Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Đồ án công nghệ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá MỞ ĐẦU Sữa thức ăn tự nhiên có giá trị dinh dưỡng hoàn hảo vắt từ vú động vật Sữa chứa hầu hết chất dinh dưỡng cần thiết cho người protein, gluxit, lipit, vitamin, muối khoáng Những hợp chất cần thiết cho phần thức ăn ngày người Do sản phẩm từ sữa có ý nghĩa quan trọng dinh dưỡng người đối trẻ em, người già người bệnh Từ sữa, người ta sản xuất nhiều loại thực phẩm khác sữa bột, sữa cô đặt, sũa lên men, mai, bơ, kem… Trong đó, sữa bột thời gian bảo quản dài, nhà sản xuất tiết kiệm phần lớn cho chi phí vận chuyển sữa sản phẩm có khối lượng giảm nhiều lần ta so sánh với nguyên liệu sữa tươi ban đầu Sữa bột có tính chất quan trọng độ hoà tan Sữa bột xuất từ lâu đời giới: từ kỉ 13-14 người Mông Cổ sấy sữa ánh nắng mặt trời Năm1902 Just Hatmaker phát minh thiết bị sấy trục để sản xuất sữa bột.Thị trường Việt Nam có hai nhóm sản phẩm sữa bột nguyên kem sữa bột gầy thời gian bảo quản sữa bột nguyên kem tháng, sữa bột gầy lên đến năm Sữa bột sử dụng gia đình để pha chế mà nguyên liệu quan trọng nhiều nghành công nghiệp khác sản xuất sữa tái chế sản phẩm chế biến từ sữa như: sữa lên men, sữa cô đặc, kem…trong công nghiệp sản xuất bánh nướng, công nghiệp sản xuất kẹo, chocolate, sôcôla, xúc xích Ở đồ án em đề cập đến số vấn đề sau: nguyên liệu sữa, vi sinh vật sữa, trình công nghệ sản xuất sữa bột, thiết bị sản xuất sữa bột SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 NGUYÊN LIỆU SỮA 1.1.1 Giới thiệu sữa bò Sữa chất lỏng sinh lý tiết từ tuyến vú động vật nguồn thức ăn để nuôi sống động vật non Nắm điều nghành công nghiệp chế biến sữa sản xuất nhiều sản phẩm dựa ba nguồn nguyên liệu chính: sữa bò, sữa cừu, sữa dê Ở nước ta sữa bò chủ yếu Sữa chất lỏng đục Độ đục sữa chất béo, protein, số khoáng tạo nên Màu sắc sữa chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng  -caroten tạo nên Sữa bò thường có màu sắc từ trắng đến vàng nhạt Sữa gầy thường ngả màu xanh nhạt Sữa bò có mùi đặc trưng vị nhẹ 1.1.2 Thành phần cửa sữa Sữa hỗn hợp bao gồm thành phần chính: nước, lactose, protẹin, số chất béo Ngoài sữa chứa số khác với hàm lượng nhỏ hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hooc mon, chất màu khí Hàm lượng chất sũa giao động khoảng rộng 1.1.2.1 Nước: - Nước tự chiếm 96 – 97% tổng lượng nước.Nó tách trình cô đặc, sấy liên kết hoá học với chất khô Khi bảo quản sữa bột, nước tự xâm nhập vào làm cho sữa bột bị vón cục - Nước liên kết chiếm tỉ lệ nhỏ, khoảng -4% Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào thành phần nằm trông hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 1.1.2.2 Đường lactose: Glucid sữa lactoza hay gọi đường sữa, trung bình lít sữa chứa 50g lít sữa Lactose đisaccaride phân tử glucose phân tử galactose liên kết tạo thành Lactza sữa có ý nghĩa quan trọng dễ bị số vi sinh vật gây lên men tạo acid lactic sản phẩm khác acetin, metin, diacetin tạo nên mùi vị sản phẩm sữa Trong sữa đường lactose tồn hai dạng : - Dạng  -lactose mono hydrat C12H22O11.H2O - Dạng  -lactose anhydrous C12H22O11 Ở 20 oC  : 40%  : 60% Khi thây đổi nhiệt độ có chuyển đổi từ dạng  sang dạng  ngược lại Bảng 1.1 Tỷ lệ hàm lượng  -lactose monohydrate  -lactose anhydrous sữa phụ thuộc vào giá trị PH nhiệt độ sữa : Nhiệt độ dung dịch (oC) Tỷ lệ thành phần  -lactose 15 20 50 70 90 1:1.63 1:1.59 1:1.51 1:1.45 1:1.40 monohydrate  -lactose anhydrous Trong sữa đường Lactose dạng hoà tan đường khử Độ lactose thấp nhiều so với đisaccaride monosacride khác (kém 30 lần sacaroza) Lactose bị thuỷ phân thành hai đường monosacaride glucose galactose Enzym  -galactosedase C12H22O11 + H2 O thuỷ phân C6 H 12O6 + C6 H12O6 Ngoài sữa bò chứa đường khác với hàm lượng thấp SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 1.1.2.3 Các hợp chất có chứa Nitơ: Thành phần hợp chất có chứa nitơ sữa trình bày bảng: Các hợp chất chứa nitơ sữa bò (100%) Protein 95% Casein (75-85%)  s -casein  -casein  -casein  -casein Các hợp chất chứa nitơ phi protein 5% Acid amin tự Nucleotit Ure Acid uric Protein hoà tan 15-25%  -lactoglobulin  -lactalbulin Proteose-peptone Serum-albumin Immunoglobulin a Casein: Casein nhân tố quan trọng protid sữa, thành phần protein chủ yếu có sữa hạt hình cầu có kích thước 40 - 200µm Chúng tồn dạng micelle Mỗi micelle chứa 65% nước, phần lại loại caseinvà khoáng (canxi, magie, photphate, citrate), casein chiếm 2,7% Là protein có tính axit phân tử chúng chứa nhiều gốc axit glutamic axit aspartic  s1 -casein: Do phân bố điện tích phần ưa béo không đồng phân tử protein nên đầu mạch  s1 -casein tích điện có tính ưa nước, đầu mạch có tính kị nước  s -casein: có tính ưa nước cao loại casein phân tử chứa nhiều nhóm photphoryl gốc cation  -casein: có tính ưa béo cao SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá  -casein: chứa gốc phosphoryl, có tính lưỡng cực Đầu amino phân tử protein ưa béo đầu cacboxyl, nơi liên kết với nhóm gluxit lại ưa nước  -casein:  ,   -casein sản phẩm trình thuỷ phân  - casein từ máu động vật b Prôtêin hoà tan: Albumin 0,4% Glubulin 0,2% bị đông tụ đun nóng sữa lên đến 80oC  -lactoglobulin:  -lactoglobulin có dạng hình cầu, tương tác kết hợp với phân tử khác, chiếm 2,5- 4g/l  -lactalbumin: có 0,8-1,5g/l, phân tử có chứa nguyên tử caxi Thành phần acid amin phân tử cân đối, điểm đẳng điện PH =5,1 không bị đông tụ men sữa Peptone-protose: bao gồm phân đoạn protein khác ( 0,8-1,5g/l) Immunoglobulin: sữa bò có ba loại IgG, IgA, IgM Trong IgG có hàm lượng cao nhất, IgA có chức chống nhiễm trùng đường ruột (0,5-0,8g/l) Serum-albumin: protein có phân tử lượng lớn có nguồn gốc từ máu mẫn cảm với nhiệt độ Ngoài sữa có protein màng, hàm lượng chúng thấp c Enzym: Enzym tuyến vú tiết vi sinh vật sữa tổng hợp nên Sự có mặt enzym nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá học sữa trình bảo quản, dẫn đến làm giảm chất lượng hư hỏng sữa Nhưng số Enzym sữa có vai trò kháng khuẩn lactoperoxydase, lysozyme Hàm lượng vi sinh vật nhiều thành phần enzym đa dạng hoạt tính cao, có 60 Enzym sữa SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Lactoperoydese: Enzym xúc tác phản ứng chuyển hoá oxy từ H2O2 đến chất oxy hoá khác, có PH tối thích 6,8, hàm lượng trung bình sữa 30mg/l, bị vô hoạt hoá 80 oC vài giây Catalase: Enzym có sữa tuyến vú tiết ra, xúc tác phản ứng phân huỷ H2O2 thành nước oxy tự Sữa nhiễm vi sinh vật thường có hoạt tính catalase cao, có PH tối thích 6,8-7 Catalase bị vô hoạt 75 oC thời gian phút, 65 – 68 oC sau 30 phút Lipase: Enzym quan trọng sữa kí hiệu mLPL, glycoprotein, PH tối thích 8.9, hàm lượng sữa khoảng 1-2mg/l, xúc tác thuỷ phân liên kết ester chất triglycerid dạng nhũ tương bề mặt tiếp xúc pha chất béo nước, làm tích luỹ axit béo tự sữa, trình phân giải axit béo làm cho sữa sản phẩm từ sữa có vị đắng, mùi ôi khét mùi kim loại Phosphatase : Chúng xúc tác thuỷ phân liên kết ester axit phosphoric glycerin, có hai dạng: Phosphatase kiềm có PH tối thích 9,6 có khả tái hoạt hoá Bị thuỷ phân 30 oC 30 phút 80oC tức Phosphatase acid : Enzym có PH tối thích 4,7 enzym bền nhiệt sữa Để vô hoạt hoá hoàn toàn ta cần gia nhiệt sữa đến 96 oC phút, bị vô hoạt NaF Trong suốt chu kì tiết sữa bò, hoạt tính phosphatase axit sữa ổn định, phosphatase kiềm tăng dần vào cuối chu kì tiết sữa Lysozym: bền nhiệt, xúc tác phản ứng thuỷ phân liên kết  acid muramic glusamine mucopolysaccride màng tế bào vi khuẩn, từ gây phân huỷ tế bào Lysozym có PH tối thích 7,9, hàm lượng trung bình 130µg/l Proteaza :Enzym xúc tác phản ứng thuỷ phân protein Có hai loại protease: proteaza kiềm proteaza acid Chúng thường liên kết với casein bị kết tủa SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá PH = 4.6, proteaza axit có PH tối thích 4,0, protease kiềm 7.5 – 8.0 Chúng bị vô hoạt hoàn toàn 80oC sau 10 phút 1.1.2.4 Chất béo: Chiếm 3,78 %, 25 -45 g/l, gồm Lipit đơn giản chiếm 35-45g, dễ tiêu hoá Lipit đơn giản gồm cacbon, hydro oxy Lipit phức tạp chiếm 0,3-0,5%; có cacbon, hydro, oxy, photpho, nitơ, lưu huỳnh Bảng 1.2 Thành phần chất béo có sữa bò: Hàm lượng (% so Thành phần với tổng Ghi khối lượng chất béo) Lypid đơngiản 98,5 -Glyceride: triglyceride 95-96 Diglyceride 2-3 Monoglycerride 0,1 -Cholesteride 0,03 Ester acid béo cholesterol -Ceride 0,02 Ester acid béo rượu cao phân tử Lipid phức tạp 1,0 Các hợp chất tan chất 0,5 béo - Cholesterol 0,3 - Acid béo tự 0,1 - Hydrocarbon 0,1 - Vitamin A,D,K,E vết - Rượu vết SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Các chất béo sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0.10.2  m Trong 1ml sữa có khoảng 10-15 tỷ hạt cầu béo Do người ta xem sữa hệ nhũ tương dầu nước Các màng có vai trò làm bền hệ nhũ tương sữa Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu glyceride, phospholipit, protein, axit nucleic, enzym, nguyên tố vi lượng, nước Nếu ta không đồng hoá sữa thời gian bảo quản hạt cầu béo có xu hướng kết hợp lại với Khi sữa tồn hai pha tách biệt: pha với thành phần chủ yếu lipit; pha với thành phần có tỉ trọng lớn nước số chất hoà tan sữa 1.1.2.4 Khoáng : Hàm lượng chất khoáng sữa dao động từ 8-10g/l Các muối sữa dạng hoà tan dung dịch keo dễ bị phá vỡ nhiệt độ PH, muối khoáng sữa hầu hết dạng dễ đồng hoá Trong số nguyên tố khoáng sữa, chiếm hàm lượng cao Ca, P, Mg, K MỘt phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle phần lại tồn dạng muối hoà tan sữa Các nguyên tố khác như: K, Na, Cl… đóng vai trò chất điện ly Ngoài sữa có nguyên tố khác Zn, Al, I, Cu, Mn, Ag… chúng cần thiết cho trình dinh dưỡng người 1.1.2.5 Vitamin Tuỳ theo khả hoà tan nước hay chất béo chia vitamin sữa chia làm hai nhóm: Vitamin hoà tan nước: B1, B2,B3, B5, B6, C, H … Vitamin hoà tan chất béo: A, D, E SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Nhìn chung hàm lượng vitamin nhóm B sữa bò thường ổn định Nhưng hàm lượng vitamin tan chất béo lại bị ảnh hưởng sâu sắc thành phần thức ăn điều kiện thời tiết Bảng 1.3 Thành phần vitamin sữa Vitamin mg/l Vitamin A 0,3 B3 D 0,001 B5 E 1,4 C 20 B1 0,4 H 0,04 B2 1,7 M 0,05 B6 0,5 B12 0,005 1.1.2.6 Hormone Hormone tuyến nội tiết tiết giữ vai trò quan trọng trình sinh trưởng động vật Trong sữa bò có nhiều loại hormone chia làm ba nhóm: proteohormone, hormone peptide, hormone steoride 1.1.2.7 Các hợp chất khác: Trong sữa bò chứa chất khí, chủ yếu CO2, O2 N2 tổng hàm lượng chúng chiếm 5-6% thể tích sữa hay khoảng 70ml/lit 50-70% CO2 , – 10% oxy 20 – 30% nitơ Sữa vắt chứa lượng lớn khí, sau giảm dần đạt mức bình thường, loại khí có oxy ảnh hưởng xấu nguyên nhân phát triển trình oxy hoá Khi gia nhiệt xuất hiện thượng khí khiến cho độ axit sữa giảm Các chất khí sữa thường tồn ba dạng: dạng hoà tan, dạng liên kết, dạng phân tán Sắc tố xanh clorophin, màu trắng khuyếch tán ánh sáng mĩen protêin SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 10 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 3.1.1 Thiết bị ly tâm tách chất béo khỏi sữa: Sữa tươi đưa vào ly tâm thu hai đòng sản phẩm: Cream (giàu chất béo) có khối lượng riêng nhỏ sữa gầy (chứa chất béo) có khối lượng riêng lớn Để tách chất béo khỏi sữa người ta sử dụng thiết bị ly tâm dạng đĩa:  Cấu tạo: Thiết bị gồm có thân máy, bên thùng quay, nối với motor truyền động bên thông qua trục dẫn Các đĩa quay có đường kính dao động từ 20 ÷102 cm xếp chồng lên Các lỗ đĩa ly tâm tạo nên kênh dẫn theo phương thẳng đứng Khoảng cách hai đĩa ly tâm liên tiếp 0.5 ÷ 1.3 mm Đĩa quay Hình 3.1 Nguyên lý hoạt động thiết bị ly tâm dạng đĩa sữa vào từ phía 3 SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 28 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT a) Đĩa ly tâm Khoa Hoá b) Sơ đồ chuyển động dòng 1- Đĩa ly tâm Cream sữa gầy 2- Cửa cho cream 1- Cream 3- Lổ 2- Sữa gầy 4- Cửa vào cho nguyên liệu 3- Đĩa ly tâm  Nguyên tắc hoạt động: Thiết bị làm việc liên tục Sữa nguyên liệu nạp vào máy ly tâm theo cửa thiết bị, sữa theo hệ thống kênh dẫn để chảy vào khoảng không gian hẹp đĩa ly tâm Dưới tác dụng lực ly tâm, sữa phân chia thành hai phần: phần cream có khối lượng riêng thấp chuyển động phía trục thùng quay; phần sữa gầy có khối lượng riêng cao chuyển động phía thành thùng quay Sau cùng, hai dòng sản phẩm theo kênh riêng để thoát Trước đưa vào thiết bị tách béo, sữa tươi thường gia nhiệt lên đến 55÷65oC 3.1.2 Thiết bị ly tâm tách VSV khỏi sữa : Trong công nghiệp chế biến sữa có hai dạng thiết bị ly tâm tách VSV - Thiết bị có hai dòng thoát sản phẩm: Sữa nguyên liệu nạp vào theo ống dẫn bên thiết bị.Thông qua hệ thống kênh dẫn tạo thành từ lỗ đĩa ly tâm, dòng sữa giàu VSV (chiếm 3% thể tích sữa nguyên liệu) chuyển động phía bên thùng quay theo cửa bên hông thùng thoát Dòng sữa chứa VSV chuyển động phía trục quay (do có khối lượng riêng nhỏ) thoát khỏi thiết bị theo cửa đỉnh thùng SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 29 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Sữa với hàm lượng Vi sinh vật thấp Sữa với hàm lượng VSV cao Sữa với hàm lượng vsc cao Nguyên liệu Hình 3.2 Thiết bị ly tâm tách vi sinh vật với hai dòng thoát sản phẩm - Thiết bị có dòng thoát sản phẩm: Chỉ có cửa thoát đỉnh thiết bị cho dòng sữa tách VSV Còn tế bào sinh dưỡng, bào tử VSV tác dụng lực ly tâm bám thân thùng quay tháo bỏ định kỳ Nhiệt độ tối ưu cho trình tách VSV khỏi sữa phương pháp ly tâm 55 ÷ 60 oC 3.2.Thiết bị trùng: Quá trình trùng sữa sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng Hình 3.3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 30 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Thiết bị trao đổi nhiệt dạng mỏng: Bộ phận thiết bị bảng hình chữ nhật với độ dày mỏng làm thép không rỉ Mỗi bảng có bốn lỗ bốn góc hệ thống đường rãnh khắp bề mặt để tạo chảy rối tăng diện tích truyền nhiệt Khi ghép bảng mỏng lại với khung thiết bị hình thành hệ thống ddường vào cho sữa Hình 3.4 3.3 THIẾT BỊ MEMBRANE Có nhiều loại membrane: dạng ống, dạng màng, dạng sợi Nguyên liệu vào retentate thấm qua ống trụ độc lỗ thân làm giá đỡ Hình 3.5 Thiết bị membrane mô hình ống SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 31 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 3.4 THIẾT BỊ ĐỒNG HOÁ 3.4.1.Cấu tạo: Hình 3.6 Hình dáng bên thiết bị đồng hóa sữa áp lực cao Cấu tạo bên thiết bị hình 3.4 Hình 3.7 Thiết bị đồng hóa sữa sử dụng áp lực cao SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 32 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 1- motor 6- hộp piston 2- truyền đai 7- bơm 3- đồng hồ đo áp suất 8- van 4- trục quay 9-bộ phận đồng hóa 5- piston 10- hệ thống tạo áp suất thủy lực Hình 3.8 Các phận thiết bị đồng hóa sữa sử dụng áp lực cao Trong đó: 1- Bộ phận sinh lực thuộc hệ thống tạo đối áp 2- Vòng đập 3- Bộ phận tạo khe hẹp 4- Hệ thống thủy lực tạo đối áp 5- Khe hẹp 3.4.2 Nguyên tắc hoạt động: Gồm hai phận bơm cao áp hệ thống tạo đối áp Bơm cao áp vận hành động điện (1) thông qua trục quay (4) truyền động (2) để chuyển đổi chuyển động quay động thành chuyển động tịnh tiến piston Các piston (5) chuyển động xilanh áp suất cao Bên thiết SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 33 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá bị có hệ thống dẫn nước vào nhằm mục đích làm mát cho piston suốt trình làm việc Mẫu nguyên liệu đưa vào thiết bị đồng hoá bơm piston Bơm tăng áp lực cho hệ nhũ tương từ 3bar lên đến 100 ÷ 250 bar cao đầu vào khe hẹp (5) người ta tạo đối áp lên hệ nhũ tương cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp thiết bị phận sinh lực (1) phận tạo khe hẹp (3) Đối áp trì bơm thuỷ lực sử dụng dầu Khi áp suất đồng hoá cân với áp suất dầu tác động lên piston thuỷ lực Vòng đập (2) gắn với phận tạo khe hẹp (3) cho mặt vòng đập vuông góc với lối thoát hệ nhũ tương rời khe hẹp Như vậy, số hạt pha phân tán tiếp tục va vào vòng đập (2) bị vỡ giảm kích thước Quá trình đồng hoá xảy vòng 15 giây Trong công nghiệp máy đồng hoá thiết kế dạng cấp hai cấp Thiết bị đồng hoá cấp bao gồm bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, khe hẹp hệ thống thuỷ lực tạo đối áp Trong công nghiệp chế biến sữa thiết bị sử dụng sản phẩm có hàm lượng chất béo thấp hệ nhũ tương sau đồng hoá có độ nhớt cao Thiết bị đồng hoá hai cấp bao gồm bơm piston để đưa nguyên liệu vào máy, hai khe hẹp hai hệ thống thuỷ lực Thiết bị đồng hoá hai cấp sử dụng phổ biến công nghiệp chế biến sữa đặc biệt nhóm sản phẩm có hàm lượng chất béo cao sản phẩm yêu cầu có độ nhớt thấp 3.5.THIẾT BỊ CÔ ĐẶC BẰNG NHIỆT Có hai nhóm thiết bị: - Thiết bị cô đặc bốc tuần hoàn Thiết bị dùng để bốc lượng nước nhỏ sữa Sử dụng yêu cầu mức độ cô đặc không cao sản xuất sữa chua - Thiết bị cô đặc bốc dạng màng rơi SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 34 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Sữa gia nhiệt vào thiết bị từ phía chảy xuống tạo lố màng mỏng bao bọc lấy bề mặt truyền nhiệt Bề mặt truyền nhiệt thân ống hình trụ đứng đặt thiết bị bốc mỏng đặt sát lại với Để tiết kiệm lượng, gia nhiệt từ buồng vào buồng ngưng tụ dể gia nhiệt sơ bộn cho sữa Sữa đun sôi buồng vào buồng tách thứ Sữa cô đặc theo cửa đáy thiết bị sản phẩm vào Tác nhân gia nhiệt (hơi) Hơi thứ nước Sản phẩm cô đặc Hình 3.9 Hệ thống bốc cấp dạng màng rơi 1-buồng gia nhiệt sơ sữa nhờ ngưng tụ 2- buồng gia nhiệt sữa đến nhiệt độ sôi 3-buồng tách thứ sữa cô đặc 3.6 THIẾT BỊ SẤY PHUN Hệ thống sấy phun gồm phận buồng sấy phun, cấu phun caloriphe để cấp nhiệt cho tác nhân sấy, hệ thống quạt hút hệ thống thu hồi sản phẩm - Cơ cấu phun Cơ cấu phun có chức đưa nguyên liệu vào buồng sấy dạng hạt mịn Quá trình tạo sương mù định kích thước giọt lỏng phân bố SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 35 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá chúng buồng sấy, ảnh hưởng đến giá trị bề mặt truyền nhiệt tốc độ sấy Hiện có ba dạng cấu phun sương: đầu phun áp lực, đầu phun ly tâm, dầu phun khí dộng - Tác nhân sấy Không khí nóng tác nhân sấy thông dụng - Hệ thống thu hồi sản phẩm Bột sản phẩm sau sấy phun thu hồi cửa đáy buồng sấy Để tách sản phẩm khỏi khí thoát người ta sử dụng phương pháp lắng xoáy ly tâm, sử dụng cyclon Khí thoát có chứa hạt sản phẩm vào cyclontừ phần đỉnh theo phương pháp tiếp tuýên với thiết bị Bột sản phẩm di chuyển theo quý x đạo hình xoắn ốc rơi xuống đáy cyclon Không khí thoát theo cửa đỉnh cyclon -Quạt Trong hệ thống sấy phun người ta sử dụng quạt ly tâm nhằm vào mục đích tăng lưu lượng dòng tác nhân sấy; vận chuyển khí động bột sản phẩm sau sấy vào thiết bị bảo quản… 3.5.2 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn: Sữa nguyên liệu Tác nhân sấy Sữa bột Hình 3.10 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 36 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 1-Bộ phận gia nhiệt không khí cho buồng sấy phun; 2- buồng sấy phun; 3- buồng sấy tầng sôi; 4- phận gia nhiệt không khí cho buồng sấy tầng sôi; 5-quạt cung cấp không khí làm nguội; 6-quạt cung cấp không khí có độ ẩm thấp để làm nguội; 7- rây bột sản phẩm Hệ thống sấy phun hai giai đoạn sử dụng rộng rãi tiết kiệm nhiều lượng Độ ẩm bột sản phẩm từ buồn sấy phun hiệu chỉnh cao 2-5% so với giá trị độ ẩm cuối Phần ẩm lại bốc tiếp thiết bị sấy tầng sôi Các thông số hoạt động tương đương với hệ thống sấy phun giai đoạn 3.5.3 Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải sữa cô đặc sữa bột tác nhân sấy Hình 3.11 Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải 1- Bơm nguyên liệu; 2- cấu phun; 3- buồng sấy phun; 4- phận lọc khí; 5- phận gia nhiệt/làm nguội không khí; 6- phận phân phối tác nhân sấy; 7-băng tải; 8,9buuòng sấy kết thúc; 10-buồng làm nguội sản phẩm; 11-bộ phận tháo sản phẩm; 12cyclon thu hồi sản phấm; 12-quạt; 14-hệ thống thu hồi bột sản phẩm từ cyclon; 15-bộ phận xử lý sản phẩm; 16-bộ phận thu hồi sản phẩm SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 37 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Nguyên tắc hoạt động:Bột sản phẩm thu sau trình sấy phun đưa xuống băng tải (7) vào hai buồng sấy để nước tiếp tục bốc độ ẩm sản phẩm theo yêu cầu.Cuối băng tải đưa vào buồng làm nguội 10 qua 11 tháo sản phẩm Thiết bị 15 làm phá vỡ chùm hạt khối sản phẩm 3.5.4 thiết bị sấy tầng sôi sản xuất bột tan nhanh sữa bột vào Hơi Không khí Không khí lạnh sản phẩm sản phẩm không khí nóng không khí lạnh nóng Hình 3.12 Thiết bị sấy tầng sôi sản xuất bột tan nhanh SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 38 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu em hoàn thành xong đồ án Mặc dù tham khảo tài liệu kiến thức thực tế công nghệ chế biến sản phẩm từ sữa đặc biệt sữa bột em chưa tiếp cận nên đồ án nhiều thiếu sót Đặc biệt việc chọn thông số kỹ thuật nhiệt độ, áp suất, độ ẩm…còn thiếu sót chưa với thực tế, bên cạnh nhiều tài liệu thống thông số khoảng giá trị rộng Mong thầy đóng góp ý kiến để em rút kinh nghiêm cho đồ án lần sau SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 39 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn(2004), Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa,NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, HCM Lâm Xuân Thanh (2004), Giáo trình công nghệ sản phẩm sữa, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội Lê Thị Liên Thanh – Lê Văn Hoàng (2005), Công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội L ê Xuân Phương (2001), Vi Sinh Vật Công Nghiệp, NXB xây dựng, Hà Nội SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 40 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………….1 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU………………………………………… 1.1 NGUYÊN LIỆU SỮA ……………………………………………………… 1.1.1 Giới thiệu sữa bò ……………………………………………………… 1.1.2 Thành phần cửa sữa………………………………………………………….2 1.2 HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA ………………………………………… 1.2.1 Các vi sinh vật bình thường sữa……………………………………… 10 1.2.2 Hệ vi sinh vật không bình thường sữa……………………………… 12 1.3 BẢO QUẢN SỮA TRƯỚC KHI CHẾ BIẾN ………………………………12 Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT…………… 13 2.1 NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN SUẤT SỮA BỘT………………………….13 2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAM…14 2.2.1 Chuẩn hoá………………………………………………………………….15 2.2.2 Thanh trùng……………………………………………………………… 15 2.2.3 Cô đặc…………………………………………………………………… 16 2.2.4 Đồng hoá………………………………………………………………… 17 2.2.5 Sấy sữa …………………………………………………………………….18 2.2.6 Đóng gói hoàn thiện sản phẩm …………………………………………21 2.3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦY……………… 22 2.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA BỘT TAN NHANH………………………23 2.5 QUÁ TRÌNH LECITHINE HOÁ TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA SỮA BỘT……………………………………………………………………… 23 2.6 SẢN PHẨM SỮA BỘT…………………………………………………… 23 Chương 3: THIẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN XUẤT SỮA BỘT …………… 25 3.1 THIẾT BỊ LY TÂM…………………………………………………………25 3.1.1 Thiết bị ly tâm tách chất béo khỏi sữa………………………………….26 3.1.2 Thiết bị ly tâm tách VSV khỏi sữa …………………………………….27 3.2.Thiết bị trùng………………………………………………………….28 SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 41 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 3.3 THIẾT BỊ MEMBRANE……………………………………………………29 3.4 THIẾT BỊ ĐỒNG HOÁ…………………………………………………… 30 3.4.1.Cấu tạo…………………………………………………………………… 30 3.4.2 Nguyên tắc hoạt động…………………………………………………… 31 3.5.THIẾT BỊ CÔ ĐẶC BẰNG NHIỆT…………………………………………32 3.6 THIẾT BỊ SẤY PHUN …………………………………………………… 33 3.6.1 Hệ thống sấy phun hai giai đoạn……………………………………………34 3.6.2 Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải……………………………………35 3.6.3 thiết bị sấy tầng sôi sản xuất bột tan nhanh……………………………….36 KẾT LUẬN …………………………………………………………………… 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 38 SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 42 [...]... Trang: 14 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAM Sữa nguyên liệu Chuẩn hoá Thanh trùng Cô đặc Đồng hóa Sấy Xử lý Bao gói Bao bì Sữa bột nguyên cream Hình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 15 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa... CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦY SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 23 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Sữa gầy Thanh trùng Cô đặc Sấy Bao bì Rây Bao gói Sữa bột gầy Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột gầy Sữa bột gầy đóng vai trò quan trọng trong việc bổ sung cân bằng sản phẩm protêin, được sử dụng nhiều trong sản xuất bánh kẹo, bánh... Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá nên quá 200oC Sau khi sấy xong phải giải phóng sữa bột ra khỏi tháp sấy ngay để tránh ảnh hưởng không cần thiết của nhiệt độ Sơ đồ quy trình sản xuất sữa bột gầy tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream Nhưng hàm lượng chất béo trong sữa gầy rất thấp nên bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa sau giai đoạn cô đặc 2.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA BỘT... Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá sự tiếp xúc của oxy và ánh sáng mặt trời với sữa phải được hạn chế nhằm bảo toàn các chỉ tiêu cảm quan, hoá học và hoá lý trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến Ngoài vi sinh vật còn có các tạp chất khác nhau như rơm, phân, kim loại, lông, bụi bặm…cần được loại ra khỏi khối sữa bằng cách lọc Chương 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT.. .Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 1.2 HỆ VI SINH VẬT TRONG SỮA Bao gồm các loại có lợi và các loại có hại, nguồn gốc của vi sinh vật trong sữa xuất phát từ: Bầu vú của động vật cho sữa, người vắt sữa, thiết bị vắt sữa, thiết bị chứa, môi trường chuồng trại nơi diễn ra quá trình vắt sữa và trong sản phẩm chế biến sữa 1.2.1 Các vi sinh vật bình thường của sữa: sống trong sữa. .. hợp cho quá trình đồng hoá Trong công nghiệp chế biến sữa nhiệt độ đồng hoá thường dao động từ 55 ÷ 80 oC - Áp suất: Áp suất đồng hoá càng lớn thì thực hiện đồng hoá càng dễ Trong công nghiệp chế biến sữa áp suất đồng hoá thường dao động từ 100 ÷ 250 bar - Chất nhũ hoá: phải lựa chọn chất nhũ hoá thích hợp cho từng loại sản phẩm Những chất nhũ hoá thường dùng trong công nghiệp chế biến sữa là lecithin,... sữa sau 16 – 18 giờ Các vi hkuẩn gây đắng: (Streptococcus liquefaciens): nhiệt độ thích hợp 30oC, có khả năng tạo các axit, tạo enzym đông tụ sữa Enzym và axit này tác dụng đồng SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 11 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá thời lên protêin của sữa làm cho sữa đặc lại thành cục và độ axit giảm, loại này phát triển trong sữa. .. hoặc 13g sữa bột nguyên cream vào 100ml nước ở 20 C, khuấy đều trong 20 giây rồi cho hỗn hợp qua rây với kích thước lỗ như trên Sữa bột được sản xuất theo phương pháp sấy phun và sấy trục có các chỉ tiêu hoá lý tương tự nhau chỉ khác nhau chỉ số hoà tan của sản phẩm SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 26 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá Sữa bột sản... dáng bên ngoài của thiết bị đồng hóa sữa áp lực cao Cấu tạo bên trong của thiết bị như hình 3.4 Hình 3.7 Thiết bị đồng hóa sữa sử dụng áp lực cao SVTH: Nguyễn Thị Thanh Thủy Lớp 03H2B GVHD: Đặng Minh Nhật Trang: 32 Đồ án công nghệ I: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮA BỘT Khoa Hoá 1- motor chính 6- hộp piston 2- bộ truyền đai 7- bơm 3- đồng hồ đo áp suất 8- van 4- trục quay 9-bộ phận đồng hóa 5- piston 10- hệ thống... xuất sữa bột như chất ổn định (polyphosphate, orthophosphate của Na, K, Ca) chất tạo nhũ lecithine, chất chống oxy hoá Muối phosphate có chức năng kàm ổn định cấu trúc hạt sữa, chống oxy hoá và cải thiện độ hoà tan của sản phẩm Chế biến sữa bột rất có lợi về kinh tế bởi chất khô tăng cao tiết kiệm bao bì và vận chuyển dễ dàng Các dạng sữa bột hiện có: sữa bột nguyên kem, sữa bột tan nhanh, sữa bột gầy