Thiết kế dây chuyền công nghệ sản xuất phô mai tươi trong nhà máy

Thuyết minh dây chuyền công nghệ

- Chất lượng của nguyên liệu ảnh hưởng lớn đến chất lượng của phô mai thành phẩm nên trước khi đưa vào sử dụng sản xuất cần phải qua khâu kiểm tra, đánh giá và phải đạt các tiêu chuẩn của nhà cung ứng và của nhà máy về các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh. Sữa dùng để sản xuất phô mai không những phải là sữa tốt, đạt các tiêu chuẩn hóa lý, sinh học như để sản xuất các sản phẩm sữa lên men khác mà còn có yêu cầu đặc biệt khác, đó là khả năng đông tụ bằng renin và khả năng tách whey của hạt pho mát. Trong quá trình lên men sữa và cream, các vi khuẩn tạo chất thơm (Streptococus diacetylatic, Lactobacillus cremoris) có thể chuyển hóa lactoza và acid citric thành acid lactic, acid acetic, CO2, diacetyl.

Trong quá trình hoàn nguyên, cánh khuấy được hoạt động liên tục nhằm phân tán đều bột sữa trong nước, tăng khả năng hoà tan, tránh vón cục, đồng thời chất ổn định cũng được bổ sung vào nhằm ổn định trạng thái của sữa, giảm thời gian ủ hoàn nguyên sau này. * Mục đích: vì các hạt chất béo có trong sữa dễ dàng liên kết nhau tạo thành các hạt cầu béo có kích thước lớn hơn và nổi lên trên bề mặt, tạo thành màng gây nên sự phân lớp. Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến sữa bổ sung chất béo, vì nó làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo.

Tiêu diệt một phần vi sinh vật và vô hoạt một phần enzyme có sẵn trong sữa nhằm tránh những bất lợi cho công đoạn tiếp theo, nhất là công đoạn ủ hoàn nguyên trong thời gian khá dài. Các muối khoáng có trong sữa đặc biệt là ion canxi sẽ liên kết với casein là một loại protein chiếm phần lớn trong sữa để tạo thành caseinat canxi ở trạng thái hòa tan nên giúp cho sữa có trạng thái đồng nhất tốt. Nguyên liệu sản xuất chính của dây chuyền này là sữa bột gầy nên tiêu chuẩn hóa thực chất là bổ sung thêm mỡ sữa để đạt hàm lượng chất béo theo yêu cầu của sản phẩm, vì vậy cần bổ sung một lượng cream xác định vào để dịch sữa đạt 3,5% béo.

Sữa từ thùng chứa sữa sau hoàn nguyên được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá, cream 41% được hâm nóng trở thành dạng lỏng rồi được bơm vào thùng tiêu chuẩn hoá đã chứa sẵn dịch sữa với tỷ lệ đã tính trước, cánh khuấy của thùng hoạt động liên tục làm tăng khả năng phân tán mỡ sữa trong khối sữa, ngăn chặn quá trình tách pha, tăng hiệu quả của quá trình đồng hoá. - Đồng hóa là công đoạn rất quan trọng trong công nghệ chế biến phô mai làm tăng chất lượng về phương diện trạng thái, tránh hiện tượng tách pha trong quá trình bảo quản và tạo điều kiện cho công đoạn tiếp theo. Trong quá trình đông tụ: vi khuẩn lactic vẫn tiếp tục lên men tạo axit lactic làm giảm pH của sữa đồng thời cũng tổng hợp nhiều sản phẩm phụ khác nhau tạo hương vị đặc trưng cho sản phẩm phô mai.

Ngoài ra thiết bị còn có đầu phun giúp đưa chất tẩy rữa vào vệ sinh thiết bị theo chế độ tự động và nắp đậy có thể tháo rời để quan sát và phục vụ cho việc vệ sinh khi cần thiết. Quá trình bao gói được thực hiện thủ công trong khu vực đảm bảo điều kiện vệ sinh vô trùng để tránh nhiễm vi sinh vật từ môi trường vào sản phẩm và bảo quản ở kho lạnh có nhiệt độ thấp từ 2 - 40C.

Các quá trình sinh hóa cơ bản xảy ra trong sản xuất phô mai

Sự biến đổi các thành phần và cấu trúc trong quá trình ngâm chín là kết quả của sự tác động kết hợp giữa rennin và các vi khuẩn lactic. Một phần acid lactic được tạo thành lại chuyển hóa tiếp dưới tác dụng của vi khuẩn để thành acid propionic, acid acetic, acid butyric, CO2…. Acid lactic còn tương tác với các thành phần khác của phô mai như tham gia phản ứng trao đổi ion với các muối, tạo thành các phức với protein….

Ngược lại, nếu hàm lượng acid lactic thấp (pH > 6) tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn có hại hoạt động làm giảm chất lượng của phô mai. Theo ý kiến của nhiều tác giả, renin có vai trò là tác nhân đông tụ sữa và thủy phân không sâu protein tạo thành một số sản phẩm có tác dụng thúc đẩy sự hoạt động của vi khuẩn lactic. Trong phô mai đã ngâm chín, người ta thấy vắng xerin và metionin vì rất có thể hai acid amin này đã được dùng làm nguyên liệu cho sự tổng hợp xistein.

Số lượng cũng như thành phần acid amin tự do trong phô mai phụ thuộc vào từng loại, phụ thuộc vào hàm lượng nước, vào nhiệt độ đun lần hai, vào thành phần chủng vi sinh vật…. Trong quá trình ngâm chín, tổng hàm lượng acid amin tự do không ngừng tăng (mặc dù có thể hàm lượng của acid amin này giảm trong khi acid amin khác tăng). Người ta còn nhận thấy nếu tiếp tục quá trình ngâm chín đến một mức nào đó thì acid amin, dưới tác dụng của enzyme oxy hóa – khử của vi khuẩn sẽ tham gia hàng loạt chất mới có tác dụng tạo mùi vị cho phô mai.

Trong tất cả các loại phô mai, người ta đều tìm thấy các acid béo butyric, acetic … Acid acetic không phải là kết quả của sự thủy phân chất béo mà là kết quả của sự lên men lactoza. Sự chuyển hóa chất béo trong phô mai đã tham gia vào sự tạo thành mùi vị ở những mức độ khác nhau, trong đó phải kể đến protein và chất béo đóng vai trò hết sức quan trọng [2, tr172, 173]. Trong quá trình ngâm chín phô mai, hàng loạt các phản ứng hóa sinh đã xảy ra, kết quả giải phóng các loại khí ammoniac, cacbon dioxyt, hydro,… các chất khí tạo thành trong khối hạt phô mai sẽ tạo thành lỗ hổng ở phô mai thành phẩm.

 Tuy nhiên nếu quá trình lên men butyric xảy ra quá mạnh mẽ thì lượng hydro tạo ra sẽ rất nhiều, và khi đó các lỗ hổng trong phô mai là quá lớn. Chất khí này được tạo thành trong quá trình chuyển hóa lactoza bới các vi khuẩn tạo mùi thơm, vi khuẩn propionic và vi khuẩn butyric.

Tính cân bằng vật chất 1. Số liệu ban đầu

Trong sản xuất sản phẩm phô mai, một số công đoạn có sự thay đổi ẩm cho nên hao hụt nguyên vật liệu trong các công đoạn đó bao gồm hao hụt về ẩm và hao hụt về khối lượng trong quá trình sản xuất. * Tính hao hụt ẩm cho các công đoạn có sự thay đổi ẩm + Công đoạn tách huyết thanh: X1. Nmt = 0,618 (tấn/ca): Lượng môi trường hoạt hóa giống dùng cho dây chuyền sản xuất phô mai.

Tính khối lượng sữa bột gầy và nước ấm dùng cho hoàn nguyên + gọi m là khối lượng sữa bột gầy có hàm lượng chất khô 96,5%. + n là khối lượng nước ấm sử dụng cho hoàn nguyên để được khối sữa sau khi hoàn nguyên có tổng chất khô là 8,134%. Vậy, cần phải sử dụng 1,913 tấn sữa bột nguyên liệu cho dây chuyền sản xuất của nhà máy trong một ca.

SNF: Hàm lượng chất khố không béo có trong sữa (% khối lượng) W: Hàm lượng nước có trong sữa (% khối lượng). • Tỷ trọng sữa hoàn nguyên không thay đổi qua các công đoạn lọc và định. • Tỷ trọng sữa sau chuẩn hóa, qua các công đoạn đồng hóa, thanh trùng, làm lạnh, lên men, đông tụ không thay đổi và bằng d3.

Các thiết bị dùng cho dây chuyền 1. Cân định lượng

Thùng hoàn nguyên có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, có cánh khuấy gần sát đáy. Thùng làm bằng thép không rỉ gồm hai lớp thép, khoảng không gian ở giữa để cung cấp hơi gia nhiệt cho thùng, vỏ ngoài có lớp bảo ôn. Bột được đổ qua phễu xuống thiết bị tách kim loại được đặt phía trên thùng hoàn nguyên như hình 4.2.

Nồi chuẩn bị nước nóng có dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu giống với thùng hoàn nguyên, vỏ thùng làm bằng thép không gỉ, bên ngoài được bọc lớp vỏ cách nhiệt, ta tiến hành sục trực tiếp hơi bão hòa để làm nóng nước. Bồn ủ hoàn nguyên có hai vỏ thân hình trụ tròn, đáy chỏm cầu, làm bằng thép không gỉ, thiết bị đứng. Chọn cụm thiết bị tiệt trùng, làm nguội Tetra Therm Aseptic Plex 13 của hãng Tetra Pak (Thụy Điển) sản xuất [12].

Vì thời gian lên men một mẻ là 6 giờ nên để dây chuyền làm việc liên tục ta chọn 6 thiết bị lên men. Giả sử thời gian làm việc của thiết bị đông tụ và tách huyết thanh mỗi mẻ là 8h.

Chọn bơm dùng trong sản xuất