4.2.2.1 Nguyên liệu
Khi có lô nguyên liệu mới về, nhân viên QA nguyên liệu sẽ kiểm tra: sự nguyên vẹn của bao bì trước khi nhập, nhãn mác đầy đủ, nguồn gốc xuất xứ. trọng lượng, ngày sản xuất và hạn sử dụng thông qua đặc tính kỹ thuật, xuất xứ nguyên liệu của nhà máy cung cấp nguyên liệu, kiểm tra bản chứng nhận phân tích chất lượng lô hàng, bản công bố chất lượng của nguyên liệu.
Nguyên liệu nhập vào sẽ được lấy mẫu để kiểm tra các chỉ tiêu cảm quan, lý – hóa, vi sinh (nếu có). Khi đạt các chỉ tiêu mới nhập vào kho.
Nguyên liệu nhập về bao gồm sữa bột gầy, đường, chất ổn định, dầu bơ… Đặc biệt là sữa tươi được kiểm tra chặt chẽ trước khi đưa vào chế biến.
Đối với nguyên liệu sữa tươi trước khi được đưa về nhà máy:
a. Thu nhận, bảo quản và đánh giá chất lượng sữa tươi tại trạm thu nhận sữa
Sữa tươi được thu gom và chuyển về nhà máy, sau đó qua các công đoạn: kiểm tra chất lượng, thu nhận, làm lạnh, bảo quản, chế biến tiếp (ly tâm, đồng hoá...).
Sữa được vắt ra từ những con bò khoẻ mạnh vào những thời điểm nhất định trong ngày, thường là sáng sớm hoặc chiều tối. Sữa mới vắt ra có nhiệt độ khoảng 370C là môi trường rất thuận lợi cho các vi khuẩn gây hư hỏng sữa. Vì vậy sữa phải được làm lạnh xuống 4 ÷ 60C càng nhanh càng tốt và được giữ ổn định ở nhiệt độ này trong suốt thời gian bảo quản. Thời gian bảo quản sữa dưới 50C không được quá 48 giờ.
b. Vận chuyển sữa tới nhà máy
Sữa sau khi được thu nhận tại các trạm cần được chuyển về nhà máy để chế biến tiếp. Dùng xe ô tô lạnh để vận chuyển nhằm đảm bảo sữa luôn ở nhiệt độ 4 ÷ 60C, ngăn ngừa vi sinh vật phát triển nhanh gây hỏng sữa. Dụng cụ đựng sữa phải là thép không gỉ (phía trong) hoặc nhôm có lớp cách nhiệt. Trong quá trình vận chuyển, nhiệt độ của sữa hầu như không thay đổi.
c. Thu nhận sữa tươi tại nhà máy
Khi vận chuyển sữa đến nhà máy đã được làm lạnh ở 4 ÷ 60C. Nếu sữa chưa đạt đến nhiệt độ này thì trước khi đưa vào thùng tạm chứa, sữa được đưa qua thiết bị làm lạnh xuống 4 ÷ 60C.
Các hộ nông dân đem sữa đến trạm thu mua sẽ được lấy mẫu, để xác định chất lượng thông qua các chỉ tiêu cảm quan, chỉ tiêu hoá lý và chỉ tiêu vi sinh vật. Trước khi nhận sữa, cần chú ý tới độ sạch của dụng cụ đựng sữa (tank chứa, xitec...). Lúc mở nắp cần xác định mùi của sữa, sau đó khuấy đều, xác định nhiệt độ rồi mới lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu hoá học, vật lý, sinh học.
Hình 4.1: Bồn tiếp nhận sữa tươi (V = 1000 lít)
d. Làm sạch
Sữa sau khi được đưa về nhà máy và được kiểm tra các chỉ tiêu sẽ được bơm vào bồn tiếp nhận và qua hệ thống làm sạch. Mục đích của quá trình làm sạch nhằm loại bỏ các tạp chất, một phần vi sinh vật ra khỏi sữa. Có nhiều cách để làm sạch sữa: dùng máy lọc kiểu khung bản hoặc hình trụ hoặc dùng bơm, bơm sữa qua vải lọc.
Sữa lạnh có độ nhớt cao, vì vậy trước khi lọc cần gia nhiệt đến nhiệt độ 30-400C.
Lọc sữa bằng vải lọc có nhược điểm là không đảm bảo vệ sinh và sạch hoàn toàn (chỉ có những tạp chất cơ học có kích thước lớn mới bị giữ lại).
Hiện nay, dùng máy làm sạch kiểu li tâm sẽ loại bỏ hầu như các tạp chất cơ học nhỏ, vệ sinh đồng thời tăng được hiệu suất.
Sau khi tiến hành làm sạch người ta tiến hành làm lạnh để đưa sữa về nhiệt độ bảo quản.
Nhà máy thường dùng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm bản để làm lạnh sữa. Thiết bị này làm lạnh nhanh và trong dòng kín (đảm bảo vệ sinh). Thiết bị làm lạnh bằng nước lạnh, gồm 2 ngăn. Mỗi ngăn của máy lạnh gồm nhiều khung bản. Dùng bơm đưa sữa qua ngăn làm lạnh bằng nước lạnh. Ở đây xảy ra sự trao đổi nhiệt qua bề mặt khung bản với nước lạnh. Sau đó sữa qua ngăn thứ hai và được làm lạnh bằng nước lạnh đến 2 ÷ 4 0C.
g. Bảo quản
Sau khi làm sạch và làm lạnh, nếu sữa chưa được đem sản xuất ngay thì sữa phải được làm lạnh bảo quản ở nhiệt độ 4 - 60C ít nhất 10giờ trong các bồn có cánh khuấy. Sau đó sữa tươi phải được thanh trùng trước khi sử dụng theo chế độ 72 ± 10C trong15giây và bảo quản lạnh ở nhiệt độ 4 - 60C. Sữa tươi cần phải được kiểm tra chất lượng trong suốt quá trình bảo quản và trước khi đem sử dụng.
4.2.2.2. Phối trộn
Sữa tươi sau khi được thanh trùng sẽ được đưa vào chế biến, phối trộn với các nguyên liệu khác theo phiếu chế biến. Phối trộn là trộn các nguyên liệu với nhau theo chỉ tiêu đã xác định trước để được một hỗn hợp đồng nhất, có chất lượng tốt và bảo quản được lâu.
Yêu cầu:
+ Phối trộn đúng, đủ chủng loại và nguyên liệu
+ Phải tuân theo thứ tự phối trộn, nhiệt độ nước và thời gian phối trộn. + Trước khi đưa vào phối trộn cần kiểm tra nguyên liệu và lấy đúng lượng cần sử dụng.
Tiến hành:
* Trộn chất ổn định:
Lượng chất ổn định được cân theo phiếu chế biến của từng mẻ.
Cấp 500 – 600 lít nước (sữa tươi) 500C vào bồn trộn. Gia nhiệt lên 70 – 750C. Mở tuần hoàn bộ Mixing với công suất 20000 lít/h. Cho chất ổn định vào Mixing. Tuần hoàn với nước nóng ở bồn trộn 15 phút. Kết thúc trộn chất ổn định tiến hành cấp nước (sữa tươi) trộn hoàn nguyên. Lượng nước cấp trộn hoàn nguyên tuỳ theo phiếu chế biến với nhiệt độ 45 – 500C để hòa tan bột.
Đây là nhiệt độ hòa tan bột để tránh nhiệt độ phát triển tối ưu của vi sinh vật ưa lạnh và vi sinh vật ưa nóng.
* Phối trộn dịch sữa lên men:
Khi kết thúc tuần hoàn chất ổn định cho nguyên liệu theo thứ tự sữa bột gầy, sữa bột béo, đường, dầu bơ. Sau khi đổ hết nguyên liệu, để bộ Mixing trộn tuần hoàn 30 phút để hòa tan hoàn toàn nguyên liệu
Sữa tươi được cấp vào bồn chứa đệm, khi dịch sữa hoàn nguyên đã được làm lạnh.
4.2.2.3. Làm lạnh
Dịch sữa sau khi trộn sẽ được bơm tới bộ làm lạnh để làm lạnh dịch sữa xuống ≤ 150C sau đó được chứa trong bồn đệm. Dịch sữa được ủ trong bồn đệm nhằm để hoàn nguyên hoàn toàn nguyên liệu, để dịch đồng nhất.
Thời gian chứa đệm phụ thuộc vào nhiệt độ làm lạnh: S
TT Nhiệt độ làm lạnh
Thời gian chứa đệm
Hình 4.2 Hệ thống phối trộn - APV
1 10 – 150C 6h
2 6 – 100C 12h
3 4 – 60C 20h
Trong trường hợp dừng gián đoạn (≥ 2h) phải đuổi nước sạch sữa trong ống.
Hình 4.2: Bồn chứa lạnh (V = 12000 lít)
4.2.2.4. Tiêu chuẩn hóa
Để đảm bảo các chỉ tiêu hóa lý thì dịch sữa sau khi được phối trộn sẽ được tiêu chuẩn hóa. Tiêu chuẩn hoá là quá trình điều chỉnh hàm lượng các chất trong bán thành phẩm để đảm bảo rằng chất lượng sản phẩm cuối cùng đạt tiêu chuẩn của nhà máy đã công bố.
Tiêu chuẩn thành phẩm cho sữa chua là hàm lượng khô 24,5%, hàm lượng béo là 2,8%.
Sau khi phối trộn xong, tiến hành kiểm tra hóa lý bán thành phẩm. Trong trường hợp hàm lượng chất khô, béo chưa đạt tiêu chuẩn, tiến hành bổ sung thêm nước (nếu hàm lượng chất khô cao) hoặc bổ sung các thành phần khác (đường, sữa bột, dầu bơ…) đến khi đảm bảo độ khô theo tiêu chuẩn.
Dịch sữa sau khi được tiêu chuẩn hóa sẽ được bơm đi đồng hóa. Mục đích của quá trình đồng hóa là giảm kích thước các cầu mỡ, tăng khả năng phân tán chất béo trong dịch sữa, làm cho sữa được đồng nhất. Giảm đáng kể quá trình ôxy hoá, tăng chất lượng sữa và các sản phẩm (tăng mức độ phân tán, thay đổi tính chất và thành phần protein). Kéo dài thời hạn bảo quản. Đồng hoá có thể làm tăng độ nhớt của sữa nhưng làm giảm được đáng kể quá trình oxy hoá. Đồng hoá sữa có tác dụng chủ yếu ngăn chặn sự tạo thành lớp cream và sự hoà hợp của các hạt cầu béo trong quá trình ủ lên men.
Dịch sữa trước khi đồng hoá được nâng nhiệt độ nhất định để tăng hiệu suất đồng hoá, dịch sữa được nâng lên nhiệt độ khoảng 550C.
Công ty thực hiện chế độ đồng hoá 2 cấp (Cấp 1: 200 bar; cấp 2: 50 bar)
Nhiệt độ dịch sữa đầu ra: 39 ± 20C (mùa hè) 40 ± 20C (mùa đông) .
Sữa sau khi qua máy đồng hóa sẽ được thanh trùng đồng thời. Mục đích của quá trình thanh trùng là giúp tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh. Thanh trùng là khâu rất quan trọng, quyết định chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm.
4.2.2.6. Lên men
Dịch sữa sau khi thanh trùng được làm nguội xuống nhiệt độ lên men và được bơm sang bồn lên men. Mục đích của quá trình lên men để tạo ra sản phẩm có cấu trúc và mùi hương đặc trưng của sản phẩm.
Yêu cầu:
Lên men yếm khí, ổn định nhiệt độ và tránh nhiễm tạp trong quá trình lên men.
Sơ đồ chuyển hóa trong quá trình lên men:
Giai đoạn đầu: thủy phân đường lactoza
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
Lactoza Glucoza Galactoza
Qua nhiều phản ứng trung gian, các đường chuyển thành axit pyruvic C6H12O6 → CH3COCOOH
Axit pyruvic chuyển thành axit lactic: CH3COCOOH + 2H- → CH3CHOHCOOH
Axit lactic
Giai đoạn sau: Trong quá trình lên men, axit lactic tạo thành làm giảm pH của dịch sữa, khi đạt giá trị pH = 4.5 – 4.6 là điểm đẳng điện của casein, làm chúng đông tụ. Casein tồn tại ở dạng muối casein canxi phân tán đều trong dịch sữa, sẽ tác dụng với axit lactic tạo thành axit caseinic không hòa tan, do vậy sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái đông đặc.
Hình 4.3: Hệ thống bồn lên men V = 8800 lít
Khi dịch sữa được thanh trùng và đồng hoá xong rồi đưa về nhiệt độ 390C (mùa hè) hoặc 400C (mùa đông), cho vào khoảng ½ bồn lên men thì tiến hành cấy men.
Sử dụng chủng khô cấy trực tiếp, không phải qua quá trình cấy truyền. Chủng do nhà cung cấp CH-HANSEN cung cấp. Chủng được đóng gói theo các đơn vị 50 IU, 200 IU và 500 IU và được bảo quản trong tủ đông – 180C.
Ưu điểm của cấy men khô: tránh nhiễm tạp
Chủng giống được sử dụng gồm hai chủng giống vi khuẩn chính:
* Streptococcus thermophilus.
Chủng giống được chuyển ra khỏi tủ đông sang ngăn mát của tủ lạnh có nhiệt độ 6-80C trong thời gian 20 – 24 giờ.
Chủng được để trong nhiệt độ phòng 30 – 40 phút trước khi sử dụng. Khử trùng bên ngoài gói men, cắt miệng và bổ sung trực tiếp vào bồn lên men. Sau khi bổ sung chủng giống xong khuấy đều trong 10 phút, bắt đầu tính thời gian lên men. Sau 4h lên men, lấy mẫu đo pH với tần suất kiểm tra kết quả lên men. Dừng lên men khi pH dịch đạt 4,3 ± 0,01, axit đạt 96 – 110. Bơm dịch sữa chua qua bộ làm lạnh xuống dưới 150C trong bồn chứa đệm. Các bồn lên men, được tiệt trùng bằng hơi ở 950C/ 30 phút trước khi sử dụng.
4.2.2.7. Bồn chứa đệm
Khi kết thúc quá trình lên men, bơm dịch sữa chua qua bộ làm lạnh xuống 25 ± 20C đến bồn chứa thành phẩm sữa chua.
Các bồn chứa đệm phải được CIP, tiệt trùng bằng hơi nóng 950C/ 30 phút, làm nguội xuống nhiệt độ thường trước khi chứa dịch sữa chua.
Thời gian trữ lạnh tối đa trong bồn chứa này là 20h.
Nếu thời gian bồn trống > 2h phải thực hiện CIP và tiệt trùng lại bồn.
Hình 4.4: Bồn chứa thành phẩm
4.2.2.8. Rót hộp và bao gói
Sau khi kết thúc quá trình lên men và qua bồn chứa đệm, dịch lên men được bơm đi rót hộp. Mục đích bao gói vào bao bì thích hợp giúp tạo điều kiện thuận lợi khi sử dụng, bảo quản và vận chuyển sản phẩm.
Sữa chua từ bồn chứa thành phẩm được chuyển qua máy rót. Tại đây sữa được rót bằng máy tạo cốc, rót, dán màng và cắt cốc tự động của hãng Zhongha – Trung Quốc và máy Italia. Sữa ra khỏi máy theo dạng vỉ 8 hộp, mỗi hộp 100g. Các vỉ sữa này được xếp vào thùng carton theo quy cách.
6 vỉ (48 hộp)/thùng: 100 thùng/pallet.
Bảo quản sản phẩm ở điều kiện 2 - 60C. Hạn sử dụng 45 ngày kể từ ngày sản xuất.
Sữa chua từ bồn đệm sẽ được chuyển sang máy rót. Máy này hoàn động theo nguyên lý:
Tạo hình hộp Rót sản phẩm Ghép nắp Các thông số kỹ thuật:
Máy Trung Quốc có công suất máy: 6000 hộp/h
Nắp hộp được đi qua đèn khử trùng và được dán vào mép hộp nhựa để hàn kín nắp. Sau khi rót sản phẩm được đóng thùng, in trên bao bì ngày sản xuất và hạn sử dụng rồi chuyển vào kho để bảo quản lạnh ở nhiệt độ 4 – 60C.
Một số hình ảnh sản phẩm sữa chua của công ty:
