3.2.1. Thuyết minh các quá trình chung của 2 dây chuyền sản xuất 3.2.1.1. Sữa tươi nguyên liệu:
Sữa tươi dùng để sản xuất các sản phẩm sữa nói chung phải là sữa có chất lượng cao:
- Cảm quan:
+ Trạng thái đồng nhất, không bị tách bơ, không có tạp chất + Màu vàng kem nhạt
+ Mùi đặc trưng, không có mùi lạ (chất kháng sinh, chất tẩy rửa, thức ăn…) + Hương vị tự nhiên.
Bảng 5 Yêu cầu sữa tươi nguyên liệu [2].
STT Các thông số Yêu cầu
1 Hàm lượng chất béo 3- 4 % 2 Hàm lượng chất khô 11,8- 12,8%
3 pH 6,6
4 Tỷ trọng 1,027 – 1,032
5 Độ axit 12 – 18oT
Nước là nguồn nguyên liệu không thể thiếu được trong sản xuất các sản phẩm sữa nói chung. Ngoài ra sản xuất sữa tươi thanh trùng còn sử dụng chất ổn định để duy trì trạng thái đồng nhất của sản phẩm sữa.
Bảng 6 Tiêu chuẩn về nước sản xuất (QCVN 02:2009/BYT)
Cảm quan:
- Màu sắc: Không màu - Mùi vị: Không Chỉ tiêu VSV: - Tổng số vi khuẩn hiếu khí 1000 cfu/ml - Coliform 0/100 ml Chỉ tiêu hoá lý: - pH: 7 - 8,5 - Độ cứng: 70 mg/l
- Hàm lượng Clo dư 0,3 mg/l - Hàm lượng sắt tổng số 0,1 mg/l - Ammonia 0,5 mg/l - Mangan 0,005 mg/l - Nitrat 30 mg/l - Nitrit 0,02 mg/l - Sunfat 100 mg/l
- Axit cacbonic ăn mòn: không có - Tổng lượng sắt hoà tan 500 mg/l - Hàm lượng kim loại nặng:
Ca 20 mg/l Cd 0,003 mg/l Pb 0,01 mg/l Hg 0,001 mg/l
Tiêu chuẩn về chất ổn định
- Mục đích của việc sử dụng chất ổn định nhằm duy trì trạng thái đồng nhất của dịch sữa trong thời gian dài.
- Chất ổn định được sử dụng phải hoà tan ngay và hoàn toàn trong dung dịch sữa. Trong suốt quá trình chế biến độ nhớt không được tăng lên nhằm tránh gây ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị.
STT Các thông số Yêu cầu
1 Cảm quan Trạng thái Dạng bột mịn, tơi, không vón cục
Màu sắc Màu trắng nhạt.
2 Chỉ tiêu vi sinh Tổng số VSV Max 5000 cfu/g
Nấm men Max 500 cfu/g
Nấm mốc Max 500 cfu/g
Enterobacteiaceae 0/ 0,01 g
Staphylococcus 0/ 0,01 g
E.coli 0/0,1 g
Salmonella 0/25 g 3 Chỉ tiêu kim loại
nặng (mg/kg)
As ≤ 3,0
Pb ≤ 5,0
Hg ≤ 1,0
Cd ≤ 1,0
4 Quy cách đóng gói 25 kg/bao,
Bao bì có nhiều lớp với lớp PE ở ngoài
5 Thời hạn sử dụng - Còn ít nhất 2/3 hạn sử dụng,
3.2.1.3. Kiểm tra - thu nhận:
- Sữa tươi được thu mua từ các trại chăn nuôi 2 lần trong một ngày, Sữa đưa đến nhà máy được kiểm tra về chất lượng cũng như số lượng trước khi bơm vào các bồn chứa, trên đường ống có lắp đặt hệ thống lọc tạp chất, làm sạch sơ bộ sữa. - Yêu cầu chỉ tiêu nguyên liệu phải đạt những chi tiêu sau:
+ Tổng số tế bào VSV trong sữa càng thấp càng tốt, thấp hơn 50000 trên 1ml sữa
+ Không chứa thực thể khuẩn + Không chứa kháng sinh + Không chứa các enzyme
+ Không chứa dư lượng hóa chất có nguồn gốc từ quá trình tẩy rửa và vệ sinh dụng cụ thiết bị đựng sữa
- Chỉ tiêu cảm quan:
+ Mùi vị: không có mùi vị lạ trong sữa
+ Trạng thái của sữa phải không được phân lớp - Chỉ tiêu hóa lý:
+ Tổng hàm lượng chất khô không béo không được thấp hơn 8.2%
3.2.1.4. Làm lạnh bảo quản:
- Mục đích:
+ Làm lạnh hạn chế vi sinh vật làm hư hỏng sữa tươi nguyên liệu.
+ Hạn chế sự phân hủy chất dinh dưỡng của sữa dưới tác dụng của hệ enzyme có sẵn trong sữa tươi.
- Tiến hành: làm lạnh nhiệt độ của sữa tươi xuống 2 - 4 0C.
+ Trong quá trình tạm chứa cần khuấy trộn đều, làm nhiệt độ khối sữa đồng đều. Đồng thời kiểm tra liên tục chỉ tiêu vi sinh vật nhằm khắc phục kịp thời những hư hỏng của sữa.
3.2.1.5. Ly tâm tách béo và tiêu chuẩn hóa:
-Mục đích:
+ Tách một phần chất béo ra khỏi sữa nguyên liệu.
+ Ly tâm làm sạch nhằm loại bỏ triệt để các tạp chất nhỏ nhất, làm tăng chất lượng cho sữa, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm tách béo và tránh hư hỏng cho các máy móc thiết bị.
- Tiến hành:
+ Sữa được ly tâm bằng thiết bị ly tâm, trước khi ly tâm sữa được làm nóng lên 45 oC để giảm độ nhớt, tăng hiệu suất ly tâm.
+ Nguyên tắc: Sữa nguyên liệu được đưa vào qua ống trục giữa của thiết bị ly tâm. chảy theo các rãnh vào khe của các đĩa rồi phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa. Khe hở giữa các đĩa của thùng quay khoảng 0,4 mm. Sữa
ly tâm sẽ phân chia sữa. Các cầu mỡ nhẹ hơn nên dưới tác dụng của lực ly tâm sẽ chuyển động về phía trục quay tập trung xung quanh trục giữa. Các cầu mỡ có kích thước lớn tập trung ở gần tâm. càng xa tâm thì lượng cream càng giảm dần.
+ Sữa gầy nặng hơn nên có xu hướng tiến về phía ngoại vi. Sữa nguyên liệu tiếp tục được đưa vào gây áp suất đẩy sữa gầy và cream đến phía trên. Cream theo một đường riêng qua van điều chỉnh và được đưa ra ngoài. Sữa gầy đi qua một đường khác ra ngoài, chảy vào bình đựng sữa gầy. Hàm lượng chất béo trong sữa gầy là 0,05%, còn trong cream là 40%.
+ Sữa trong đường ống sẽ được phối trộn với sữa gầy và sữa béo thành sữa có hàm lượng chất béo là 3,5%.
3.2.1.6. Gia nhiệt:
- Mục đích:
+ Nhằm nâng nhiệt độ của sữa lên để tăng hiệu quả của quá trình đồng hóa, giảm độ nhớt của khối sữa và tiêu diệt một phần vi sinh vật mà chủ yếu là tạp trùng.
- Tiến hành: Sử dụng thiết bị gia nhiệt bản mỏng nâng nhiệt độ dịch sữa lên 650C.
3.2.1.7. Đồng hóa lần 1 :
- Mục đích:
+ Làm giảm kích thước cầu mỡ, tăng tốc độ phân tán của sữa.
+ Ngăn chặn sự phân lớp giữa chất béo và các thành phần khác trong sữa làm cho sữa có trạng thái nhũ tương bền vững.
+ Giảm quá trình oxy hóa.
+ Tăng chất lượng của sữa (tăng mức độ phân tán của cream. phân bố lại giữa các pha chất béo và plasma. thay đổi thành phần và tính chất của protein). - Tiến hành: Sữa được bơm vào thiết bị đồng hóa nhờ piston. sau đó dịch sữa đi
qua một khe hẹp với áp suất 180200 bar, ở to = 6070 oC.
- Phương pháp: Máy đồng hóa hoạt động với 3 piston chuyển động lệch pha nhau 1/3 chu kì. Sữa được nén trong xy lanh 3 cấp ở áp suất 200 bar.
- Các biến đổi chính:
+ Vật lý: giảm kích thước của pha phân tán, nhiệt độ tăng, thể tích thay đổi. + Hóa lý: ổn định hệ nhũ tương.
3.2.2. Thuyết minh cho quy trình sữa tươi thanh trùng không đường3.2.2.1. Phối trộn: 3.2.2.1. Phối trộn:
Phối trộn chất ổn định và chất nhũ hóa. - Mục đích:
+ Tạo trạng thái ổn định cho sữa, tránh phân lớp. + Tăng thời gian bảo quản.
- Tiến hành:
+ Bơm 25% sữa làm sữa nền rồi gia nhiệt lên 65 – 70 0C rồi cho vào bồn almix.
+ Trộn chất ổn định và chất nhũ hóa vào tuần hoàn trong vòng 10 – 15 phút, QA kiểm tra chất lượng đạt thì cho lượng sữa còn lại vào rồi cho qua bồn chứa sau trộn. Kiểm tra chất lượng nếu đạt thì đi lọc.
+ Quá trình được thực hiện trong bồn trộn có cánh khuấy với số vòng quay 250- 300 vòng/ phút.
3.2.2.2. Lọc:
- Mục đích:
+ Lọc những chất chưa tan trong quá trình phối trộn. - Tiến hành: Sữa sẽ được lọc qua thiết bị lọc.
3.2.2.3. Đồng hóa lần 2:
- Tương tự đồng hóa lần 1 nhưng ở nhiệt độ 70 – 75 0C.
3.2.2.4. Thanh trùng :
Đây là giai đoạn chính trong dây chuyền sản xuất sữa tươi thanh trùng.
- Mục đích:
+ Tiêu diệt vi sinh chịu nhiệt kém cũng như các enzym kể cả vi sinh vật hoại sinh kéo dài thời gian bảo quản cho sữa.
- Tiến hành: Sữa từ thiết bị đồng hóa bơm sang thiết bị gia nhiệt, ở đây sữa được chảy qua các tấm gia nhiệt để tăng nhiệt lên 75 0C. Khi sữa đạt lên 75 0C rồi
gia nhiệt. ở đây sữa ra sẽ tiếp xúc với sữa vào và truyền nhiệt cho sữa vào để giảm nhiệt độ xuống.
- Yêu cầu: sữa phải được thanh trùng đạt 75 0C trong 15s.
3.2.2.5. Rót vào bao gói:
- Mục đích: rót vào bao bì thích hợp giúp tạo điều kiện thuận lợi khi sử dụng và vận chuyển sản phẩm. Sữa được rót vào bao bì hộp giấy 180ml trong điều kiện hoàn toàn vô trùng. Sau đó được dán ống hút, in date và xếp hộp carton.
- Tiến hành:
+ Đưa băng giấy qua bể H2O2 để tiệt trùng giấy, có nồng độ 32– 38%, Sau đó loại bỏ H2O2 trên bề mặt bao bì tiếp xúc với sản phẩm bằng trục ép.
+ Khi tiến hành rót, hộp được hút chân không đồng thời được nạp khí nitơ, để cấu trúc hộp vững chắc, tạo khoảng không cho sữa dãn nở và sản phẩm khi uống có cảm giác đồng đều.
+ Trong khi rót hộp, khoảng 45 phút một lần hoặc sau khi hết một cuộn giấy, nhân viên vận hành máy phải kiểm tra xem hộp có kín không, có vuông cạnh không. QA thường xuyên kiểm tra quá trình đóng hộp quá trình lấy mẫu đầu quá trình rót, cuối quá trình rót và 20 phút/ lần...
+ Đóng block và đóng thùng: 4 hộp/block, 10 block/thùng, 100 thùng/pallet.
3.2.2.6. Sản phẩm:
- Sản phẩm dạng lỏng, đồng nhất có qua xử lý thanh trùng. - Không sử dụng chất bảo quản.
- Màu trắng ngà, hương thơm đặc trưng của sữa.
- Có pH = 6,4 – 6,8; % khô = 12,5 0,1; % béo = 3,5
3.2.3. Thuyết minh cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng gel (yaourt truyền thống). thống).
3.2.3.1. Lên men:
Cấy giống:
- Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lên men.
hành hoạt hóa giống, sau đó cấy vào bồn lên men có chứa sữa .Có thể dùng cánh khuấy để phân bố đều tế bào vi khuẩn lactic vào môi trường sữa.
Lên men:
- Mục đích: chế biến.
- Đây là công đoạn chính, quan trọng trong công nghệ sản xuất yaourt. Tạo hương vị đặc trưng cho yaourt.
- Bản chất: Bản chất của quá trình lên men chính là quá trình chuyển hóa đường trong sữa thành axit lactic và một số sản phẩm khác. Chủng vi sinh vật đùng để sản xuất sữa chua gồm hai loại :
+ Lactobacillus bulgaricus: là loại vi khuẩn điển hình phát triển tốt tại nhiệt độ t = 45 - 500C, nó tạo ra được 2,7% lượng axit lactic từ đường .
+ Streptococus thermophilus: phát triển mạnh tại nhiệt độ t = 500C, sinh sản tại nhiệt độ t = 37 - 400C, pH thấp . Trong sản xuất ta dùng hỗn hợp cả hai loại trên trong môi trường có độ pH = 4 - 4,5 , t = 40 – 420C.
- Tiến hành: Thiết bị dạng hình trụ đứng, đáy hình chỏm cầu, được làm bằng thép không rỉ và có cánh khuấy. Trong suốt quá trình, nhiệt độ luôn được khống chế trong khoảng 42 – 430C. Thời gian tiến hành lên men là 2-3h. Giai đoạn lên men kết thúc khi độ chua của sữa đạt 70 – 80oD. Chú ý phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ, pH.
- Các bao bì chứa hỗn hợp sữa và giống vi khuẩn lactic được đưa vào phòng lên men.
- Nhiệt độ lên men tối ưu là 42-430C.
- Phòng lên men phải được vô trùng không khí và sạch sẽ. - Thời gian lên men kết thúc sau 2,5-3h.
3.2.3.2. Phối trộn:
- Sữa sau khi lên men sẽ được bổ sung chất ổn định, phụ gia sau đó phối trộn đều các nguyên liệu.
- Tiến hành: sữa được bơm vào bồn trộn và cho các nguyên liệu khác vào. Quá trình trộn được giữ nhiệt hay điều chỉnh nhiệt độ nhờ lớp vỏ áo điều nhiệt bên ngoài và trộn đều là nhờ cánh khuấy bên trong.
3.2.3.3. Rót hộp vô trùng:
- Mục đích: tránh sự xâm nhập của vi sinh vật vào sản phẩm trong quá trình rót. - Nhiệt độ rót: 200C
- Bao bì: bao bì nhựa, hình hộp chữ nhật bo tròn bốn góc ở đáy, khối lượng 100gr. Bao bì sẽ được đi dưới ánh đèn tia cực tím để vô trùng, máy sẽ đóng bốn hộp vào một lốc, một thùng sữa bao gồm 12 lốc.
3.2.3.4. Làm lạnh:
- Sản phẩm sau khi lên men tiếp tục được đưa vào phòng làm lạnh để hạ nhiệt độ đạt giá trị yêu cầu rồi đi đến kho bảo quản lạnh( 2-40C ). Thời gian bảo quản có thể kéo dài từ 1-2 tháng.
Phần 4 : CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1 Thời vụ nguyên liệu :
Bảng 8. Sơ đồ nhập nguyên liệu của nhà máy
Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Sữa tươi nguyên liệu
- Tháng 1 nhà máy nghĩ tết nguyên đán 6 ngày.
- Tháng 9 nhà máy nghỉ bảo dưỡng máy móc nửa tháng nên lượng sữa tươi nguyên liệu sẽ đươc nhập ít hơn.
4.2 Kế hoạch sản xuất :
Bảng 9. Kế hoạch sản xuất của nhà máy
Sản phẩm
Số ngày làm việc trong tháng Số ca làm việc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Sữa tươi thanh trùng không đường 25 28 31 30 31 30 31 31 15 31 30 31 50 56 62 60 62 60 62 62 30 62 60 62 Yaourt tiệt trùng dạng gel 25 28 31 30 31 30 31 31 15 31 30 31 50 56 62 60 62 60 62 62 30 62 60 62
*Mỗi ca làm việc là 7h, mỗi ngày có 2h rửa thiết bị 4.3. Chương trình sản xuất :
Khối lượng 1 hộp :
- Yaourt tiệt trùng dạng gel : 100g ( 96 ml )
- Sữa tươi thanh trùng không đường : 940g ( 900 ml )
Bảng 10 Chương trình sản xuất của nhà máy
Sản phẩm
Tháng sản xuất
Yaourt tiệt trung dạng gel
( đơn vị : 103 hộp )
Sữa tươi thanh trùng không đường ( đơn vị : hộp ) 1 7500 531912 2 8400 595745 3 9300 659575 4 9000 638298 5 9300 659575 6 9000 638298 7 9300 659575 8 9300 659575 9 4500 319149 10 9300 659575 11 9000 638298 12 9300 659575 Tổng cộng 103200 7319150 4.4. Cân bằng vật chất :
- Dây chuyền sản xuất yaourt tiệt trùng dang gel : 30 tấn / ngày - Dây chuyền sản xuất sữa tươi thanh trùng không đường : 20 tấn / ngày
4.4.1 Số liệu ban đầu :
- Sữa tươi
+ Chất khô 11,9% + Chất béo 3,9%
+ Chất béo: 3,5%
- Sữa tươi thanh trùng không đường : + Chất khô của sữa: 12,5%
+ Chất béo: 3,5%.
4.4.2 Tính cân bằng vật chất cho dây chuyền sản xuất yaourt dạng gel :
Năng suất của dây chuyền tính theo kg/ca: 30000
2 =15000 (kg/ca)
Bảng 11. Cân bằng vật chất dây chuyền sữa chua tiệt trùng dạng gel
STT Khối lượng nguyên liệu vào công đoạn (kg) Tên công đoạn Hao hụt Còn lại % kg % kg 1 15273,438 Cấy giống 0,5 76,367 98,3 15197,061
2 15197,061 Phối trô ên 0,1 15,273 98,2 15181,864
3 15181,864 Rót 1 152,734 97,2 15030,045
4 15030,045 Lên men 0,1 15,273 97,1 15015,015
5 15015,015 Làm lạnh 0,1 15,273 97 15000
(5) Lượng dịch sữa trước khi vào công đoạn làm lạnh 15000 x1001000,1 =15015,015 (kg/ca)