CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
3.4. Quy trình công nghệ sản xuất sữa chua uống bổ sung Probiotic Vinamilk
Nước+Đường+Sữa bột
Trộn – Hòa tan
Sữa chua uống
Tiêu chuẩn hóa
Gia nhiệt Bài khí Đồng hóa 1 Thanh trùng
Làm nguội
Bổ sung chủng
Lên men Phối trộn
Đồng hóa 2
Tiệt trùng UHT
Rót vô trùng
Sữa chua uống Probi
Sơ đồ quy trình sản xuất sữa chua uống bổ sung Probiotics Thuyết minh quy trình
Trộn tuần hoàn
Mục đích: Hòa tan các nguyên liệu ban đầu thành một dung dịch chuẩn bị cho các công đoạn tiếp theo
Cách thực hiện:
- Nước, đường và sữa bột gầy được thực hiện tuần hoàn giữa bồn trộn và bồn trung gian ở nhiệt độ 45 – 500C
Thiết bị:
Hình 7. Bồn trộn tuần hoàn
Tiêu chuẩn hóa
Mục đích: đảm bảo các chỉ tiêu hóa lý về dịch sữa sau khi phối trộn. Tiêu chuẩn hóa là quá rình điều chỉnh lượng sản phẩm cuối cùng đạt tiêu chuẩn của nhà máy đã công bố.
Cách thực hiện:
- Sau khi phối trộn xong cần tiến hành kiểm tra hóa lý bán thành phẩm
- Trong trường hợp hàm lượng chất khô, béo chưa đạt tiêu chuẩn thì phải tiến hành bổ sung thêm nước (nếu hàm lượng chất khô cao) hoặc bổ sung các thành phần khác (đường, sữa bột,…) đến khi đảm bảo độ khô theo tiêu chuẩn
Gia nhiệt
Mục đích: tăng hiệu suất đồng hóa Cách thực hiện:
- Sữa được gia nhiệt lên 65 - 680C và đưa tiếp vào máy bài khí
- Tùy thuộc vào nhu cầu, hàm lượng chất béo của sữa chua từ 0.5 – 3.0%
- Hàm lượng chất khô không mỡ tối thiểu 8.2%
- Hàm lượng chất ổn định trong sữa chua uống từ 0.1 – 0.5%
Thiết bị:
Hình 8. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm
Bài khí
Mục đích: bài khí sẽ làm tăng hiệu quả truyền nhiệt khi xử lý nhiệt ở giai đoạn tiếp theo. Quá trình bài khí giúp cho cấu trúc gel của sữa chua thành phẩm được đồng nhất, hạn chế sự xuất hiện các bọt khí trong sản phẩm. . Khi đó, hiệu quả của quá trình đồng hóa và thanh trùng sẽ tăng, các hợp chất bay hơi có mùi khó chịu trong sữa sẽ được tách bỏ và chất lượng sản phẩm yoghurt sẽ tốt hơn
Cách thực hiện:
- Sữa sau khi được nâng nhiệt độ bằng thiết bị trao đổi nhiệt sẽ đi vào thiết bị bài khí. Người ta sẽ tạo một áp lực chân không thích hợp trong thiết bị bài khí sao cho nhiệt độ sữa giảm đi khoảng 7 – 80C. Khi đó, các khí ở dạng phân tán, hòa tan vào một phần hơi nước cùng các chất dễ bay hơi khác thoát ra khỏi thiết bị. Khí và các cấu tử không ngưng tụ sẽ được bơm chân không hút đẩy ra ngoài
Thiết bị:
Hình 9. Thiết bị bài khí chân không
Đồng hóa 1
Mục đích: đồng hóa là quá trình xử lý cơ học, dùng lực tác dung lên các hạt béo.Tác dụng của việc đồng hóa lên cấu trúc và vật lý của sữa có rất nhiều ưu điểm:
- Phân tán đồng đều chất béo trong sản phẩm - Làm bền hệ nhũ tương, huyền phù
- Màu sắc trắng hơn, kích thích cảm quan và sử dụng Cách thực hiện:
- Chế độ đồng hóa được thực hiện 2 cấp: cấp 1 (200 bar) và cấp 2 (50 bar) - Nhiệt độ dịch sữa đầu ra: 39 ± 20C (mùa hè) và 40 ± 20C (mùa đông) Thiết bị:
Hình 10. Thiết bị đồng hóa áp lực cao
Thanh trùng
Mục đích: thanh trùng nhằm tiêu diệt vi dinh vật gây bệnh nhằm tạo môi trường tốt nhất cho quá trình ủ men sau này. Thanh trùng là khâu quan trọng, quyết định chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm.
Cách thực hiện
- Dịch siro được thanh trùng ở nhiệt độ 900C trong 5 phút
- Quá trình thanh trùng được thực hiện trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng hoặc ống lồng ống.
Thiết bị:
Hình 11. Vỉ trao đổi nhiệt PHE (Plate Heat Exchanger)
Làm nguội
Mục đích: Giai đoạn chuẩn bị cuối cùng để đưa sữa vào giai đoạn lên men, tạo điều kiện môi trường (nhiệt độ) tối thích cho quá trình phát triển của giống vi sinh vật, giúp hệ ổn định, giữ cho sữa và nước không bị tách ra
Các biến đổi chính: chủ yếu xảy ra biến đổi vật lý: nhiệt độ của khối sữa giảm từ tử đến nhiệt độ yêu cầu của quá trình lên men đến nhiệt độ yêu cầu của quá trình lên men.
Nhiệt độ 40 - 450C
Lên men
Mục đích: tạo hương vị và cấu trúc cho 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 acid pyruvic C6H12O6 → CH3COCOOH
+ Acid pyruvic chuyển thành acid lactic:
CH3COCOOH + 2H+ → CH3CHOHCOOH Acid lactic
- Trong quá trình lên men, acid lactic tạo thành giảm pH của dịch sữa. Khi dịch sữa được thanh trùng và đồng hóa xong rồi đưa về nhiệt độ 39oC (mùa hè) hoặc 40oC (mựa đụng), cho vào khoảng ẵ bồn lờn men thỡ tiến hành cấy men
- Các biến đổi chính:
+ Chuyển đường đa thành đường đơn
+ Tạo thành acid lactic, giảm pH của dịch sữa
+ Sản sinh ra các chất tạo hương, là sản phẩm phụ của quá trình lên men, góp phần tạo nên chất lượng của sản phẩm sau cùng.
- Các yếu tố ảnh hưởng: giống vi sinh vật, nhiệt độ, thời gian và các yếu tố ngoại cảnh.
Cách thực hiện:
- Dịch sau khi chuẩn hóa được chứa trong bồn ủ.
- Chủng Probiotic Lactobacillus paracasei L.casei 431 đã được nuôi cấy và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, được cho vào bồn lên men. Mỗi lần tăng sinh 120 lít, tuy nhiên trong quá trình sản suất chỉ sử dụng 60 lit/ 1 mẻ. Sau thời gian lên men, trong bồn lên men có chứa hàng tỷ khuẩn sống và lúc này dịch trong bồn là đặc sệt.
- Hàm lượng men cái: 90 -100 kg/bồn ủ 4000 lít
- Thiết bị hình trụ đứng, đáy chòm hình cầu bằng thép không rỉ, bên trong có cánh khuấy. Trong suất quá trình, nhiệt độ luôn được khống chế trong khoảng từ 40 – 42ºC. Thời gian tiến hành lên men từ 2- 3h. Phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, pH
Hình 12. Bồn lên men
- Sau khi bơm men cái vào thì bật cánh khuấy khoảng 15 phút, sau đó tất cả khuấy, bắt đầu lên men, khi pH đạt, mở khuấy, mở lạnh kết thúc lên men
Đồng hóa 2
Mục đích: Phá vỡ cấu trúc của khối đông sau khi lên men Cách thực hiện:
- Dịch sữa chua trong bồn sẽ được đưa đi đồng hóa với áp suất 2500PSI ở nhiệt độ 50 – 700C
Thiết bị:
Hình13 . Thiết bị đồng hóa 2 cấp
Tiệt trùng UHT
Mục đích: giúp sản phẩm có thời hạn lưu trữ lâu hơn mà vẫn đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm
Cách thực hiện:
- Dịch sữa chua sau khi đồng hóa sẽ được đem đi tiệt trùng ở nhiệt độ 135 – 1400C trong khoảng 2-5 giây rồi làm lạnh nhanh xuống 20 – 250C giúp tiêu diệt hầu hết vi khuẩn có hại và giữ lại tối đa dưỡng chất
Thiết bị:
Hình 14 .Thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống
Rót hộp
Chiết rót, hoàn thiện sản phẩm giúp làm tăng giá trị cho sản phẩm, tạo mẫu mã bắt mắt. Quá trình chiết rót được thực hiện trong phòng vô trùng với bao bì đã được chuẩn bị và vô trùng từ trước. Quá trình được thực hiện trong phòng vô trùng nên tự động hóa cao.
Sữa chua theo đường ống dẫn đi vào thiết bị, được tự động nạp đầy vào bao gói đã chuẩn bị từ trước theo lượng đã định sẵn từ trước. Giúp ứcc chế hoạt động của vi khuẩn lactic làm tăng độ chua của sản phẩm
Việc đảm bảo chất lượng của sữa chua là rất quan trọng, vì trong sữa chua vẫn còn tồn tại những vi khuẩn lactic và có thể tiếp tục hoạt động, làm giảm độ ngọt, tăng độ chua… gây ảnh hưởng lên hương vị sản phẩm
Do đó, việc bảo quản lạnh sản phẩm trong khi chờ tiêu thụ hoặc đang khi tiêu thụ là hết sức cần thiết, làm ức chế hoạt động của nhóm vi khuẩn sinh lactic tồn tại trong sản phẩm sau lên men
Thiết bị:
Hình 15 . Thiết bị bao gói