacharomyces, Mycorderma, Torula

+ Nấm mốc: Chủ yếu là Muco và Rhizopus Các loại nấm mốc này gây nên những biến động xấu đến quá trình sản xuất sản phẩm phomat dạng nhão Ngoài ra còn có: Penicilium, Aspergillus, Geotrichum…Các nấm mốc tiết ra enzym lipaza phân hủy chất béo và proteaza phân hủy protein

- Các chất khí và sắc tố của sữa

Lượng chất khí hòa tan trong sữa khoảng 70ml/l trong đó 50-70% CO2, 5-10% O2, 20-30% N2, sự có mặt của oxi là nguyên nhân phát triển các quá trình oxi hóa Trong sữa có sắc tố xanh clorofin, màu xanh vàng của sữa do lactoflavin Màu trắng của sữa

là do sự khuếch tán bởi các mixen casein

2.1.1.3 Quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến

2.1.1.3.1 Kiểm tra sữa

- Kiểm tra màu sắc trạng thái của sữa: như mùi vị của sữa

- Độ sạch của dụng cụ và thiết bị chứa sữa: Quan sát mặt bên trong bình đựng sữa hoặc thành trong của xe bồn

- Xác định hàm lượng cặn

- Xác định điểm đông đặc của sữa

- Hàm lượng protein và chất béo trong sữa

- Xác định tổng số vi khuẩn trong sữa

tươi

2.1.1.3.2 Định lượng sữa

- Theo khối lượng: Cân xe trước và sau khi giao sữa

- Theo thể tích: Đồng hồ đo thể tích nằm ngay trên đường ống chuyển sữa vào thùng, trả tiền cho người bán, sau đó thực hiện bài khí và lọc rồi định lượng lần 2 [7] 2.1.1.3.3 Bảo quản sữa trước khi chế biến

Sữa trước khi chế biến được bảo quản trong thùng chứa làm bằng thép không rỉ, dưới đáy thùng có cánh khuấy điều khiển được để tránh hiện tượng chất béo bị tách pha

và nổi lên trên bề mặt sữa Gồm hai đường ống là ống đưa sữa vào và ống lấy sữa ra Tốc độ cánh khuấy chậm để tránh hiện tượng tạo bọt, chất béo bị phân tán thành những hạt nhỏ tạo điều kiện cho enzyme lipaza tấn công chất béo làm oxy hóa chất béo [7] Trong quá trình bảo quản sữa, các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý và hóa sinh có thể diễn ra Tuy nhiên tốc độ các biến đổi trên phụ thuộc vào thành phần hóa học và hệ VSV có trong sữa sau khi vắt cũng như phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản (nhiệt độ, sự có mặt của oxy…) [7]

- Các biến đổi sinh học:

Sự trao đổi chất của hệ VSV có trong sữa được xem là biến đổi sinh học quan trọng

nhất Sự trao đổi chất là tập hợp tất cả các phản ứng hóa sinh diễn ra ở tế bào VSV

Trong quá trình bảo quản, hệ VSV sẽ phân giải và sử dụng một số chất dinh dưỡng

có trong sữa Tốc độ của quá trình sinh trưởng và trao đổi chất của hệ VSV có trong sữa phụ thuộc vào nhiều yếu tố, quan trọng nhất là nhiệt độ bảo quản sữa: mỗi nhóm VSV

có một khoảng nhiệt độ sinh trưởng tối ưu

Sự sinh trưởng của VSV sẽ làm thay đổi sâu sắc thành phần hóa học và các tính chất cảm quan của sữa (màu sắc, mùi, vị…) Để hạn chế những biến đổi sinh học trong quá trình bảo quản sữa, ta cần sử dụng các biện pháp kết hợp sau:

Đảm bảo các điều kiện vệ sinh trong giai đoạn vắt và vận chuyển sữa từ nơi thu hoạch về nhà máy chế biến, nhằm giảm đến mức tối đa hàm lượng VSV ban đầu có trong sữa

Quá trình bảo quản sữa từ sau khi vắt đến trước khi chế biến phải được thực hiện trong điều kiện nghiêm ngặt: nhiệt độ sữa không lớn hơn 4oC, tránh sự khuấy trộn và sự

có mặt của oxy trong sữa

- Các biến đổi hóa học và hóa sinh:

Các biến đổi hóa học trong quá trình bảo quản sữa nguyên liệu bao gồm những phản ứng giữa các chất có trong thành phần của sữa và tạo ra nhiều hợp chất mới Biến đổi hóa học xảy ra nhờ xúc tác của các enzyme gọi là biến đổi hóa sinh

Thủy phân chất béo: 97-98% khối lượng chất béo trong sữa thuộc về nhóm triglyceride Các hợp chất này có thể bị thủy phân dưới xúc tác của hệ enzyme lipase

tươi

tạo sản phẩm là các acid béo tự do, mono- hoặc diglyceride Việc giải phóng các acid béo tự do làm cho sữa có mùi ôi khét Thông qua hàm lượng các acid béo tự do có trong sữa ta có thể đánh giá mức độ quá trình thủy phân chất béo

Oxy hóa chất béo: Các acid béo không no có trong sữa rất dễ bị oxy hóa tại các vị trí nối đôi trong phân tử của chúng, tạo ra các hydroperoxyde và làm cho sữa có mùi kim loại Các phản ứng oxy hóa acid béo không no càng tăng cường khi có mặt muối sắt và đồng, nhiệt độ cao, để trực tiếp ngoài ánh nắng mặt trời thì tốc độ phản ứng tăng Thủy phân protein: Xúc tác bởi hệ enzyme protease, tạo ra các polypeptide, peptide hoặc acid amin, một số peptide làm cho sữa có vị đắng Các protease do VSV nhiễm vào sữa tiết ra gây nên những biến đổi sâu sắc về thành phần protein lẫn mùi vị của sữa Mức độ thủy phân protein càng sâu sắc thì mùi vị của sữa càng bị biến đổi Biện pháp:

xử lý nhiệt để vô hoạt các enzyme và tiêu diệt hệ VSV nhiễm vào sữa

Thủy phân các acid amin: Desamin hóa, decarboxyl hóa… thu được cetoacid, acid không no, acid béo no, NH3, CO2… chúng làm thay đổi sâu sắc về thành phần hóa học

và mùi vị của sữa

- Các biến đổi vật lý:

Một số chỉ tiêu vật lý như tỉ trọng, độ khúc xạ ánh sáng, độ nhớt của sữa phụ thuộc vào nhiệt độ Nhìn chung, các biến đổi vật lý của sữa trong quá trình bảo quản là không đáng kể

- Các biến đổi hóa lý:

Sự thay đổi cấu trúc micelle: Cấu trúc micelle của sữa chủ yếu do các casein (α, β, κ-casein) cùng hai nguyên tố vô cơ (calci và phosphore) tạo nên Một số phân tử β-casein, ion calci, phosphate thoát ra khỏi cấu trúc micelle dưới tác dụng của nhiệt độ thấp sẽ làm giảm kích thước micelle trong sữa Song song đó, mức độ hydrate hóa của các micelle sẽ tăng, trạng thái keo của micelle trở nên bền hơn Tuy nhiên, sự giảm kích thước micelle và sự giảm hàm lượng phosphate calci trong micelle sẽ gây ra những khó khăn nhất định cho quá trình đông tụ casein trong sản xuất một số loại phô mai

Sự thay đổi hệ nhũ tương: Quá trình làm lạnh, sự khuấy trộn làm tổn thương đến cấu trúc màng bảo vệ của các giọt béo trong sữa, làm thay đổi hệ nhũ

2.1.1.5 Chỉ tiêu chất lượng của sữa tươi nguyên liệu

- Chất lượng của nguyên liệu có tính quyết định chất lượng sản phẩm Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm nói chung phải là sữa có chất lương cao Vì vậy, khi lấy sữa để sản xuất phải đảm bảo đạt yêu cầu về chất lượng Sữa tươi được lấy từ trạm thu mua phải đáp ứng được tất cả các yêu cầu sau:

+ Sữa được vắt từ những con bò khỏe mạnh

+ Sữa có mùi tự nhiên, không có vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất tẩy rửa

tươi

+ Sữa có thành phần tự nhiên

+ Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay sau khi vắt

+ Kho và thiết bị phải sạch sẽ và phải đảm bảo đúng nhiệt độ yêu cầu [8]

Bảng 2.2 Chỉ tiêu của sữa tươi nguyên liệu [8]

Chỉ tiêu cảm quan

không có mùi vị lạ

Chỉ tiêu hóa lí

Hàm lượng chất khô, % khối lượng ≥ 11,5

Hàm lượng chất béo, % khối lượng ≥ 3,2

Hàm lượng protein, % khối lượng ≥ 2,8

Tỷ trọng của sữa ở 20 0C, g/ml ≥ 1,026

Tạp chất lạ nhìn thấy bằng mắt thường không được có

Các chỉ tiêu kim loại nặng

- Hàm lượng asen (As) không quá 0,5 mg/l

- Hàm lượng chì (Pb) không quá 0,05 mg/l

- Hàm lượng thủy ngân (Hg) không quá 0,05 mg/l

- Hàm lượng Cadimi (Cd) không quá 1,0 mg/l

Các chỉ tiêu vi sinh vật

- Tổng số vi sinh vật hiếu khí trong 1ml sản phẩm không quá 105

- Số lượng tế bào xôma trong 1ml sản phẩm không quá 4×105

- Số Staphylococcus aureus trong 1 gam sản phẩm

2.1.1.6 Yêu cầu bảo quản, vận chuyển

Bảng 2.3 Tiêu chuẩn đường RE [9]

2 Chỉ tiêu hóa lí Hàm lượng Saccharose ≥ 99,9%

tươi

E471 (Glyceryl strearate), E418 ngăn chặn quá trình tách chất béo trong sữa Chất ổn định được sử dụng phải hòa tan ngay và hoàn toàn trong dung dịch sữa chất ổn định phải đảm bảo được các yêu cầu về các chỉ tiêu như bảng 2.7 sau

Bảng 2.4 Tiêu chuẩn về chất ổn định [10]

1 Cảm quan Trạng thái Dạng bột mịn, tơi, không vốn cục

2 Chỉ tiêu vi sinh Tổng số VSV Max 500cfu/g

Enterobacteiaceae 0/0,01g Staphylococcus 0/0,01g

Salmonella 0/25g

Bao bì nhiều lớp, lớp PE ở ngoài

5 Thời hạn sử dụng - Còn ít nhất 2/3 thời hạn sử dụng

2.1.2.3 Chất béo

Là nguyên liệu thu nhận từ nguyên liệu sữa tươi bằng phương pháp li tâm

Để sản xuất phô mai có hàm lượng béo cao, người ta sử dụng thêm cream hoặc sữa bơ Các chất béo này cần phải đạt các yêu cầu nghiêm ngặt về VSV

Yêu cầu của nguyên liệu cream:

- Chỉ số iod: 28÷42

- Hàm lượng chất béo: 35÷40%

- Cream không có mùi lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa

- Không chứa các chất kháng sinh và không nhiễm các chất tẩy rửa công nghiệp

- Hàm lượng vi sinh vật trong cream càng thấp càng tốt

- Độ chua: <15oD

Hàm lượng chất béo trong cream thường dao động trong khoảng 30 ÷ 40% Chất béo sữa chứa tới 98 – 99% là các triglixerit, 1 – 2% còn lại là các phospholipit, cholesterol, carotrn, vitamin A, D, E, K…

Dưới dạng thể hình cầu được bao bọc bằng một màng mỏng tạo thành chủ yếu từ protein và các phosphatit, tác dụng bảo vệ, giữ cho chúng không bị phá hủy bởi enzim Các cầu mỡ có đường kính từ 0,1 ÷ 20µm (trung bình 3 ÷ 4 µm), tỷ trọng 0,925 g/cm3

tươi

Tỷ trọng chất béo sữa là 0,93 g/cm3, nhiệt độ nóng chảy không rõ ràng, nó được tạp thành từ các triglixerit hỗn tạp khác nhau nên khoảng nhiệt độ nóng chảy 28 ÷ 35°C

và đông đặc ở 19 ÷ 26°C [5]

- Tiêu chuẩn chất lượng:

Cảm quan: Cream không có mùi lạ, đặc biệt là mùi ôi do chất béo bị oxy hóa, có hương vị sữa thơm dịu, tự nhiên Màu từ trắng đến màu kem nhạt

Hóa lí: Ngoài hàm lượng chất béo, quan tâm chỉ số iod của cream, trung bình dao động trong khoảng 24 ÷ 26 [5]

Không được chứa các chất kháng sinh và không bị nhiễm chất tẩy rửa công nghiệp Những chất này sẽ ức chế sự hoạt động của các vi khuẩn lactic và kéo dài thời gian lên men Hàm lượng vi sinh vật trong cream được đảm bảo bởi những yêu cầu như bảng 2.5

Bảng 2.5 Hàm lượng vi sinh vật cho phép của cream [5]

Tổng số vi khuẩn hiếu khí <10.000CFU/g*

Staphylococci gây đông huyết tương Âm tính

Độ chua thấp, nếu cream có độ chua cao (15 ÷ 20°D) thì cần tiến hành xử lí cream bằng nước sạch với tỉ lệ cream/nước là 1:2 (v/v) sau đó li tâm tách [5]

Đối với cream có hàm lượng chất béo từ 38 ÷ 43%, phân loại theo độ chua như sau:

- Loại I: Độ chua <= 13°T

- Loại II: Độ chua <= 16°T

Bảng 2.6 Các tiêu chuẩn phân loại cream có hàm lượng chất béo từ 38 ÷ 43% [5]

5 Vi sinh vật tổng số,

thời gian mất màu

tươi

- Cách bảo quản:

Chất béo sữa rất dễ bị oxy hóa, đặc biệt khi nhiệt độ tăng cao Đặc biệt hương vị của sản phẩm cũng bị ảnh hưởng nếu nhiệt độ quá cao và thời gian bảo quản kéo dài

Do đó, cream thường được bảo quản ở 4°C

- Biến đổi trong bảo quản:

Sự oxy hóa chất béo

2.1.2.4 Tác nhân đông tụ sữa

Tác nhân đông tụ sữa phổ biến nhất là rennet Renet là hỗn hợp của chymosin và pepsin và quá trình đông tụ diễn ra ngay sau khi renet dược thêm vào Quá trình đông

tụ diễn ra 2 giai đoạn:

+ Sự biến đổi các casein thành paracasein dưới ảnh hưởng của renet

+ Sự kết tủa của paracasein với sự có mặt của các ion canxi

Khả năng đông tụ sữa của rennet được đánh giá thông qua hoạt tính đông tụ sữa Các chế phẩm rennet thương mại có dạng bột mịn hoặc dạng lỏng Hoạt tính đông tụ sữa của chúng thường dao động 1:10000 – 1:15000 có nghĩa là một phần của renet có thể đông lại 10000-15000 phần sữa trong 40 phút ở 35°C Renet của dạng bột thường gấp 10 lần renet của dạng lỏng Chế phẩm được bảo quản ở nhiệt độ thấp (4 – 6oC) [5]

2.1.2.5 Giống vi sinh vật

Trong sản xuất phô mai, tùy thuộc loại sản phẩm mà các nhà sản xuất có thể sử dụng một loài hoặc tổ hợp nhiều loài VSV khác nhau

Phổ biến nhất trong sản xuất phô mai là vi khuẩn lactic Người ta sử dụng nhóm

vi khuẩn lactic ưa ấm (Topt = 25 – 35oC) và ưa nhiệt (Topt = 37 – 45oC) với cơ chế lên men lactic đồng hình hoặc dị hình Chúng có chức năng tạo acid lactic trong quá trình lên men góp phần gây đông tụ casein trong sữa và tạo độ chua trong khối đông Ngoài

ra, vi khuẩn lactic còn tạo ra các sản phẩm phụ từ quá trình lên men như CO2, acetaldehyde, diacetyl… Một số chủng vi khuẩn lactic tham gia vào quá trình chuyển hóa acid citric, quá trình phân giải protein… để tạo nên giá trị cảm quan và các chỉ tiêu hóa lý đặc trưng cho phô mai thành phẩm

Hình 2.1 Lactococcus cremoris [11] Hình 2.2 Leuconotoc lactis [12]

tươi

2.1.2.6 Phụ gia và các nguyên liệu khác

- CaCl2: Hiệu chỉnh thời gian đông tụ 5 - 20 g/100 kg sữa Disodium phosphate

(Na2PO4), thường là 10 - 20 g/kg, đôi khi có thể được thêm vào sữa trước khi canxi clorua được thêm vào Điều này làm tăng tính đàn hồi do sự hình thành keo canxi keo (Ca3(PO4)2)

2.2 Tổng quan về sản phẩm

2.2.1 Tổng quan về sản phẩm sữa tiệt trùng

Sữa tươi tiệt trùng (sterilization milk) là sản phẩm được chế biến chủ yếu từ sữa tươi nguyên liệu có hoặc không bổ sung phụ gia và phải được xử lý ở nhiệt độ rất cao (trên 100⁰C) Để chuẩn hóa nguyên liệu, cho phép bổ sung sữa bột hoặc chất béo sữa nhưng không quá 1% tính theo khối lượng của sữa tươi nguyên liệu Hiện nay, sữa tiệt trùng có thể được đựng trong hộp giấy, chai thủy tinh hoặc chai nhựa kín Sản phẩm tiệt trùng có thể bảo quản ở nhiệt độ phòng, trong điều kiện không mở bao bì sữa tiệt trùng

có thể bảo quản trong khoảng thời gian từ 3 – 6 tháng [6]

Ưu điểm sữa tiệt trùng so với sữa thanh trùng là các nhà sản xuất có thể tiết kiệm được chi phí cho việc bảo quản và vận chuyển sản phẩm trong điều kiện nhiệt độ bình thường Ngoài ra, các nhà sản xuất có thể chào bán sản phẩm tại những thị trường ở cách

xa nhà máy Họ không bị áp lực phải tìm ngay nguồn tiêu thụ sản phẩm cho mỗi lô hàng sản xuất [6]

Công nghệ tiệt trùng (UHT) được hiểu một cách đơn giản là tiến trình xử lí nhiệt cho thực phẩm lỏng như sữa ở nhiệt độ cực cao trong thời gian cực ngắn trong môi trường vô cùng khép kín Chính nhờ quá trình làm nóng và lạnh sản phẩm cực nhanh này sẽ giúp tiêu diệt hay làm tê liệt khả năng hoạt động của các loại vi sinh vật gây bệnh, giúp thành phần hóa học của sữa ít bị biến đổi hơn trong quá trình chế biến truyền thống nhờ vậy lượng các vi chất mất đi hơn nhiều nên các sản phẩm sữa tiệt trùng vẫn giữ lại được nhiều chất dinh dưỡng, bảo tồn được hương vị, màu sắc tự nhiên của sữa

Nguyên liệu sản xuất sữa tiệt trùng phải có chất lượng tốt ngoài yêu cầu cơ bản về các chỉ tiêu vi sinh vật, hóa lý và cảm quan người ta thường quan tâm đến thành phần serum-protein trong sữa tươi Hàm lượng của chúng dao động từ 0,1÷0,4g/l, riêng sữa non chứa hàm lượng rất cao serum-protein [6]

Các dòng sản phẩm sữa tiệt trùng hiện nay đang phổ biến như: sữa cô gái hà lan, vinamilk, TH True milk, nutifood, mộc châu,…

2.2.1.1 Một số phương pháp sản xuất tiệt trùng:

- Tiệt trùng trong bao bì: Có thể liên tục hoặc gián đoạn Quá rình rót được thực hiện trước khi tiệt trùng

+ Ưu điểm: Thiết bị rót không cần vô trùng

+ Nhược điểm: Thời gian tiệt trùng dài, protein bị biến tính nhiều

tươi

- Tiệt trùng ngoài bao bì: Có thể gia nhiệt trực tiếp hoặc gián tiếp Quá trình rót được thực hiện sau khi tiệt trùng

+ Ưu điểm: Thời gian tiệt trùng ngắn hơn nhiều

+ Nhược điểm: Phải chiết rót trong điều kiện vô trùng và cần làm nguội chân không (đối với gia nhiệt trực tiếp)

Quy trình sản xuất sữa tiệt trùng trước khi rót vào bao bì thường được thực hiện như sau: sữa đã được làm sạch và tiêu chuẩn hóa được đưa vào thiết bị gia nhiệt đến 75-80⁰C, rồi qua tiệt trùng ở 135-150⁰C trong 3-20 giây Sau đó sữa nhanh chóng làm nguội tới 15-20⁰C và rót chai trong điều kiện vô trùng Quá trình đồng hóa có thể tiến hành trước hoặc sau tiệt trùng [5]

Nếu tiệt trùng sau khi rót vào bao bì thì sữa sau khi được làm lạnh và tiêu chuẩn hóa sẽ qua gia nhiệt 70-75⁰C rồi chuyển sang đồng hóa, rót vào bao bì và tiệt trùng [5]

So sánh 2 phương pháp trên, sản xuất theo phương pháp tiệt trùng trước khi rót sữa vào bao bì tốt hơn vì sữa qua gia nhiệt ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn chỉ vài giây, chất lượng sữa đảm bảo tốt hơn [5]

2.2.1.2 Các biến đổi quan trọng diễn ra trong quá trình tiệt trùng:

- Biến đổi hóa học:

+ Một số vitamin bị phân hủy, đặc biệt là vitamin B1, B2 và C

+ Ở nhiệt độ cao, các hợp chất khử như đường lactose tác dụng với những hợp chất chứa nhóm –NH2( acid amin, peptide,…) theo phản ứng Maillard hình thành nên các hợp chất khử và chất màu

+ Một số protein có trong sữa (whey protein) có thể bị biến tính một phần

- Biến đổi cảm quan:

+ Màu sắc sữa trở nên sậm hơn, sản phẩm thoáng mùi caramen và mùi nấu [6]

2.2.1.3 Một số sản phẩm tiệt trùng

2.2.1.4 Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm (Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7028-2009)

Sữa thành phẩm cần đảm bảo được đầy đủ các chỉ tiêu chất lượng trước khi tung sản phẩm ra thị trường Các chỉ tiêu chất lượng đó được quy định chặt chẽ như bảng 2.7 dưới đây

Hình 2.3 Một số hình ảnh sữa tiệt trùng [13]

tươi

Bảng 2.7 Một số chỉ tiêu chất lượng của sữa tiệt trùng có đường [14]

Chỉ tiêu hóa lý

Hàm lượng kim loại nặng

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc

trong 1ml sản phẩm

102

Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

E.Coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

Salmonella, số vi khuẩn trong 25 ml sản phẩm 0

Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 ml

phẩm, không có mùi, vị lạ

tươi

Bảo quản: Sữa tiệt trùng được bảo quản ở nhiệt độ phòng, thời gian bảo quản sản phẩm

có thể kéo dài từ 3-6 tháng [6]

2.2.2 Tổng quan về phomai tươi

2.2.2.1 Giới thiệu về phomai

Theo định nghĩa của FAO/WHO: phomai là protein của sữa được đông tụ, tách bớt whey ở dạng tươi hoặc đã qua ủ chín Phomai là sản phẩm lên men được chế biến từ sữa (sữa bò, sữa dê…) với sự tham gia của một số nhóm vi sinh vật Nó có hàng ngàn loại khác nhau Tùy theo đặc điểm, mùi vị, hình dáng, hàm lượng chất béo

Hiện nay, trên thế giới có hàng trăm loại phô mai Các sản phẩm phô mai khác nhau về cấu trúc, mùi, vị, màu sắc, các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh Quy trình công nghệ sản xuất phô mai cũng rất đa dạng Người ta có thể sử dụng các nguyên liệu sữa và giống VSV khác nhau để sản xuất phomai [15]

Phomai tươi là một sản phẩm sữa có giá trị dinh dưỡng cao Hàm lượng protein khoảng 15-20% gồm có đầy đủ các axit amin quan trọng

Phomai tươi là sản phẩm từ sữa được sản xuất bằng phương pháp đông tụ bằng axit hoặc rennet không qua giai đoạn ủ chín; và phần lớn chúng được sản xuất bằng phương pháp đông tụ bằng axit ở một số quốc gia

Phomai tươi thuộc vào nhóm phô mai mềm, phomai mềm có độ ẩm rất cao Điểm đặc trưng của phomai mềm không qua giai đoạn ủ chín là quá trình bảo quản được thực hiện ở nhiệt độ thấp và thời gian bảo quản ngắn hơn khi ta so sánh với các loại phomai khác

2.2.2.2 Lợi ích của việc sử dụng phomai tươi:

Phomai là một loại thực phẩm có thể bảo quản được lâu, có giá trị dinh dưỡng cao Đây là sản phẩm giàu đạm, hàm lượng canxi cao và chất lượng dồi dào Trong phomai chứa: protein 20%, lipid 30%, các muối khoáng, các vitamin Các protein, chất béo trong phomai đều ở dạng cơ thể dễ hấp thụ, có đầy đủ các acid amin không thay thế Đồng thời chứa vitamin D có tác dụng tốt cho hấp thụ canxi vào xương, phomai còn không chứa đường lactose do đã được lên men bởi vi khuẩn đặc biệt hoặc xử lý với enzyme để loại bớt chất này, do đó phomai thường thân thiện với hệ tiêu hóa của trẻ nhỏ [15]

Bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết như protein và canxi Phù hợp với các chế

độ ăn lành mạnh cho trẻ em và người lớn thuộc mọi độ tuổi

Đây là sản phẩm giàu đạm, hàm lượng canxi cao và chất lượng dồi dào Trong phô mai chứa protein, lipid, muối khoáng, các vitamin (A, B1, B2, C, ) Các protein, các chất béo có trong phomai đều ở dạng cơ thể dễ hấp thụ, có đầy đủ các acid amin không thay thế Đồng thời chứa vitamin D có tác dụng tốt cho hấp thu canxi vào xương, phomai còn

tươi

không chứa đường lactose do đã được lên men bởi vi khuẩn đặc biệt hoặc xử lý với enzyme để loại bớt đi chất này

2.2.2.3 Phân loại phô mai

Bảng 2.8 Phân loại dựa vào hàm lượng chất béo trong phô mai [6]

Phô mai có hàm lượng chất béo rất cao Phô mai có hàm lượng chất béo cao Phô mai có hàm lượng chất béo trung bình Phô mai có hàm lượng chất béo thấp Phô mai gầy

>60 45-60 25-45 10-25

<10

Bảng 2.9 Phân loại dựa trên hàm lượng nước trong phô mai [6]

Loại sản phẩm Giá trị MFFB Loại sản phẩm Giá trị MFFB Phô mai rất cứng

61-69

>67

- Dựa vào quá trình ủ chín

+ Phô mai tươi

+ Phô mai có qua giai đoạn ủ chín

2.2.2.4 Các phương pháp sản xuất phomai tươi

Phomai tươi được làm từ sưa tươi theo 2 phương pháp: phương pháp chua và phương pháp men chua

Theo phương pháp chua, quện sữa tạo thành do kết quả của quá trình lên men lactic

áp dụng với phomai không béo, để sản xuất phomai ít béo và béo, người ta sử dụng phương pháp men chua

- Phương pháp chua

Độ chua không quá 21oT Nhiệt độ lên men 28-30oC, ở nhiệt độ này người ta cho một lượng chủng VSV thường là axit lactic vào khuấy đều rồi cho lên men trong 6-8h rồi tách huyết thanh

- Phương pháp men chua

Chủng VSV thêm vào thường là loại Streptococcus lactic, S Diacetylactic, khuấy đều cứ 30-40 phút khuấy một lần, sau 3-4h độ chua đạt 32-35oT, sau đó cho dung dịch CaCl2 vào rồi renin Sau khi cho men sữa thì lại khuấy dều Thời gian lên men khoảng 6-8h Sau đó tách huyết thanh tương tự như phương pháp chua

2.2.2.5 Chỉ tiêu chất lượng của phomai tươi

Các yêu cầu chất lượng phô mai tươi theo QCVN 5-3:2010/BYT bao gồm: Chỉ tiêu hóa lý và gới hạn các chất nhiễm bẩn được thể hiện ở bảng bên dưới

Bảng 2.10 Các chỉ tiêu lý hóa [16]

Tên chỉ tiêu Mức quy định Phương pháp thử Phân loại

chỉ tiêu 1) Hàm lượng chất béo sữa, %

tính theo chất khô

TCVN 8181:2009 (ISO 1735:2004);

TCVN 8173:2009 (ISO 3433:2008);

ISO 1854:2008 (đối với phomat whey)

- Phomat đã tách chất béo dưới 10

1) Chỉ tiêu loại A: bắt buộc phải thử nghiệm để đánh giá hợp quy

Bảng 2.11 Giới hạn các chất nhiễm bẩn [16]

Tên chỉ tiêu Giới hạn tối

Phân loại chỉ tiêu

I Kim loại nặng

TCVN 7933:2008 (ISO 6733:2006), TCVN 7929:2008

7788:2007

A

tươi

Tên chỉ tiêu Giới hạn tối

Phân loại chỉ tiêu

B

2.2.2.5 Bảo quản phomai tươi

Bảo quản phomai tươi trong kho lạnh ở 4-6oC trong thời gian rất ngắn từ 7-10 ngày nên cần sử dụng ngay sau khi sản xuất

2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ ở Việt Nam và trên thế giới

2.3.1 Ở Việt Nam

2.3.1.1 Đối với sữa tiệt trùng

Tháng 9/2017, sản xuất sữa tăng ở cả sữa tươi và sữa bột so với tháng 8, tuy nhiên kim ngạch nhập khẩu sữa giảm xuống còn 121,9 triệu USD… Theo dự báo của BMI, sản lượng sữa tại Việt Nam sẽ tăng trong vài năm tới do nguồn vốn đầu tư vào các nông

trại sản xuất sữa ngày càng nhiều nhằm giảm sự lệ thuộc vào sữa nhập khẩu [17]

- Sản xuất:

Theo số liệu thống kê từ Tổng cục Thống kê, sản lượng sữa tươi trong tháng 9 ước đạt 115,6 triệu lít, giảm 1,7 % so với tháng 9/2016, nhưng so với tháng 8/2017 tăng 8,9

% nâng lượng sữa tươi 9 tháng lên 963,3 triệu lít, tăng 8,3 % so với cùng kỳ

Đối với sữa bột, tháng 9 ước đạt 78,1 nghìn tấn, giảm 18,4 % so với tháng 9/2016 nhưng tăng 7,2 % so với tháng 8/2017, nâng lượng sữa bột 9 tháng đạt 89,1 nghìn tấn, tăng 3,6 % so với cùng kỳ năm trước [17]

- Nhập khẩu:

Số liệu thống kê sơ bộ từ TCHQ Việt Nam, tháng 9/2017 kim ngạch nhập khẩu sữa và sản phẩm từ sữa giảm 26,9 % so với tháng 8, xuống còn 60,2 triệu USD, tính chung 9 tháng năm 2017 kim ngạch nhập nhóm hàng này đạt 650,9 triệu USD, tăng 3,4 9% so với cùng kỳ 2016

tươi

New Zealand là thị trường nhập khẩu sữa chủ lực của Việt Nam, chiếm thị phần lớn 25,4 % tổng kim ngạch, đạt 165,8 triệu USD, tăng 19,3 % Đứng thứ hai là thị trường Singapore, tuy nhiên tốc độ nhập khẩu từ thị trường này lại suy giảm 13,81 % xuống còn 93,3 triệu USD, kế đến là thị trường Đức, Thái Lan, Hoa Kỳ, Hà Lan…

Nhìn chung, 9 tháng đầu năm nay, kim ngạch nhập khẩu sữa và sản phẩm từ các thị trường đều có tốc độ tăng trưởng chiếm 68,75 % và ngược lại thị trường với kim ngạch suy giảm chỉ chiếm 31,25 % và nhập từ thị trường Australia giảm mạnh nhất, giảm 28,44 % so với cùng tương ứng với 27,7 triệu USD

Đáng chú ý, kim ngạch nhập khẩu sữa và sản phẩm từ thị trường Bỉ trong 9 tháng đầu năm tăng mạnh vượt trội, tuy kim ngạch chỉ đạt 4,5 triệu USD, nhưng tăng gấp hơn 2,4 lần so với cùng kỳ năm trước

Đặc biệt, thị trường cung cấp sữa cho Việt Nam trong 9 tháng 2017 có thêm thị trường Ireland, kim ngạch đạt 20,2 triệu USD [17] Tình hình nhập khẩu sữa và sản phẩm

từ sữa chín tháng 2017 được thể hiện ở bảng 2.10

- Triển vọng:

Theo bản báo cáo của BMI Reasearch, thị trường sữa Việt Nam đang trải qua giai đoạn bùng nổ xét về cả mặt sản xuất, chế biến

Xét về mặt sản xuất sữa, nhiều công ty sữa lớn tại Việt Nam trong đó có Vinamilk,

TH true Milk và Hanoi Milk đã và đang tăng cường đầu tư xây dựng các trang trại nuôi

bò sữa mới để tăng sản lượng Như vậy, sản lượng sữa của Việt Nam được dự báo sẽ tăng khoảng 10 % trong năm 2017 và 2018

Ngành công nghiệp chế biến sữa cũng phát triển do các công ty đang thúc đẩy xúc tiến thương hiệu và sản phẩm Điển hình hồi quý 4 năm 2016 công ty Vinamilk đã bắt tay hợp tác với hãng bán lẻ điện thoại FPT Shop để mở rộng chuỗi cửa hàng giới thiệu

và chuyên doanh sản phẩm sữa Vinamilk

Tuy nhiên, triển vọng đầy hứa hẹn của ngành sữa đã hấp dẫn nhiều đối thủ mới cả trong và ngoài nước, khiến cạnh tranh ở thị trường này trở nên khốc liệt hơn bao giờ hết Bên cạnh đó, chính phủ đang từng bước kiểm soát giá bán lẻ sữa dành cho trẻ sơ sinh trong vài năm tới

BMI Research dự báo sản lượng sữa tại Việt Nam sẽ tăng đáng kể trong vòng vài năm tới do nguồn vốn đầu tư đổ vào các nông trại sản xuất sữa ngày càng nhiều nhằm giảm sự lệ thuộc vào sữa nhập khẩu Trong vài năm tới số lượng cá thể bò sữa sẽ tăng Các nông trại nuôi bò hoạt động hiệu quả sẽ góp phần quan trọng trong ngành sản xuất sữa Kết quả là, ngành sữa sẽ được hưởng lợi từ sản lượng sữa tăng 130 % trong vòng 1 thập kỷ và các khoản đầu tư mới vào ngành sữa được dự báo sẽ tiếp tục tăng

tươi

Tiêu thụ sữa sẽ tiếp tục tăng trong vài năm tới do thu nhập của người dân tăng và

sự phát triển của các chuỗi bán hàng hiện đại Việc các công ty sữa cạnh tranh khốc liệt cùng với các chính sách của chính phủ sẽ giúp giá sữa được kiểm soát chặt chẽ

Việt Nam là quốc gia nhập siêu các sản phẩm sữa chủ yếu từ New Zealand do nguồn cung trong nước vẫn còn thiếu hụt Tuy nhiên, xuất khẩu sữa của Việt Nam bắt đầu có dấu hiệu phát triển Điển hình như Vinamilk với chiến lược chinh phục thị trường quốc tế, công ty chủ yếu xuất khẩu sang thị trường Trung Đông và Đông Nam Á Hồi tháng

5, công ty trở thành doanh nghiệp sữa đầu tiên của Việt Nam ký bản ghi nhớ hợp tác cung cấp sản phẩm cho thị trường Trung Quốc [17]

2.3.1.2 Đối với phô mai

Phô mai tuy chưa được sử dụng phổ biến tại Việt Nam, nhưng các sản phẩm phô mai đã được nhập khẩu vào Việt Nam từ vài chục năm trước đây Đến nay, một số công

ty chế biến sữa trong nước đã bắt đầu sản xuất một số loại phô mai đơn giản

Cách đây 4 năm (năm 2011), khi mở nhà máy đầu tiên tại Việt Nam, ông Antoine Fievet, Chủ tịch Tập đoàn Bel cho hay, sở dĩ Bel chọn Việt Nam để mở nhà máy sản xuất vì phô mai Con bò cười tiêu thụ tốt

Chẳng hạn trong quý III/2012, sản lượng hàng bán ra của Công ty Bel Việt Nam tăng khoảng 70% so với quý trước đó và năm 2013 tăng 35% so với năm 2012 Hiện tại (2015), công xuất nhà máy sản xuất phô mai của Bel đã đạt 15.000 tấn/năm, lượng tiêu thụ đã tăng gấp ba lần so với năm 2014 Dự đoán, đến năm 2020, sản lượng tiêu thụ phô

mai đạt 9,016 tấn/năm [18]

2.3.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới

2.3.2.1 Đối với sữa

Việc tiêu sản xuất và tiêu thụ sữa ở các nước trên thế giới có sự khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu cũng như tình hình phát triển kinh tế của mỗi quốc gia Việc tiêu thụ sữa cao nhất ở các nước Châu Âu và Bắc mỹ và thấp ở Châu Á Bên cạnh đó thì giá sữa cũng có nhiều biến động

Giá sữa trên thị trường thế giới đã tăng 15,7% từ đầu năm đến nay.dự báo trong thời gian tới vẫn còn duy trì ở mưc cao khi nguồn cung New Zealand- nước xuất khẩu sữa lớn nhất trên thế giới thiếu hụt và nhu cầu tại Trung Quốc tăng

Theo số liệu từ Công ty Dịch vụ Thương mại Toàn cầu (GTIS), trong quý 1/2018 Trung Quốc đã nhập khẩu 758 nghìn tấn sữa và sản phẩm từ sữa, trị giá 2,58 tỷ USD, tăng 15,3% về lượng và 24,2% về giá trị so với cùng kì 2017 Sự tăng trưởng được thể hiện ở khắc các chủng loại: sữa bột nguyên kem đạt 215,5 nghìn tấn ( tăng 9,9%), sữa bột tách kem đạt 82,4 nghìn tấn (tăng 10,9%), váng sữa 136,7 nghìn tấn (tăng 11,46%)

và các sản phẩm khác 126,3 nghìn tấn (tăng 12,4%)

tươi

Trong khi nhu cầu gia tăng thì cung lại eo hẹp, theo số liệu công ty nghiên cứu sản phẩm sữa và thực phẩm CLAL có trụ sở tại Italia, tháng 3/2018 sản lượng sữa của New Zealand giảm 1,48% so với tháng 3/2017 [17]

2.3.2.2 Đối với phô mai

Phô mai thời trung cổ, chưa có chứng thực nào về việc phô mai đầu tiên được phát minh từ đâu, tại châu Âu, Trung Á hay Trung Đông, chỉ biết là trong khoảng thời gian

3000 năm đến 8000 năm trước công nguyên, khi người ta dùng dạ dày hay bao tử các con vật phơi khô làm nơi chứa sữa thì cách chế biên phô mai được tình cờ phát minh khi chất sữa từ dạng lỏng, gặp chất men dịch vị trong bao tử các loài vật tự dưng đông lại thành dạng đặc

Trong thời La Mã cổ đại, phô mai được sản xuất và tiêu dùng rất rộng rãi, sau đó lan dần ra toàn châu Âu Chất men dịch trong bụng các loài thú đã được chế biến trong các phòng thí nghiệm vào những năm 1860, nên ngày nay, các sản phẩm phô mai có thể được chế biến chuyên nghiệp hơn và với số lượng lớn hơn rất nhiều so với cách làm thủ công truyền thống ngày xưa Có hàng trăm loại phô mai khác nhau đủ màu sắc và mùi

vị đặc trưng

Mỹ, Đức, Pháp, Ý và Hà Lan là năm quốc gia có tổng sản lượng phô mai lớn nhất thế giới, nhưng Hy Lạp, Ý và Pháp lại là nước tiêu thụ phô mai nhiều nhất Rất nhiều món ăn của Hy Lạp, Ý và Pháp có thành phần phô mai trong cách chế biến, trái ngược hẳn với châu Á là nơi các món phô mai ít hiện diện nhất trong mỗi bữa ăn Tuy nhiên, cùng với sự du nhập ào ạt của các món ăn nhanh hay trào lưu ẩm thực Tây phương, các món ăn như pizza, mì ống, bánh hambuger, được giới trẻ ưa chuộng và tiêu thụ rất nhiều Do đó, người Á Đông đã dần dần làm quen với phô mai qua các món ăn yêu thích đó

tươi

Chương 3: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

Thanh trùng,làm nguội t= 70 o C, 15-20s, 22 o C

Phối trộn

Lên men

pH=5,8, 20-22o C 1-2h

Đông tụ Rennet, CaCl 2 , pH=4,5 18-22 o C, 4-6h, W=85%

Rót, bao gói, hoàn thiện sản phẩm

Chiết rót, bao gói, hoàn thiện sản phẩm

Cream

Bao bì

Phomai blanc

Sữa tươi tiệt trùng Bao bì

Đường RE, E470, E471, E418

tươi

3.2 Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ

3.2.1 Thuyết minh các công đoạn chung của 2 dây chuyền sản xuất

3.2.1.1 Xử lí nguyên liệu

❖ Kiểm tra sữa đầu vào

- Mục đích: Kiểm tra đánh giá chất lượng sữa, đảm bảo chất lượng đầu vào cho nguyên liệu

- Cách tiến hành:

Sữa nguyên liệu được thu mua tại các nhà máy và trạm thu gần trang trại chăn nuôi, sau khi về nhà máy được tiến hành kiểm tra nghiêm ngặt, bằng cách lấy mẫu và xác định các chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu hóa lý và chỉ tiêu vi sinh vật của sữa tươi [4] + Kiểm tra màu sắc, trạng thái, mùi vị của sữa

+ Độ sạch của dụng cụ và thiết bị chứa sữa: Quan sát mặt bên trong bình đựng sữa hoặc thành trong của xe bồn Nếu lượng sữa bám trên thành bình hoặc thành trong của

xe bồn càng nhiều chứng tỏ việc vệ sinh bình đựng sữa và xe bồn chưa tốt

+ Xác định số tế bào soma bằng phương pháp đếm trực tiếp trên buồng đếm tế bào Nếu số tế bào soma lớn hơn 500000 trong 1 ml sữa thì cho thấy con bò đang bị bệnh về

vú, chất lượng sữa không tốt

+ Xác định hàm lượng cặn

+ Xác định điểm đông đặc của sữa

+ Hàm lượng protein và chất béo trong sữa

+ Xác định tổng số vi khuẩn trong sữa

❖ Quá trình tiếp nhận sữa

Tại nhà máy chế biến, sữa từ xe bồn sẽ được bơm vào thiết bị bài khí, sau đó qua ống lọc, qua lưu lượng kế đo thể tích gắn trên đường ống, do trong quá trình vận chuyển nhiệt độ của sữa tăng lên nên trước khi vào bồn bảo quản sữa được làm lạnh về 2 ÷ 4oC

a Bài khí

- Mục đích: Loại bỏ các khí phân tán và hòa tan ra khỏi sữa, loại bỏ các hợp chất

bay hơi có mùi khó chịu trong sữa, định lượng sữa theo thể tích chính xác hơn, van đầu

ra của xe bồn chứa nguyên liệu được kết nối với thiết bị bài khí

Sữa tươi vừa vắt chứa một hàm lượng CO2 khá cao (3,5 ÷ 4,9%), một ít khí N2 (1%) và O2 (0,1%) Trong quá trình vận chuyển sữa từ nông trại về nhà máy bảo quản, mặc dù luôn hạn chế tiếp xúc sữa với không khí cũng như luôn hạn chế sự khuấy trộn, hàm lượng các chất khí trong sữa vẫn tăng nhẹ

b Lọc

- Mục đích: Loại bỏ các chất cặn, tăng chất lượng cho nguyên liệu sữa, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý tiếp theo

- Mục đích: Lọc loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ lẫn trong sữa nhằm đảm bảo

độ sạch và các yêu cầu của sữa nguyên liệu trước khi đưa vào chế biến

3.2.1.3 Định lượng

- Mục đích: Xác định lượng nguyên liệu cần cho mỗi ca sản xuất, đảm bảo đúng năng suất của thiết bị và nhà máy

- Thiết bị: Hệ thống thiết bị lưu lượng kế lắp trên đường ống

3.2.1.4 Gia nhiệt sơ bộ

- Mục đích: Tiêu diệt và ức chế hệ VSV và enzyme có trong sữa

- Thiết bị: Thiết bị thanh trùng bản mỏng

- Tiến hành: sữa từ thùng chứa trung gian được bơm li tâm bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt bản mỏng tiến hành gia nhiệt sơ bộ để tiêu diệt vi sinh vật

- Thông số công nghệ: 60 – 70oC/ 15 – 20 giây

3.2.1.5 Bài khí

- Mục đích:

+ Tách các khí phân tán và hòa tan ra khỏi sữa nguyên liệu

tươi

+ Tăng hiệu quả truyền nhiệt cho quá trình đồng hóa và cải thiện hương vị cho sản phẩm

- Tiến hành: Sữa được đưa vào thiết bị bài khí Trong thiết bị này người ta sẽ tạo ra một

áp lực chân không thích hợp sao cho nhiệt độ sữa bị giảm đi 7 - 8°C Khi đó, các khí ở dạng phân tán, hòa tan và một phần hơi nước cùng các hợp chất dễ bay hơi khác thoát

ra khỏi thiết bị qua bộ phận ngưng tụ đặt ở trên đỉnh thiết bị, sữa thoát ra dưới đáy thiết

bị [6]

- Yêu cầu: phải tách tối đa hàm lượng khí còn lại trong sữa

3.2.2 Thuyết minh quy trình phomai tươi

3.2.2.1 Thanh trùng, làm nguội

- Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật chịu nhiệt kém và chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo

- Thiết bị: Thiết bị thanh trùng bản mỏng

- Tiến hành: dịch sữa sau khi đồng hóa được bơm vào thiết bị thanh trùng bản mỏng ở nhiệt độ 70 oC trong vòng 15-20s Sau đó sữa lại quay về các thiệt bị gia nhiệt ở đây sữa

ra sẽ tiếp xúc với sữa vào và truyền nhiệt cho sữa vào để giảm nhiệt độ xuống

- Thông số công nghệ:

Chế độ thanh trùng: nhiệt độ 70oC, thời gian 15 giây

Sau đó sữa được làm nguội về 22 – 24oC

3.2.2.2 Cấy giống

- Mục đích: Sau khi thanh trùng và làm mát đến 18 - 22°C, sữa được đưa vào thùng

Vi khuẩn leuconotoc lactis và Lactococcus cremoric cũng được thêm vào, thường cùng

với một lượng nhỏ rennet, thường là một phần mười lượng trong sản xuất phomai thông thường hoặc khoảng 2 ml sữa nước cho mỗi 100 kg

3.2.2.3 Lên men

- Mục đích: Làm đông tụ sữa thành các khối, chuyển hóa đường sữa (lactose) thành acid lactic, cũng như tạo ra các acid khác như acid amin, acid acetic, acid succinic,… tạo ra mùi hương và màu sắc cho sản phẩm

- Tiến hành: Dịch sữa và men giống hoạt hóa được đưa vào thiết bị lên men, quá trình lên men xảy ra 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Hỗn hợp dịch sữa và canh trường giống (được đưa vào dịch với tỉ

lệ 3-7 %) được khuấy trộn đều để đạt được sự đồng nhất Đảm bảo quá trình lên men được thực hiện ở 20-22°C cho đến khi độ acid tăng từ 16-18°T lên 32-35°T Khi đó acid lactic được sinh ra làm giảm pH của sữa, pH giảm tới điểm đẳng điện của casein sẽ xảy

ra quá trình kết tụ sữa

+ Giai đoạn 2: sau 1-2h lên men, khi giá trị pH của sữa giảm 5,8 hay sữa đạt đến

độ chua 32-35°T, người ta bơm hỗn hợp qua bồn đông tụ và bổ sung enzyme chymosin

tươi

hay còn gọi là rennin và CaCl2 để xảy ra quá trình đông tụ sữa

3.2.2.4 Đông tụ

- Mục đích:

+ Chuyển casein từ trạng thái keo sang khối đông với cấu trúc gel

+ Hỗn hợp được khuấy đảo mạnh để đạt được độ mịn và độ đồng nhất theo yêu cầu

+ Hoàn thiện sản phẩm, cải thiện cấu trúc và giá trị cảm quan của phô mai thành phẩm

- Tiến hành: Lượng chế phẩm rennet cần sử dụng trung bình là 5 – 10 g/100kg sữa, người ta hòa tan rennet với nước theo tỉ lệ 1:10 rồi cho vào bồn đông tụ cùng với muối CaCl2 Vi khuẩn lactic tiếp tục lên men tạo acid lactic và làm giảm pH trong hỗn hợp Chúng cũng sinh tổng hợp nhiều sản phẩm phụ khác nhau, góp phần tạo nên hương vị đặc trưng cho sản phẩm phô mai tươi

- Thiết bị: Thiết bị đông tụ sữa thế hệ mới có dạng hình trụ, nằm ngang, với hệ thống khuấy đảo, cắt khối đông và huyết thanh được tách nhờ một ống hình trụ có đục

lỗ nhỏ nhờ đó khối đông được giữ lại còn huyết thanh được bơm ra ngoài

- Thông số công nghệ: Nhiệt độ đông tụ: 18 – 22oC, thời gian 4 – 6 giờ Tại thời điểm kết thúc quá trình đông tụ giá trị pH giảm xuống 4,5 – 4,55 Sản phẩm phô mai blance nếu được sản xuất theo phương pháp thủ công có thời gian đông tụ dài hơn tối

đa 18 giờ

3.2.2.5 Tách huyết thanh sữa

- Mục đích: Tách hết nước ra khỏi khối đông và giúp nâng cao tỉ lệ dinh dưỡng trong sản phẩm Tách chất lỏng trong khối đông sữa, làm ổn định cấu trúc của khối đông [6]

- Thiết bị: Thông qua lưới lọc và lỗ thoát ở gần đấy thiết bị đông tụ sữa thế hệ mới với hệ thống khuấy đảo, cắt khối đông và tách huyết thanh Huyết thanh được tách nhờ một ống hình trụ có đục lỗ nhỏ nhờ đó khối đông được giữ lại còn huyết thanh được bơm ra ngoài

- Thông số công nghệ: Thời gian: 4 – 6 giờ, nhiệt độ 18 – 20oC, độ ẩm 70%

3.2.2.6 Khuấy trộn

- Mục đích: Phối trộn phần đông tụ sau khi tách huyết thanh với cream

- Thông số công nghệ: khuấy mạnh để đạt độ mịn đồng nhất theo yêu cầu

- Thiết bị: Thiết bị khuấy trộn

3.2.2.7 Bao gói

- Mục đích: Bảo quản, rót định hình sản phẩm

- Thiết bị: thiết bị rót sản phẩm, bao bì plastic