TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC

CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐẠI CƯƠNG

Đề tài: SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG UHT

Lớp 09DSH2Vũ Thị Ngọc XuânĐào Thị Kim Lượn

Đặng Phước LộcĐỗ Thị Nhung

Nguyễn Thị Thúy Hằng Nguyễn Thị Tuyến

0

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................3CHƯƠNG I. TỔNG QUAN1.1. Thành phần hóa học của sữa....................................................................................41.1.1. Nước......................................................................................................................4

1.1.1.1. Nước tự do ..............................................................................................41.1.1.2. Nước liên kết...........................................................................................4

1.1.2. Chất khô................................................................................................................41.1.2.1. Chất béo sữa............................................................................................41.1.2.2. Protein.....................................................................................................51.1.2.3. Glucid......................................................................................................51.1.2.4. Chất khoáng.............................................................................................51.1.2.5. Vitamin....................................................................................................51.1.2.6. Enzyme....................................................................................................5

1.2. Tính chất đặc trưng...................................................................................................51.2.1. Tính chất hóa học..................................................................................................5

1.2.1.1. Độ acid chung..........................................................................................61.2.1.2. Độ acid hoạt động...................................................................................61.2.1.3. Tính chất oxi hóa khử của sữa.................................................................61.2.1.4. Tính chất keo của sữa..............................................................................6

1.2.2. Tính chất hóa lý ....................................................................................................61.2.2.1. Tỷ trọng ................................................................................................61.2.2.2. Độ nhớt ...........................................................................................61.2.2.3. Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng ........................................71.2.2.4. Sức căng bề mặt ...............................................................................71.2.2.5. Độ dẫn điện .....................................................................................71.2.2.6. Nhiệt dung .......................................................................................71.2.2.7. Độ dẫn nhiệt ....................................................................................7

CHƯƠNG II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG ...............82.1. Sơ đồ quy trình ................................................................................................82.2. Thuyết minh quy trình .....................................................................................92.2.1. Nguyên liệu ..................................................................................................92.2.2. Làm sạch ......................................................................................................92.2.3. Chuẩn hóa ...................................................................................................102.2.4. Bài khí .........................................................................................................102.2.5. Đồng hóa ....................................................................................................102.2.6. Tiệt trùng .....................................................................................................11

1

2.2.6.1. Phương pháp gia nhiệt gián tiếp ...........................................................112.2.6.2. Phương pháp gia nhiệt trực tiếp ......................................................11

2.2.7. Rót sản phẩm ..............................................................................................112.2.8. Thành phẩm ................................................................................................12

CHƯƠNG III. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ..................................133.1. Chất lượng sữa nguyên liệu ..............................................................................133.1.1. Độ axit chung .................................................................................................133.1.2. Chỉ số độ tươi ...............................................................................................133.1.3. Chỉ tiêu vi sinh vật .......................................................................................143.1.4. Tạp chất cơ học .............................................................................................143.1.5. Tỷ trọng ......................................................................................................143.1.6. Xác định hàm lượng chất béo .....................................................................143.1.7. Xác định chất khô của sữa ..........................................................................153.2. Một số quy định kỹ thuật sữa tươi tiệt trùng .....................................................153.3. Một số vấn đề thường gặp ở sữa tươi nguyên liệu ...............................................173.4 . Các thiết bị liên quan .......................................................................................173.4.1. Thiết bị thu nhận sữa ...................................................................................173.4.2. Thiết bị chuẩn hóa .......................................................................................183.4.3. Thiết bị đồng hóa ........................................................................................183.4.4. Thiết bị tiệt trùng UHT......................................................................................19

3.4.4.1. Gia nhiệt gián tiếp ...............................................................................193.4.4.2. Gia nhiệt trực tiếp ...........................................................................21

3.4.5. Thiết bị rót sản phẩm ........................................................................................21

KẾT LUẬN .........................................................................................................23Tài liệu tham khảo ................................................................................................23

2

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là một thực phẩm giàu dinh dưỡng, rất cần thiết cho sức khỏe của con người, là thực phẩm tốt nhất cho cơ thể con người. Sữa là một chất lỏng màu trăng đục chảy từ tuyến vú của người mẹ hoặc một số động vật giống cái để nuôi con. Tương tự như thịt động vật, cá và trứng, sữa có nguồn đạm rất phong phú với đầy đủ các amino acid cơ bản mà cơ thể cần. Đặc biệt sữa là nguồn cung cấp canxi, giúp duy trì các hoạt động cơ bản của cơ thể, phòng ngừa nguy cơ loãng xương, giảm cao huyết áp và ngăn ngừa ung thư đại tràng.

Sữa là loại thức uống được tiêu thụ mạnh nhất và sử dụng rộng rãi trên thế giới. Cũng chính vì giá trị dinh dưỡng cao mà sữa tươi rất khó bảo quản.

Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp chế biến sữa ngày càng phát triển, cho ra đời nhiều phương pháp bảo quản và chế biến sữa. Trong đó phổ biến nhất là bảo quản sữa bằng phương pháp tiệt trùng, chúng vừa có ý nghĩa lớn trong bảo quản thực phẩm mà còn đáp ứng nhu cầu thị trường sữa hiện nay.

Trong bài báo cáo này, chúng tôi sẽ trình bày những nội dung sau:- Tổng quan về thành phần hóa học và tính chất của sữa- Quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng- Đánh giá chất lượng sản phẩm- Một số thiết bị trong quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng

3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1. Thành phần hóa học của sữaHàm lượng các thành phần cơ bản của sữa phụ thuộc vào sự khác biệt về giống,

điều kiện chăn nuôi và môi trường . Sữa ở các động vật khác nhau thì khác nhau . Ở nước ta, đa phần được tiêu thụ nhiều nhất là sữa bò.

Bảng 1: thành phần hóa học của sữaThành phần Trung bình (%)

Nước 87,4

Gluxit 4,75

Chất béo 3,78

Protein 3,2

Chất khoáng 0,87

Chất khô tổng số 12,6

Các chất khác

1.1.1. NướcNước là thành phần chính của sữa, chiếm khoảng từ 85,5 % - 89,5%. Nước

đóng vai trò là dung môi hòa tan, là môi trường phân tán các chất vô cơ, hữu cơ và là cầu nối cho các phản ứng hóa học, phản ứng sinh học, phản ứng lên men; tham gia trực tiếp vào các phản ứng trao đổi chất, thủy phân…

1.1.1.1. Nước tự do:- Nước tự do chiếm 96% - 97% tổng lượng nước trong sữa- Nước tự do có thể bị bốc hơi trong quá trình bảo quản pho mát hoặc bị ngưng

tụ.1.1.1.2. Nước liên kết- Chiếm 3% - 4% tổng lượng nước. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các

thành phần trong hệ keo: protein, polysaccaride.- Hàm lượng nước nước trong các sản phẩm sữa rất khác nhau.- Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ dưới 0oC, không hòa tan muối và đường.

1.1.2. Chất khôTrừ nước ra thì chất khô là tất cả những thành phần có trong sữa .1.1.2.1. Chất béo sữa- Chất béo chiếm khoảng 3,8%, là thành phần quan trọng nhất trong sữa. Về

mặt giá trị dinh dưỡng, chất béo sinh năng lượng cao (9kcal/g).

4

- Trong sữa, có 18 loại acid béo.Trung bình một lít sữa có khoảng 40g lipid, trong đó lipid đơn giản chiếm 35 – 40g, lipid phức tạp từ 0,3 – 0,5g.

- Chất béo tồn tại trong sữa dưới dạng hình cầu nhỏ. Màu trắng vàng, được bảo bọc bởi lớp màng cấu tạo từ protein và các phosphotit. Lớp màng có vai trò bảo vệ, ngăn cản các chất béo kết hợp với nhau và giữ cho các chất béo không bị phân hủy bởi các enzyme có trong sữa .

1.1.2.2. ProteinPotein sữa là các hợp chất hữu cơ phức tạp, gồm 3 loại chính: casein, glabolin,

lactoalbumin được hiện diện ở dạng keo phức tán trong sữa. Có 2 dạng protein chủ yếu trong sữa:

- Phức chất casein: là cấu trúc toàn bộ thành phần các casein, calciumphostphate và các muối khác. Hầu hết các protein casein tồn tại dưới dạng hạt keo, do sự kết hợp với các thành phần khác, gọi là micel casein.

- Protein nước sữa (whey): là phần dịch còn lại khi chất béo và casein bị kết tủa. Protein whey quan trọng là albumin, globulin, globulin miễn dịch và globulin kháng thể.

1.1.2.3. Glucid- Glucid của sữa chủ yếu là đường lactose hay gọi là đường sữa, mỗi lít sữa

chứa khoảng 50g lactose. Độ ngọt của lactose kém saccarose 30 lần, khả năng chịu nhiệt cũng kém hơn.

- Lactose là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho các vi khuẩn lên men, đặc biệt là vi khuẩn lactic. Đường lactose có ý nghĩa quan trọng trong sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa.

1.1.2.4. Chất khoáng Các muối khoáng hiện diện trong sữa hầu hết ở dưới dạng dễ đồng hóa, chiếm

khoảng 0,8% trong sữa. Có khoảng 40 loại khoáng trong sữa, chủ yếu là các muối canxi, natri, photpho và magie.

1.1.2.5. Vitamin: Sữa chứa rất nhiều vitamin, nhưng hàm lượng các vitamin không cao.1.1.2.6. EnzymeTrong sữa có nhiều enzyme hiện diện:- Lipase: phân giải glyceride và giải phóng các acid béo làm cho sữa và các sản

phẩm từ sữa bị trở mùi xấu.- Protease: tham gia vào quá trình thủy phân và phân hủy protein làm cho sữa

có mùi vị khó chịu.- Phostphatase: phân hủy phosphate hữu cơ.

1.2. Tính chất đặc trưng:1.2.1. Tính chất hóa học

1.2.1.1. Độ acid chung:

5

- Độ acid chung của sữa thường được biểu thị bằng độ Thorner (oT). Độ acid chung cho biết thể tích NaOH 0,1N đã dùng để trung hòa acid tự do có trong 100ml sữa.

- Độ acid chung phụ thuộc vào các thành phần trong sữa như muối acid của acid phosphoric và limonic, các protein và CO2 hòa tan trong sữa.

1.2.1.2. Độ acid hoạt động:Độ acid hoạt động biểu thị tính hoạt động của ion H+, gọi là pH. pH của sữa

khoảng 6,5 – 6,8. 1.2.1.3. Tính chất oxi hóa khử của sữa: Sữa chứa nhiều chất dễ bị oxi hóa và dễ khử.1.2.1.4. Tính chất keo của sữa: Sữa là dung dịch keo có 3 pha tồn tại đồng thời:- Dung dịch thực: Thành phần gồm nước và các chất hòa tan như lactose, muối

khoáng và vitamin hòa tan trong nước. Các muối vô cơ và hữu cơ ở dạng phân tử ion hòa tan trong sữa mang tính chất là những dung dịch đệm nhờ đó mà sữa tươi luôn có pH từ 6,5 - 6,8. Trong khi các muối kém hòa tan: calciumphosphate, tribasic tồn tại ở dạng keo.

- Dung dịch huyền phù: Chủ yếu là protein và các chất liên kết khác như lipoprotein. Do kích thước phân tử protein lớn tạo thành dung dịch keo. Trên bề mặt các phân tử protein thường có chứa các nhóm háo nước, nên rất dễ dàng hút nước. Khi các nhóm này phân li sẽ tạo thành các điện tích (+) và (-) với số lượng xác định. Hai yếu tố háo nước và có điện tích thường quyết định sự bền vững của protein ở dạng keo.

- Dung dịch nhũ tương: Chủ yếu là chất béo ở dưới dạng các cầu mỡ, nhũ tương chất béo của sữa khá bền vững khi đun sữa ở nhiệt độ cao hoặc làm lạnh sữa đến nhiệt độ thấp, tác động cơ học của bơm, cánh khuấy... vẫn không làm phá vỡ được màng bao cầu mỡ. Vỏ này chỉ có thể bị phá hủy khi có tác dụng cơ học đặc biệt với áp suất (như đồng hóa) hoặc do ảnh hưởng của hóa chất.

1.2.2. Tính chất hóa lý1.2.2.1. Tỷ trọng :Tỷ trọng của sữa cũng như của chất lỏng khác là tỷ số giữa khối lượng sữa ở

20°C và khối lượng nước ở 40C có cùng thể tích (d20/4).Phụ thuộc vào các thành phần của sữa, tỷ trọng dao động trong khoảng 1,026 -

1,032 g/m3 (trung bình là 1,029). Một số thành phần làm tăng tỷ trọng như protein, gluxit, chất khoáng (tỷ trọng > 1). Còn hàm lượng chất béo lại làm giảm tỷ trọng của sữa. Do đó, nếu sữa có nhiều chất béo thì tỷ trọng sẽ thấp.

1.2.2.2. Độ nhớt:Độ nhớt của sữa thường được xác định theo tỷ số so với độ nhớt của nước và

gọi là độ nhớt tương đối.

6

Độ nhớt phụ thuộc vào thành phần hóa học của sữa, trước hết là protein còn các muối lactoza không ảnh hưởng tới độ nhớt. Hàm lượng chất béo càng cao thì độ nhớt càng cao.

Độ nhớt phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ.1.2.2.3. Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng:- Đối với sữa, áp suất thẩm thấu tương đối ổn định và trung bình 6,6 atm ở 0°C.

Áp suất thẩm thấu phụ thuộc nhiều vào hàm lượng lactoza và muối phân bố ở dạng phân tử và ion. Cấc chất protein ít có ảnh hưởng, còn chát béo hầu như không ảnh hưởng tới áp suất thẩm thấu.

- Nhiệt độ đóng băng của sữa là -0,5550C. Có thể dao động từ -0,540C đến -0,590C. Nhiệt độ này tương đối ổn định nên có thể dùng để xác định độ thật của sữa.

1.2.2.4. Sức căng bề mặt- Sức căng bề mặt của sữa không ổn định. Nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố mà

trước hết là thành phần hóa học, nhiệt độ và thời gian bảo quản. Sức căng bề mặt ở ranh giới giữa không khí và plasma có ý nghĩa lớn đối với quá trình chế biến sữa.

- Sự tạo thành bọt trong quá trình sấy, cô đặc sữa, sự tạo thành bơ và hàng loạt công đoạn khác nữa đều có môi liên quan với sức căng bề mặt của sữa.

1.2.2.5. Độ dẫn điệnSữa có khả năng dẫn điện do chúng có các ion tự do, các phân tử mang điện

tích và các phân tử trung hòa. Tất cả các thành phần này đều ảnh hưởng tới độ dẫn điện của sữa với những mức độ khác nhau.

Lactoza không đóng góp tích cực vào độ dẫn điện bởi phân tử của nó không phân li thành ion và không có điện tích. Casein và các protein khác có điện nhưng do kích thước lớn, các phân tử chuyển động chậm, làm tăng ma sát bên trong của dung dịch và do đó làm giảm độ dẫn điện. Các cầu mỡ cũng làm giảm độ dẫn điện.

1.2.2.6. Nhiệt dung

Khi hàm lượng chất béo tăng, nhiệt dung của sữa phải giảm vì nhiệt dung của chất béo thấp hơn nhiệt dung của nước.

Tuy nhiên, trong khoảng 100C – 200C thì nhiệt dung tăng khi hàm lượng chất béo tăng. Điều dó có thể giải thích như sau : trong khoảng nhiệt độ này, một phần mỡ sữa ở dạng rắn nên một phần nhiệt phải chi phí cho việc chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng, ở nhiệt độ cao hơn, khí toàn bộ mỡ sữa ở trạng thái lỏng, nhiệt dung sẽ giảm khi hàm lượng chất béo tàng.

1.2.2.7. Độ dẫn nhiệt

Hệ số dẫn nhiệt là lượng nhiệt đi qua một đơn vị mặt phẳng trong một đơn vị thòi gian khi chênh lệch nhiệt độ của các mặt phẳng vật chất đó là l0C.

Độ dẫn nhiệt của sữa chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học, cấu trúc sản phẩm và nhiệt độ. Sữa có hàm lượng chất béo cao hơn thường dẫn nhiệt chậm hơn.

7

CHƯƠNG II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TIỆT TRÙNG

2.1. Sơ đồ quy trình 2.1.1. Tiệt trùng UHT (gián tiếp):

Hình 2.1. Sơ đồ phương pháp gia nhiệt gián tiếp

2.1.2. Tiệt trùng UHT (trực tiếp):

8

Hình 2.2. Sơ đồ phương pháp gia nhiệt trực tiếp.

2.2. Thuyết minh quy trình 2.2.1. Nguyên liệu: Sữa bò tươi

Yêu cầu :- Được lấy từ những con bò khoẻ mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh.- Sữa có mùi vị tự nhiên, không có mùi lạ, không có chất kháng sinh.- Sữa phải có thành phần tự nhiên, phải tươi và được làm lạnh xuống 4 - 6oC - Sữa mang đến điểm thu mua phải được lấy mẫu để kiểm tra chỉ tiêu cảm quan

(mùi vị và độ sạch), chỉ tiêu vi sinh, chỉ tiêu hoá lý (hàm lượng chất béo, hàm lượng protein, nhiệt độ đóng băng, độ axit chung, độ tỷ trọng, tổng chất).

2.2.2. Làm sạchMục đích : để loại bỏ tạp chất trong khối sữa.Trước khi lọc, sữa được được đun nóng đến 350C – 450C, nhằm làm giảm độ

nhớt của sữa, sau đó mới chuyển qua máy làm sạch.

9

Công đoạn lọc sữa còn có thể gọi là công đoạn làm sạch sữa và được tiến hành qua 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Tiến hành lọc các tạp chất lớn qua lưới lọc bằng kim loại, được tiến hành trong quá trình sang dụng cụ chứa.

- Giai đoạn 2: Tiếp tục lọc bằng vải lọc hoặc máy quay ly tâm. Lọc bằng vải Lọc bằng máy li tâm: là phương pháp được sử dụng rộng rãi hiện nay.

Khi máy làm việc, trong thùng quay xuất hiện một lực ly tâm lớn, trọng lượng riêng của các tạp chất lớn hơn trọng lượng riêng của sữa, do đó các tạp chất cơ học nặng hơn sẽ bị bắn vào thùng quay và theo đường ống dẫn ra ngoài.

2.2.3. Chuẩn hóaMục đích: Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa.Thực hiện: Quá trình được thực hiện trên các thiết bị tự động gồm thiết bị ly

tâm và bộ phận phối trộn: - Nếu hàm lượng chất béo trong sữa nguyên liệu thấp, ta có thể bổ sung thêm

cream.- Nếu hàm lượng chất béo trong sữa nguyên liệu cao, ta có thể bổ sung sữa gầy

hoặc dùng quá trình ly tâm để tách bớt chất béo.

2.2.4. Bài khíMục đích: Khí trong sữa làm thể tích sữa không chính xác. Gây giảm hiệu quả

truyền nhiệt và giảm độ chính xác trong tiêu chuẩn hóa sữa.Có nhiều phương pháp bài khí:- Bài khí bằng nhiệt: phương pháp thuận lợi và đơn giản nhất là cho sản phẩm

vào bao bì khi còn nóng.- Bài khí bằng thiết bị chân không: dùng bơm chân không để hút không khí

trong một phòng của máy khép kín. Đây là phương pháp phổ biến.- Bài khí bằng phun hơi: dùng hơi nước nóng phun vào khoảng không gian

trong bao bì trước khi khép kín, hơi nước sẽ giúp đẩy không khí ra ngoài.

2.2.5. Đồng hóaMục đích: làm giảm kích thước của các cầu mỡ, giúp chúng phân bố đều trong

sữa từ đó ổn định được hệ nhũ tương giúp cho sữa được đồng nhất, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực.

Cơ sở khoa học của quá trình đồng hóa hệ nhũ tương bao gồm các phương pháp phá vỡ, làm giảm kích thước những hạt thuộc pha phân tán và phân bố đều chúng trong pha liên tục. Việc làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt giữ hai pha và sức căng bề mặt sẽ làm cho hệ nhũ tương ổn định hơn tránh được hiện tượng tách pha.

Các phương pháp đồng hóa : - Đồng hóa bằng phương pháp khuấy trộn

10

- Đồng hóa bằng phương pháp áp lực cao

Sữa sau khi đồng hóa có thể tăng độ nhớt lên chút ít nhưng làm giảm được đáng kể quá trình oxi hóa, thay đổi thành phần tính chất, nâng cao mức độ phân tán của mỡ sữa, phân bố lại giữa pha chất béo và plasma sữa, làm giảm sự nổi lên của các cầu mỡ (do tốc độ nổi của các cầu mỡ tỷ lệ thuận với bình phương bán kính cầu mỡ). Từ đó làm tăng và cải thiện chất lượng, màu sắc, trạng thái, cấu trúc của sữa và các sản phẩm sữa…

2.2.6. Tiệt trùng Mục đích: tiêu diệt toàn bộ hệ vi sinh vật (bao gồm toàn bộ các vi sinh vật gây

bệnh và không gây bệnh) và vô hoạt không thuận nghịch các enzym có trong thực phẩm.

2.2.6.1. Phương pháp gia nhiệt gián tiếpSử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng hoặc ống lồng.Khi đó sữa có nhiệt độ 40C được bơm từ thùng tạm chứa vào thùng cân bằng và

từ thùng này qua bơm sẽ đưa vào ngăn hoàn nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt và được nâng nhiệt độ lên 750C do hấp thụ nhiệt của sữa tiệt trùng đi ra. Từ đó sữa được qua thiết bị đồng hoá với áp suất 180 - 250 bar. Tiếp đó sữa được đưa qua ngăn tiệt trùng của thiết bị và đạt 1370C, giữ ở nhiệt độ này vài giây trong ống lưu nhiệt dùng để điều chỉnh lượng nước nóng và nhiệt độ của nó. Sữa được làm lạnh bằng cách trao đổi nhiệt với nước và với sữa lạnh đi vào. Kết quả làm giảm nhiệt độ sữa tiệt trùng xuống 200C. Cuối cùng sữa được đưa đến bồn chờ rót vô trùng.

2.2.6.2. Phương pháp gia nhiệt trực tiếp- Sữa sau quá trình chuẩn hóa, sữa có nhiệt độ 40C từ thùng cân bằng đi qua

bơm vào ngăn hoàn nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt dạng khung bản và được nâng nhiệt độ lên 800C. Áp suất của sữa được nâng lên 4 bar bằng bơm và đi qua vòi phun. Hơi nóng nâng nhiệt độ của sữa lên khoảng 1400C (với áp suất 4 bar sẽ ngăn không làm cho sữa bị sôi) và giữ ở nhiệt độ này vài giây ở ống lưu nhịêt. Quá trình làm lạnh nhanh xảy ra ở tháp, ở đó độ chân không được điều chỉnh bởi bơm sao cho lượng hơi nước bốc đi cân bằng với lượng hơi đã dùng để tiệt trùng. Sữa được đưa sang thiết bị đồng hoá vô trùng bằng bơm li tâm. Sau khi đồng hoá, sữa được làm lạnh đến 200C trong thiết bị trao đổi nhiệt và đưa đến máy rót vô trùng hoặc đến thùng tạm chứa trung gian chờ rót.

- Nước lạnh dùng cho ngưng tụ chuyển từ thùng cân bằng, sau khi ra khỏi tháp bốc hơi được dùng như tác nhân gia nhiệt sau khi ra khỏi vòi phun.

2.2.7. Rót sản phẩm

11

Trước khi rót sữa phải kiểm tra các tiêu chuẩn hoá lý, tiêu chuẩn cảm quan. Có thể dùng các loại bao bì khác nhau như chai thuỷ tinh, bao bằng giấy, túi plolyetylen, bi đông … để đựng sữa.

Việc rót sản phẩm được tiến hành trong các thiết bị chuyên dùng, có thể là dây chuyền tự động công suất lớn bao gồm nhiều máy.

Sản phẩm đóng chai :- Dây chuyền tự động rót sữa vào chai công suất l200 chai giờ làm việc theo

nguyên tắc sau: Chai đựng trong các sọt được đưa lên băng tải và máy tự động nhấc các chai ra khỏi sọt đưa tới máy rửa chai. Chai sau khi được rửa sạch và qua sát trùng mới được đưa đến một máy rót chai. Trên đường đi (băng tải) người ta kiểm tra độ sạch và loại trừ các chai bị sứt mẻ.

- Máy rót và đống nắp chai gồm hai bộ phận liên quan tới nhau, bộ phận rót và bộ phận đóng nắp. Đầu tiên chai được đưa đến máy rót làm việc theo cơ cấu rót chân không đến ngấn quy định. Theo cơ cấu này loại trừ được trường hợp rót sữa không vào chai sứt mẻ. Đó là vì sữa chảy vào chai khi áp suất trong chai và trong thùng chứa sữa của máy rót chai bằng nhau. Trong các chai sứt mẻ, chân không không thể có được và do đó sữa sẽ không rót vào chai này.

- Chai đã rót sữa được chuyển qua một máy ghép nắp. Máy tự đặt lên mỗi chai một miếng giấy nhôm và sau đó dập kín miệng chai. Trên nắp đó có đóng dấu tên sản phẩm, ngày sản xuất, thể tích, tên nhà máy... Trong thời gian trên, các giỏ đựng chai cũng được đem đi rửa, sấy rồi sau đó chuyển tới nơi đựng sản phẩm.

Sản phẩm đóng bao bì giấy :- Nguyên liệu làm bao bì là một loại giấy nhiều lớp mặt ngoài có tráng một lớp

paraphin mỏng, mặt trong màng polyetylen không thấm nước và không khí.- Máy rót sữa có công suất 3600 gói/h - dung tích 0,5 lít và 4500 gói/h - dung

tích 0,25 lít. Trong thiết bị có rulô giũ, từ đó băng giấy đi qua con lăn. Trên đường đi, giấy được tiệt trùng bằng một loại đèn đặc biệt. Sau đó băng giấy qua bộ phận tạo thành ống giấy và hàn một đường theo chiều dọc. Que hàn điện có nhiệt độ 2000C đã làm chảy màng polyetylen ở hai mép giấy và dán chúng lại với nhau.

- Sữa theo ống dẫn đi vào bộ phận tạo thành ống giấy. Nếu ống giấy không có hoặc không kín thì bộ phận điều chỉnh tự động sẽ ngắt không cho sữa vào, ống giấy có đầy sữa bên trong tiếp tục chuyển qua bộ phận tạo thành đường dán ngang. Hai đôi kẹp sau một thời gian nhất định cặp chặt ống giấy theo hướng vuông góc tạo thành một dây dài liên tục các bao sữa. Đưòng dán vuông góc được tạo thành nhờ tác dụng của que hàn đặt trong các kẹp. Tiếp đó dùng dao cắt rời từng bao. Theo băng tải, các bao sữa đi đến bộ phận xếp tự động vào các giỏ sắt.

2.2.8. Thành phẩm:Sản phẩm đồng nhất không bị hiện tượng trầy xướt trên bao bì.

12

CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

3.1. Chất lượng sữa nguyên liệuCác hộ nông dân nuôi bò sữa:

+ Thức ăn: Thức ăn thô, thức ăn tinh, các chế phẩm sinh học phải có sự phối hợp các loại trên một cách có hiệu quả để tăng chất lượng sữa, không bổ sung dư lượng kháng sinh.+ Chuồng trại: thoáng mát sạch sẽ hạn chế sự phát triển của vi sinh vật có hại.+ Giống: là những con bò khỏe mạnh cho nhiều sữa, sức đề kháng tốt.

Các chỉ tiêu sữa nguyên liệu: Sữa sau khi được vắt ra nhanh chóng đưa đến hệ thống bảo quản lạnh trong vòng 1h, sau đó sữa được các cán bộ nhà máy tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu sau:+ Phân tích độ tủa bằng cồn 750

+ Cảm quan mùi vị+ Chỉ tiêu vi sinh: theo dõi bằng thời gian mất màu xanh metylen+ Lên men lactic: để phát hiện dư lượng kháng sinh

Các thử nghiệm này được thực hiện đều đặn vào mỗi lần thu mua sữa sáng và chiều.

Sữa sau khi đạt chất lượng sẽ được chuyển về phòng thí nghiệm của nhà máy để phân tích các chỉ tiêu

Các chỉ tiêu cần xác định: Chất khô, đạm tổng số, hàm lượng chất béo, hàm lượng lactose và pH.

Chất lượng sữa tươi phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có việc kiểm tra chất lượng nguyên liệu ban đầu, điều kiện bảo quản, quy trình công nghệ, điều kiện trang thiết bị. Trong đó việc kiểm tra chất lượng sữa tươi ban đầu ảnh hưởng nhiều đến chất lượng thành phẩm, do đó việc kiểm tra nguyên liệu là điều rất quan trọng trong quy trình sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT. Trong sản xuất người ta thường kiểm tra một số chỉ tiêu sau: độ axit, độ nhiễm khuẩn, tỷ trọng, hàm lượng chất khô, hàm lượng protein, đường sữa, chất béo, khả năng lên men…

3.1.1. Độ axit chungCho 10 ml sữa tươi vào bình tam giác có thể tích 100ml, thêm 20ml nước cất, 3

giọt phenolphtalein, lắc đều và trung hòa hỗn hợp này NaOH 0.1N cho tới khi hồng nhạt không mất màu trong 30 giây.

Lượng NaOH 0.1 N đã dùng để trung hòa nhân với 10 cho ra độ Thorner.

3.1.2.Chỉ số độ tươi: Đo bằng lượng ml NaOH 0.1N để trung hòa các axit tự do cộng với lượng

H2SO4 0.1 N để đông tụ protein có trong 100 ml sữa. Phương pháp xác định độ tươi bằng axit sunfuaric 0.1 N

13

Lấy 10ml sữa tươi, thêm 20ml nước cất cho vào erlen đem đi chuẩn độ bằng H2SO4 0.1 N đến khi xuất hiện kết tủa

Lượng H2SO4 0.1 N nhân với 10 là chỉ số đông tụ. Chỉ số tươi không thấp hơn 60 là sữa tốt.

Phương pháp xác định độ tươi của sữa bằng cồn: - Cồn là một chất háo nước, khi cho vào sữa , nếu sữa đó không tươi thì

các phân tử protein của nó liên kết lại dễ dàng và sữa bị đông tụ ngay.

3.1.3. Chỉ tiêu vi sinh vậtDựa vào tính khử của enzyme reductaza làm mất màu xanh của chất chỉ thị

xanh metylen. Cách tiến hành:- Cho 10ml sữa vào ống nghiệm có nút và 1ml xanh metylen, lắc đều. Đặt ống

nghiệm vào nồi cách thủy có nhiệt độ 38 – 400C là nhiệt độ thích hợp của reductaza. Quan sát sự mất màu theo thời gian.

Bảng 2: Phân loại sữa theo thời gian mất màu của xanh metylenThời gian mất

màu (phút)Lượng vi sinh vật

trong 1ml sữaChất lượng sữa Xếp loại

≤ 20 ≥ 20 triệu Rất tồi IV20 – 120 4 – 20 triệu Tồi III120 – 330 500000 – 4 triệu Trung bình II

> 330 < 500000 Tốt I

3.1.4. Tạp chất cơ học: Lấy 1 miếng giấy lọc cho vào phễu, sau đó đổ 100 – 150ml sữa chảy qua, lấy

giấy lọc ra, làm khô rồi so sánh với mẫu chuẩn: - Loại I: Trên giấy lọc hầu như không có hoặc chỉ có một vài đốm nhỏ, đó là

sữa tốt.- Loại II: Trên giấy lọc có ít đốm bẩn, sữa loại trung bình.- Loại III: Trên giấy lọc có nhiều đốm bẩn, sữa kém chất lượng.

3.1.5. Tỷ trọng: đo bằng tỷ trọng kếKhi tỷ trọng của sữa ở 200C lớn hơn 1.03 có thể do:- Sữa bị tách bớt chất béo.- Sữa đã bị pha thêm chất khô vào(bột).Khi tỷ trọng của sữa ở 200C nhỏ hơn 1.026 có thể sữa đã bị pha thêm nước.

3.1.6. Xác định hàm lượng chất béo

14

- Đặt mỡ kế lên giá, rót định lượng vào mỡ kế 10ml H2SO4 có tỷ trọng 1.81 – 1.82. Lấy tiếp vào mỡ kế 10.77ml sữa và 1ml rượu isoamilic. Nút chặt bằng nút cao su, quấn vải xung quanh mỡ kế, lắc từ từ cho đến khi trong mỡ kế chuyển màu đen, đặt mỡ kế vào nồi cách thủy 700C/5 phút. Lấy mỡ kế ra nút chặt lại, đặt vào máy li tâm 1000 vòng/phút trọng phút. Sau đó, dừng máy ly tâm, lấy mỡ kế ra và đặt vào nồi cách thủy 700C/5 phút, chú ý để đầu có nút cao su ở phía dưới. Lấy mỡ kế ra và điều chỉnh cho chất béo ở vị trí số 0 hoặc 1 để đọc. Chỉ số đọc được trên mỡ kế chính là hàm lượng phần trăm chất béo của sữa.

- Bản chất của phương pháp: trong sữa chất béo ở dạng hình cầu, phía ngoài các cầu mỡ có màng bao bọc, muốn phá vỡ màng cầu mỡ phải dùng axit đậm đặc để chuyển muối canxi caseinat thành hợp chất casein – sunfuric, cho rượu vào để tạo thành 1 ester tách hoàn toàn chất béo.

3.1.7. Xác định chất khô của sữaCân vào cốc thủy tinh khoảng 20 – 25g cát và 1 mẫu đũa thủy tinh. Cho cốc

trên vào tủ sấy sấy ở 1020C – 1050C. Khoảng nửa giờ, sau đó làm nguội cốc trong bình hút ẩm, tiếp đó lấy ra đem cân lại trên cân với độ chính xác 0.001g. Dùng pipet hút 10ml sữa vào cốc vừa cân xong. Hiệu số giữa 2 lần cân là trọng lượng 10ml sữa. Đặt cốc có cát, thủy tinh và sữa lên nồi cách thủy đun đến khi bốc hết hơi nước thì đặt vào tủ sấy sấy ở 1020C – 1050C/2h.

Sau 2h lấy cốc ra cho vào bình hút ẩm làm nguội khoảng 25 – 30 phút, lấy ra đem cân lần 1, cân xong cho lại vào tủ sấy và sấy tiếp khoảng 1h, sau đó lấy ra làm nguội trong bình hút ẩm khoảng 20 phút, đem cân lại lần 2, sai khác của 2 lần không vượt quá 0.004g. Nếu hiệu số này vượt quá 0.004g thì lại cho cốc vào tủ sấy sấy tiếp khoảng 30 phút, làm nguội, cân lại lần 3, nếu 2 lần cân cuối có trọng lượng xấp xỉ nhau là được.

Cách tính: Hàm lượng chất khô trong sữa (%) x = (b-a)*100/c

Trong đó:x: Hàm lượng chất khô của sữa (%);a: Trọng lượng chén + cát + đũa (%);b: Trong lượng chén + cát + đũa + sữa (%);c: Trọng lượng mẫu phân tích (g);

3.2. Một số quy định kỹ thuật sữa tươi tiệt trùngBảng 3: Phương pháp xác định các chỉ tiêu

Chỉ tiêu Phương phápChất khôĐạm tổng sốHàm lượng béo

Phương pháp sấy đến khối lượng không đổiPhương pháp KjeldahlPhương pháp Gerber

15

Hàm lượng lactosepH

Phương pháp thể tíchDùng pH kế điện tử

Bảng 4: Các chỉ tiêu cảm quan của sữa tươi tiệt trùngChỉ tiêu Yêu cầu

Màu sắc Màu đặc trưng của sản phẩmMùi, vị Mùi, vị đặc trưng của sản phẩm, không có mùi,

vị lạTrạng thái Dịch thể đồng nhất

Bảng 5: Các chỉ tiêu lý - hoá của sữa tươi tiệt trùngTên chỉ tiêu Mức yêu cầu

Hàm lượng chất khô, % khối lượng, không nhỏ hơn

11,5

Hàm lượng chất béo, % khối lượng, không nhỏ hơn

3,2

Tỷ trọng của sữa ở 200C, g/ml, không nhỏ hơn

1,027

Độ axit, 0T 16-18

Bảng 6:  Hàm lượng kim loại nặng của sữa tươi tiệt trùngTên chỉ tiêu Mức tối đa

1. Asen, mg/l 0,5

2. Chì, mg/l 0,5

3. Cadimi, mg/l 1,04. Thuỷ ngân, mg/l 0,05

Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và dư lượng thuốc thú y của sữa tươi tiệt trùng: Theo quyết định 867/1998/QĐ-BYT.

Bảng 7: Các chỉ tiêu vi sinh vật của sữa tươi tiệt trùng

Tên chỉ tiêu Mức cho phép

1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm

10

2. Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 03. E.Coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0

16

4. Salmonella, số vi khuẩn trong 25 ml sản phẩm 05. Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

6. Clostridium perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm

0

Phụ gia thực phẩm: theo "Quy định danh mục các chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm" ban hành kèm theo Quyết định 3742/2001/QĐ-BYT ngày 31/8/2001 của Bộ Y tế.

3.3. Một số vấn đề thường gặp ờ sữa tươi nguyên liệu:- Sữa từ những con bò bị bệnh: có thể nhiễm vi khuẩn gây bệnh- Sữa có mùi không tự nhiên (mùi lạ): nguyên nhân có thể do thức ăn nhiễm vi

khuẩn đường ruột, nấm men….- Sữa bị biến chất do:

+Vi sinh vật: chủ yếu do vi khuẩn lactic làm độ axit của sữa, gây đông tụ sữa, phân hủy chất béo, làm thay đổi màu sắc của sữa, tăng độ nhớt. Một số vi khuẩn làm cho sữa có mùi lạ, biến màu…+ Các yếu tố lý hóa: quan trọng nhất là sự biến đổi vị của sữa do bị oxy hóa. Thông thường người ta nhóm lại các vị như: vị kim loại, dầu, mỡ, giây, cactông.+ Pha thêm nước vào sữa: làm giảm thành phần chất khô của sữa, ảnh hưởng đến sự thấm lọc của chất lỏng.+ Cho thêm các chất bảo quản hóa học: có thể sử dụng:

Nhóm thứ nhất: các chất nhằm mục đích trung hòa axit lactic hình thành trong quá trình axit hóa sữa, đó là: carboonat và bicarbonat.

Nhóm thứ hai là các chất sát trùng cho phép kìm hãm hay đình chỉ hoạt động của vi sinh vật, đó là: nước oxy già, axit boric, muối salixilat…Trong các chất này oxy già được sử dụng nhiều vì nó không tồn tại lâu trong sữa và rất dễ loại ra trong quá trình xử lí.

3.4. Các thiết bị liên quan3.4.1. Thiết bị thu nhân sữa: Nhà sản xuất: Tetra Pa

17

Hình 3.1. Thiết bị thu nhận sữa Ứng dụng: thu nhận sữa. Thiết bị sẽ bài khí, định lượng và bơm sữa cho quá

trình xử lý tiếp theo.Vật liệu: Tất cả các phần tiếp xúc với nước đều làm bằng thép không rỉ số hiệu

AISI 304 hoặc 316, làm kín bằng cao su EPDM.Thiết bị bao gồm:- Bình chứa chân không có cửa quan sát bằng kính và CIP.- Bơm ly tâm liên tục.- Bộ phận truyền lưu lượng bằng điện từ, hiển thị trong tủ điều khiển.- Ống và van, bao gồm ống lọc, van kiểm tra.- Tủ điều khiển với hệ thống SattCon OP45 và điều khiển chung.

3.4.2. Thiết bị chuẩn hóa: Nhà sản xuất Tetra Pak

Hình 3.2. Thiết bị chuẩn hóa

18

Sữa gầy và cream đi ra từ Tetra Centri sẽ được chuẩn hóa đến hàm lượng béo thích hợp dưới sự điều khiển của Tetra Alfast Plus.

Thông số kĩ thuật Lưu lượng sữa thô: 5000 - 75000l/h Hàm lượng béo của sữa chuẩn hoá: ≥ 0.2 % F Nhiệt độ tiêu chuẩn của sữa nóng: 450C - 650C Dữ liệu tiêu thụ: Điện năng tiêu thụ: 0.5KW Áp suất không khí: 600kPa, 200Nl/phút Nguồn điện 200 - 400VAC, 50 - 60Hz Trọng lượng tịnh: 200kg Tổng trọng lượng: 430kg Thể tích 3.3 m3

3.4.3. Thiết bị đồng hóa: Nhà sản xuất Lihong (China)

Hình 3.3. Thiết bị đồng hóa

Nhà sản xuất: APV (Denmark)

Hình 3.4. Thiết bị đồng hóa áp lực cao

Thiết bị đồng hóa 1 cấp hoặc 2 cấp (tùy thuộc yêu cầu khách hàng)Năng suất: 10 – 6000l/h (tùy thuộc yêu cầu khách hàng)

19

Áp suất: 2000barKích thước pha phân tán sau đồng hóa: <1μm

3.4.4. Thiết bị tiệt trùng UHT3.4.4.1. Gia nhiệt gián tiếpThiết bị gia nhiệt và làm nguội dạng bản mỏng. Nhà sản xuất: Tetra Pak

Hình 3.5. Tetra Plex C

Tiêu chuẩn về vật liệu Bản mỏng: Thép không rỉ AISI 316 được tôi sáng hoàn toàn, titan hoặc SMO. Tấm đệm: Nitrile-FDA, Nitrile-FDA chịu nhiệt hay EPDM-FDA Khung: làm bằng thép không rỉ, những đai ốc có thể dịch chuyển được trên

những con bulông Lắp chặt được làm bằng đồng mạ crôm. Nhiệt kế Nối với bộ chuyển áp suất 51mm Tấm bảo vệ: bảo vệ bulông bằng thép không rỉ. Chỗ nối bằng titan hay SMO( khung và bản ép) Chân thiết bị có thể kéo dài Thêm cờ lê tiêu chuẩn hoặc công cụ síêt bằng khí nén. Trang bị các bộ phận, tấm đệm.

Hình 3.6. Tetra Plex CD

20

Thông số kỹ thuật Áp suất thiết kế: 10 bar Nhiệt độ thiết kế: 1500C Tuân theo PED, có thể có CE phụ thuộc vào điều kiện thiết kế.

Hình 3.7. Tetra Plex M

Chỗ nối: SMS hay DIN male parts. Đối với tetra Plex MS15 thường sử dụng mối ghép bích bằng DIN hay AINSI.

Hình 3.8. Tetra Therm® Aseptic Flex 1

Ống gia nhiệt và làm nguội dạng ống lồng ống:Vật liệu: Ống và vỏ bằng thép chịu lực AISI 316(L)Nhiệt độ thết kế 1600C( 3200F)

3.4.4.2. Gia nhiệt trực tiếp

21

Hình 3.9. Thiết bị gia nhiệt trực tiếp

3.4.5. Thiết bị rót sản phẩm: Nhà sản xuất Tetra Pak (Năng suất 6000l/h)

Hình 3.10. Thiết bị rót sản phẩm

22

KẾT LUẬNSữa tươi là một trong những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao

nhất. Trong sữa có đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể hấp thụ. Ngoài các thành phần chính là protein, lactose, khoáng, còn có tất cả các loại vitamin chủ yếu, các nguồn năng lượng không thể thay thế.

Sữa là nguồn cung cấp vitamin cần thiết cho cơ thể. Protein của sữa rất đặc biệt, có chứa nhiều và hài hòa các loại acid amin cần thiết. Hằng ngày mỗi người chỉ cần dùng 100g protein sữa đã có thể thỏa mãn toàn nhu cầu về acid amin. Cơ thể người sử dụng protein của sữa để tạo thành hemoglobin dễ dàng hơn bất cứ loại protein nào của cơ thể. Độ tiêu hóa của protein sữa là 96- 98%.

Hàm lượng muối canxi và phospho trong sữa cao giúp cho quá trính tạo xương, các hoạt động của não.

Sữa không những bổ mà còn có tác dụng giải độc, chữa bệnh.Trong số các thức ăn tự nhiên của con người không có sản phẩm nào mà hỗn

hợp các chất cần thiết lại được phối hợp một cách có hiệu quả như sữa.Chính vì vậy, việc cải tiến quy trình sản xuất sữa tiệt trùng UHT ngày càng hiện

đại tạo được nhiều sản phẩm hơn mới có thể đáp ứng nhu cầu thị trường hiện nay.Cần có quy trình kiểm nghiệm sữa nguyên liệu thật chặt chẽ tránh hiện tượng

dư lượng kháng sinh ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:[1]. TS. Lâm Xuân Thanh : “Giáo trình Công nghệ chế biến Sữa và các sản phẩm từ Sữa “[2] Lê Thị Liên Thanh – Lê Văn Hoàng : “ Công nghệ Chế biến Sữa và các sản phảm sữa “[3] Chu Thị Thơm – Phan Thị Lài – Nguyễn Văn Tố : “ Giá trị dinh dưỡng và phương pháp chế biến sữa “[4] Diendandaihoc.vn – “ Công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng “[5]www.scribd.com – “ Sữa tiệt trùng “

23