ĐỒ án CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM tìm HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ sản SUẤT sữa CHUA 6 tấn NGÀY

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM TÌM HIỂU QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN SUẤT SỮA CHUA TẤN/ NGÀY GVHD: NGUYỄN THỊ THU SANG SVTH : NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY MSSV : 2005130379 NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CỦA SỮA CHUA 1.1 Tổng quan sữa chua: 1.2 Phân loại sữa chua: 1.2.1 Dựa vào chất vật lý sản phẩm: 1.2.2 Dựa vào sở thành phần hóa học hàm lượng béo: 1.2.3 Dựa vào hương vị: 10 1.3 Một số lơi ích sữa chua: .11 II NỘI DUNG CHÍNH 13 2.1 Tổng quan nguyên liệu: 13 2.1.1 Nguyên liệu chính: 13 2.1.2 Nguyên liệu phụ: .23 2.1.2.1 Chất tạo ngọt: 23 2.1.2.2 Chất nhũ hóa: 24 2.1.3 Tiêu chuẩn nguyên liệu chính, phụ: 24 2.1.3.1 Tiêu chuẩn nguyên liệu chính: 24 2.1.3.2 Tiêu chuẩn nguyên liệu phụ: .26 2.2 Quy trình sản xuất: 31 2.2.1 Tiêu chuẩn sản phẩm sữa chua 31 2.2.2 Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất sữa chua 35 2.2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua 36 NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 2.2.4 Thuyết minh quy trình sản xuất sữa chua .37 2.2.4.1 Lọc 37 2.2.4.2 Chuẩn hoá 37 2.2.4.3 Trộn hòa tan 39 2.2.4.4 Lọc2 39 2.2.4.5 Bài khí 40 2.2.4.6 Đồng hoá .41 2.2.4.7 Thanh trùng 42 2.2.4.8 Làm nguội 43 2.2.4.9 Cấy giống vi khuẩn Lactic 43 2.2.4.10 Giai đoạn lên men - khuấy - làm lạnh .45 2.2.4.11 Giai đoạn chiết rót .46 2.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình quy trình sản xuất 48 2.2.5.1 Chuẩn hóa 48 2.2.5.2 Hiệu chỉnh hàm lượng chất khô (SNF) 48 2.2.5.3 Bài khí 49 2.2.5.4 Đồng hóa 50 2.2.5.5 Thanh trùng 51 2.2.5.6 Cấy giống phối trộn 53 2.2.5.7 Lên men 55 2.2.5.8 Làm lạnh 57 2.2.6 Các cố xảy trình sản xuất .59 NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 2.2.7 Sơ đồ công nghệ số thiết bị 61 III TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT 67 3.1 Các thông số ban đầu: 67 3.2 Thơng số qua q trình: 68 3.3 Thông số sản phẩm: .68 3.4 Tính tốn đơn vị sản phẩm: .74 IV LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẢN XUẤT .75 V TỔNG KẾT 83 NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LỜI MỞ ĐẦU Sữa sản phẩm cung cấp gần đầy đủ chất dinh dưỡng cho người Vì nguồn thực phẩm quan trọng thiếu người Đặc biệt sản phẩm yaourt có lợi cho hệ tiêu hóa Do đó, với phát triển ngành cơng nghiệp thực phẩm nói chung, cơng nghiệp chế biến sữa nói riêng phát triển Sữa chua ngày trở thành sản phẩm phổ biến thị trường người ưa thích Khơng thơm ngon, bổ dưỡng mà sữa chua đem lại số lượng lớn lợi khuẩn cho đường ruột Ngày nay, chất lượng sống ngày nâng cao, người tiêu dùng quan tâm đến sức khỏe sữa chua số nhiều sản phẩm người tiêu dùng hướng đến để cải thiện sức khỏe thân Trong năm gần đây, sữa chua chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ rộng lớn khắp giới, người tiêu dùng u thích sản phẩm khơng giá trị dinh dưỡng mà ưu điểm giá thành rẻ, thông dụng, dễ tiêu dùng đặc biệt hương vị đặc trưng mà vi sinh vật lên men lactic sữa mang lại cho sữa chua Với lợi ích dinh dưỡng giá trị kinh tế to lớn mà sữa chua đem lại, khơng ngạc nhiên sữa chua trở thành đề tài nghiên cứu đáng quan tâm Để hiểu rõ quy trình sản xuất sữa chua cách tính tốn ngun liệu, thành phẩm Vì em định chọn đề tài “Tìm hiểu quy trình cơng nghệ sản xuất sữa chua tấn/ngày” NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM I GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CỦA SỮA CHUA 1.1 Tổng quan sữa chua: Sữa chua người du mục vùng Mount Elbus (Nga) phát cách hàng ngàn năm Ngày xưa, người ta nuôi dê cừu lấy sữa chúng dự trữ bầu chứa nước, đến thời tiết ấm áp, sữa trữ trở nên vón cục Và điều khởi đầu cho kỷ nguyên thực phẩm sữa chua Sữa chua (còn gọi yogourt, yogout, yoghurt) sản phẩm lên men dạng bán rắn, sử dụng rộng rãi hương vị, tính chất dinh dưỡng nó, khả tiêu hóa cao, dễ hấp thu tốt cho đường ruột Sử dụng sản phẩm sữa lên men có tác dụng kích thích tiết dịch vị, kích thích trao đổi chất, hệ vi khuẩn lactic có tác dụng khống chế phát triển vi sinh vật gây thối ruột Sữa chua sản xuất từ nguồn sữa khác nhau: sữa tươi Sữa tách béo, sữa đặc, sữa bột, … Thị trường sữa chua Việt Nam phát triển mạnh thời gian tới Các sản phẩm sữa chua thị trường Việt có tiềm phát triển Theo số liệu thống kê Euromonitor International, doanh thu từ sữa chua Việt Nam năm 2010 đạt 3.300 tỷ đồng, năm 2012 5.737 tỷ đồng, qua năm 2013 ước đạt khoảng 12.465 tỷ đồng Sự tăng trưởng cho thấy xu hướng người tiêu dùng ngày trọng sản phẩm sữa chua Đây hội tốt cho doanh nghiệp cung cấp sản xuất sữa chua Việt Nam 1.2 Phân loại sữa chua: 1.2.1 Dựa vào chất vật lý sản phẩm: a Yogourt truyền thống (set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu xử lý, cấy giống rót vào bao bì Q trình lên men diễn bao bì làm xuất khối đông (coagulum) tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM b Yogourt dạng khuấy (stirred type): Khối đông xuất sản phẩm sau trình lên men bị phá hủy phần khuấy trộn học Yogourt dạng khuấy cấu trúc gel mịn đồng sản phẩm truyền thống c Yogourt uống (drinking type) hay yogourt dạng lỏng: Khối đông xuất sản phẩm sau q trình lên men bị phá hủy hồn tồn Sau trình lên men người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hay phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel khối đông làm giảm độ nhớt cho sản phẩm Hình 1: Một số sản phẩm sữa chua dạng uống d Yogourt đông lạnh (frozen type): Sản phẩm có dạng tương tự kem Q trình lên men sữa thực thiết bị chuyên dùng, hỗn hợp sau lên men đem xử lý lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm bao gói NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM e Yogourt cô đặc (strained yogourt): Quá trình sản xuất bao gồm giai đoạn quan trọng lên men, đặc, làm lạnh, bao gói Trong q trình đặc người ta tách bớt huyết khỏi sản phẩm 1.2.2 Dựa vào sở thành phần hóa học hàm lượng béo: Một phân loại khác cho yaourt dựa vào hàm lượng chất béo sản phẩm Lượng chất béo sản phẩm Lượng chất béo yaourt dao động từ 010%, thông thường từ 0,5 – 3,5%.Theo Tổ chức y tế giới WHO tổ chức nông lương FAO, sản phẩm yaourt chia thành ba nhóm:  Yaour béo (fat yaourt)  Yaourt bán gầy (partially skimmed yaourt)  Yaourt gầy (skimmed yaourt) a Yogourt béo (fat yogourt): Hàm lượng béo sản phẩm không thấp 3% b Yogourt “bán gầy” (partially skimmed yogourt): Hàm lượng chất béo khoảng 0.5-3.0% c Yogourt gầy (skimmed yogourt): Hàm lượng chất béo không lớn 0.5% NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 1.2.3 Dựa vào hương vị: a Tự nhiên: mùi sản phẩm hình thành tự nhiên Hình 2: Một số sản phẩm sữa chua hương tự nhiên b Trái cây: trái loại thơm, dâu, sơ ri, táo,… bổ sung vào yogourt thường dạng purée Hình 3: Sữa chua TH true milk hương trái NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 10 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Trong bồn lên men bao gồm: Lượng dịch sữa: x Lượng vi khuẩn hoạt hóa: y Ta có hàm lượng giống thường cho vào 3-5% lượng sữa tùy vào vi khuẩn Chọn 4% Vậy x + y = 6018,4 y = 0,04 x  x = 5786,58 y = 231,56  Vậy lượng sữa trình cấy giống: mcấy giồng = 5786,58 kg  Lượng dịch sữa trước cấy giống: 𝑚𝑙à𝑚 𝑛𝑔𝑢ộ𝑖 = 5786,58 100 = 5792,37(𝑘𝑔) 100 − 0,1  Lượng dịch sữa trước làm nguôi: 𝑚 𝑇ℎ𝑎𝑛ℎ 𝑡𝑟ù𝑛𝑔 = 5792,37 100 = 5803,98 (𝑘𝑔) 100 − 0,2  Lượng dịch sữa trước trùng: 𝑚đồ𝑛𝑔 ℎó𝑎 = 5803,98 100 = 5815,61 (𝑘𝑔) 100 − 0,2  Lượng dịch sữa trước đồng hóa: 𝑚𝐵à𝑖 𝑘ℎí = 5815,61 NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 100 = 5821,43(𝑘𝑔) 100 − 0,1 Page 69 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM  Lượng dịch sữa trước khí: 𝑚𝑙ọ𝑐 = 5821,43 100 = 5827,26 (𝑘𝑔) 100 − 0,1  Lượng dịch sữa trước lọc lần 2: 𝑚𝑠𝑎𝑢 𝑐ℎ𝑢ẩ𝑛 ℎó𝑎 = 5827,26 100 = 5836,01 (𝑘𝑔) 100 − 0,1 Ta có sữa chua: Chất khô từ sữa: 15% Chất khô: 24% Vậy chất khô khơng từ sữa 9% bao gồm đường RE chất phụ gia Ta cho hàm lượng chất phụ gia khơng đáng kể Do hàm lượng đường sản phẩm mđường = 0,09.mnguyên liệu sữa Ta có khối lượng đường cho vào: mđường + mnguyên liệu = 5836,01  mđường + 𝑚đườ𝑛𝑔 0,09 = 5836,01  mđường = 481,87 kg Với đường có độ tinh khiết 98%  Khối lượng đường thực tế: mđường thực tế = 481,87 100 98 = 491,70 (kg)  Khối lượng nguyên liệu: mnguyên liệu = 5836,01 – 491,70 = 5344,31 (kg) NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 70 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Mà nguyên liệu sữa làm sữa chua bao gồm: Sữa tươi ngun liệu: a có chất khơ 13%, chất béo 3,9% Sữa bột gầy: b có chất khơ 95%, chất béo 0,05% Sản phẩm: c có chất khơ từ sữa 15% Do ta có phương trình: a.13 + 95.b = 15.5344,31 (1) Ta có: Sữa tươi :a Li tâm Gầy: m 0,05% Cream: n 40% Từ ta có hệ: 3,9.a = 0,05.m + 40.n a=m+n  Sữa tươi :a m = 0,9.a (2) n = 0,096.a (3) Li tâm Gầy: m 0,05% Cream: n 40% sữa hiệu chỉnh: 5344,31 kg có 3,2% béo Sữa bột gầy :b 0,05% Gọi X hàm lượng phần cream sau ly tâm bổ sung vào sữa để có chất béo 3,2% NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 71 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Từ (1),(2), ta có: 0,9.a + X + b = 5344,31 0,05.0,9.a +40.X + 0,05.b = 5344,31.3,2 13a + 95.b = 15.5344,31 a = 5345  X = 421,39 b = 112,42 Từ (3) suy ra: n = 0,096.a = 0,096.5345 = 513,12 (kg)  Lượng lecithin bổ sung: mlecithin = 0,005.mchuẩn hóa = 0,005.5345 = 26,73 (kg)  Lượng dịch sữa chuẩn hóa chưa thêm lecithin: mtrước chuẩn hóa = 5345 - 26,73 = 5327,27 (kg)  Lượng dịch sữa trước chuẩn hóa: mlọc1 =5327,27 100 100−0,1 = 5332,60 (kg)  Lượng sữa nguyên liệu; mnguyên liệu =5332,60 100 100−0,05 = 5335,27(kg) NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 72 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM BẢNG TÓM TẮT KẾT QUẢ QUA CÁC QUÁ TRÌNH STT QUÁ TRÌNH KHỐI LƯỢNG KHỐI LƯỢNG (kg/ngày) (kg/ca) Nguyên liệu 5335,27 Lọc 5332,60 5332,6 Chuẩn hóa 5327,27 2663,64 Sau chuẩn hóa 5836,01 2918,005 Lọc 5827,26 2913,63 Bài khí 5821,43 2910,715 Đồng hóa 5815,61 2907,805 Thanh trùng 5803,98 2901,99 Làm nguội 5792,37 2896,185 10 Cấy giống 6018,04 3009,02 11 Làm lạnh 6012,02 3006,01 12 Sản phẩm 6000 3000 NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 73 ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM BẢNG TĨM TẮT CÁC NGUYÊN LIỆU CHO VÀO STT NGUYÊN LIỆU KHỐI LƯỢNG KHỐI LƯỢNG (kg/ngày) (kg/ca) Sữa tươi 5335,27 Sữa bột gầy 112,42 56,21 Đường 491,70 245,85 Nấm men 231,56 115,78 Lecithin 26,73 13,365 3.4 Tính tốn đơn vị sản phẩm: Ta có msản phẩm = 6000 kg Mỗi hũ sữa chua có khối lượng 100g Số hũ sữa chua: nhũ = 60000 hũ Mỗi lốc sữa chua gồm hũ: Số lốc sữa chua: nlốc = 15000 lốc Mỗi thùng carton gồm 48 hũ sữa chua Số thùng cacton: ncacton = 1250 thùng NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 74 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM IV LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẢN XUẤT 4.1 Chọn thiết bị Trong ngày sản xuất, dây chuyền sản xuất ca Số thiết bị n tính theo cơng thức sau: N = N1/N2 Trong đó: n số thiết bị N1: suất công đoạn N2: suất thiết bị 4.2 Thiết bị lọc sữa Khối lượng sữa vào thiết bị lọc sữa là: M = 2913,64 (kg/ca) Lượng dịch sữa vào thiết bị: m = 2913,64 1,028 = 2834,28 (lít/ca) Lượng sữa đưa vào lọc là: N1 = 2834,28 = 354,29 (lít/h) Chọn thiết bị lọc Tetra park Fiiltration Systems ( Denmark) - Model: Tetra Alcross M-1X114L - Năng suất: 2500(lít/h) - Cơng suất:11kW - Kích thước: 1500x1000x1600 Số thiết bị: n= 354,29 2500 = 0,14