PHÂN TÍCH MỐI NGUY CƠ TRONG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG

BÀI TIỂU LUẬN PHÂN TÍCH MỐI NGUY CƠ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG Thành viên Nguyễn Thị Thanh Nhi 1311110637 13DTP05 Nguyễn Hoàng Phi Long 1311110517 13DTP06 Đinh Thế Huy 1311110417 13DTP05 TP.HCM, ngày 6 tháng 4 năm 2015 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………………..2 I. TÌNH HÌNH TIÊU THỤ SỮA CỦA VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI…………………..3 1. Tình hình tiêu thụ sữa ở Việt Nam.……………………………………………………...3 2. Tình hình tiêu thụ sữa trên thế giới………………………………………………………3 II. TỔNG QUAN VỀ SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG……………………………………….3 1. Giới thiệu sàn phẩm……………………………………………………………………...3 2. Các chỉ tiêu chất lượng đối với sữa tươi tiệt trùng……………………………………....4 III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG……………..4 1. Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng trong bao bì. (Hydrostatic) ……………….5 1.1 Thuyết minh quy trình.……………………………………………………………5 2. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tiệt trùng công nghệ ………………………………………6 2.1 Thuyết minh quy trình công nghệ…………………………………………………8 IV. MỘT SỐ THẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN SUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG…..10 1. Thiết bị thu nhận sữa……………………………………………………………………10 2. Thiết bị chuẩn bị sữa tái chế…………………………………………………………….11 3. Thiết bị chuẩn hóa………………………………………………………………………11 4. Thiết bị đồng hóa Westfalia…………………………………………………………….12 5. Thiết bị tiệt trùng………………………………………………………………………..12 6. Hydrostatic……………………………………………………………………………...13 V. KẾT LUẬN…………………………………………………………………………….14 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………………………………………17 Lời mở đầu Mỗi chúng ta ai cũng không còn xa lạ với “ sữa”. Đặc biệt là những bà mẹ có con nhỏ. Sữa và các sản phẩm từ sữa đang dần dần trở thành nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho sự phát triển một cách hoàn thiện của trẻ nhỏ. Không những thế sữa còn mang lại nguồn dinh dưỡng hổ trợ cho sự hồi phục sức khỏe của những người mới bệnh dậy hay những người cao tuổi. Sữa là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Trong sữa có đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể hấp thụ. Ngoài các thành phần chính là protein, lactose, lipit, muối khoáng còn có tất cả các loại vitamin chủ yếu, các enzyme, các nguyên tố vi lượng không thay thế. Protein của sữa rất đặc biệt, chứa nhiều và hài hòa các acid amin cần thiết cơ thể người sự dụng protein sữa để tạo thành hemoglobin dễ dàng hơn bất cứ protein của thành phẩm nào khác. Từ sữa người ta có thể sản xuất ra nhiều loại thực phẩm khác nhau: sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa cô đặc, sữa bột, lên men yaourt, kefir, phô mai, bơ, kem. Trong đó phô mai là một sản phẩm đạt giá trị dinh dưỡng cao nhất và được các nước NaUy, Hà lan. Chính vì những lợi ích mà sữa mang lại cho chúng ta, hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu một vài điều cơ bản về sữa, quy trình công nghệ sản xuất sữa tươi tiệt trùng.   I. TÌNH HÌNH TIÊU THỤ SỮA CỦA VIỆT NAM VÀ THẾ GIỚI 1. Tình hình tiêu thụ sữa ở Việt Nam Theo Bộ Công Nghiệp và Thương Mại, tiêu thụ sữa bình quân đầu người ở Việt Nam đạt 18 lítnăm trong 2013. Cục Chăn nuôi Việt Nam đã dự báo Việt Nam sẽ tăng trưởng 9%năm và tiêu thụ 27 đến 28 lít sữanăm đến năm 2020. 1 Năm 2013, Vinamilk giới thiệu đến người tiêu dùng sản phẩm sữa tươi nhập khẩu Twin Cows được sản xuất 100% từ New Zealand nhằm đáp ứng nhu cầu người dùng có xu hướng lựa chọn các sản phẩm sữa tươi nhập khẩu, xuất xứ từ những nước có nền chăn nuôi bò sữa hiện đại. 2 Các sản phẩm sữa tươi tiệt trùng được tiêu thụ ở Việt Nam: Vinamilk, Cô Gái Hà Lan, Calcimex, Mộc Châu, TH True Milk, Milk Kid, nutifood … 2. Tình hình tiêu thụ sữa trên thế giới: Tổng sản lượng sữa của thế giới trong năm 2009 theo FAO đạt trên 700 triệu tấn, tăng khoảng 1% so với cùng kỳ năm trước trong đó tăng trưởng về sản xuất sữa của các nước đang phát triển nhanh hơn các nước phát triển. Khoảng cách này có xu hướng tăng lên năm 2010 và 2011 với tăng trưởng của các nước đang phát triển ước trên 4% và cũng tăng trưởng mức bình thường ở các nước phát triển. Do vậy tổng sản lượng sữa của thế giới sản xuất trong năm 2010 và 2011 dự tính sẽ tăng trung bình khoảng 2% đến 3% năm. 3 II. TỔNG QUAN VỀ SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG 1. Giới thiệu sản phẩm. a. Định nghĩa: Sữa tươi tiệt trùng là sữa đựơc xử lí ở nhiệt độ cao, đảm bảo tiêu diệt hết vi sinh vật và enzyme, kể cả loại chịu nhiệt. Thời hạn bảo quản: 6 9 tháng. b. Nguyên liệu sản xuất sữa tươi tiệt trùng UHT (ultra high temperature): Sữa tươi Nước Đường Bơ ( Anhydrous Milk Fat – AMF) Chất béo thực vật Hương liệu tổng hợp Chất nhũ hóa Chất ổn định Lysine Taurine Hỗn hợp viatmin và khoáng chất Chất tạo màu tổng hợp 2. Các chỉ tiêu chất lượng đối với sữa tươi tiệt trùng 4 Sữa tươi dùng để sản xuất sữa tiệt trùng có thể dùng loại sữa tươi có chất lượng bình thường, nhưng bảo đảm các yêu cầu quy định, màu sắc, mùi vị phải đặc trưng của sữa tươi, sữa không bị vón cục, không bị đục, không tạp chất, không tách váng sữa…  Chỉ tiêu cảm quan o Màu sắc: có màu trắng ngà o Mùi vị: có mùi thơm đặc trưng của sữa, dễ chịu, có vị hơi ngọt o Trạng thái: lỏng, đồng nhất.  Chỉ tiêu lý hóa: o Khối lượng riêng ở 15.50C: d = 1.032gml o pH = 6.6 o Hàm lượng béo: 3.2 – 4.2 g100ml sữa tươi o Độ chua: 16 – 180T o Độ nhớt ở 200C là 1.8cP  Chỉ tiêu vi sinh: o Tổng số tạp trùng < 62.103 vsvml sữa tươi sau 24h làm lạnh o Các loại nấm mốc : không được có o Các loại vi khuẩn gây bệnh : không được có Trước khi đưa vào sản xuất sữa tươi phải được bảo quản ở nhiệt độ nhỏ hơn 40C và đã thanh trùng. III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG 5 Người ta có thể thực hiện quá trình tiệt trùng sữa trước hoặc sau khi đã rót sản phẩm vào bao bì. Trên cơ sở đó, sơ đồ khái quát quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng có những phương án khác nhau. 1. Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng trong bao bì. (Hydrostatic) Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng trong bao bì. (Hydrostatic) 1.1 Thuyết minh quy trình: a. Kiểm tra Mục đích: Xác định chất lượng sữa. Kiểm tra hàm lượng serumprotein ( 0,1 – 0,4 gl) Kiểm tra các tiêu chuẩn sữa nguyên liệu. b. Làm lạnh Mục đích: Bảo quản sản phẩm trong thời gian chuẩn bị tiến hành sản xuất. Các biến đổi: Sự xuất hiện lớp váng trên bề mặt Làm giảm phản ứng oxy hóa chất béo Ức chế vi sinh vật Thông số công nghệ: t0 = 460C c. Ly tâm Mục đích: Loại bỏ tạp chất, vi sinh vật. Các biến đổi: Độ nhớt giảm do tăng nhiệt độ Tỉ trọng giảm Mật độ vi sinh vật giảm Thông số công nghệ: t0 = 55600C d. Chuẩn hóa hàm lượng chất béo. Mục đích: Điều chỉnh hàm lượng chất béo. Các biến đổi: Vật lí: Tỉ trọng , hệ số truyền nhiệt giảm khi hàm lượng chất béo tăng 2. Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tiệt trùng công nghệ UHT 5.1 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tiệt trùng công nghệ UHT 2.1 Thuyết minh quy trình công nghệ a. Phối trộn – hoàn nguyên:  Mục đích:  Phối trộn: bột sữa gầy, đường, bơ, nước thành một dung dịch đồng nhất. Đồng thời tiêu diệt một phần vi sinh vật ở nhiệt độ thấp tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đồng hóa.  Hoàn nguyên: ủ hoàn nguyên ở nhiệt độ 46oC nhằm để sữa trở lại trạng thái ban đầu (protid trương nở, hòa tan triệt để hơn, các muối trở lại trạng thái cân bằng…)  Yêu cầu:  Các thành phần nguyên liệu phải hòa tan hoàn toàn.  Nguyên liệu phải đưa vào buồng theo đúng thứ tự.  Phải đảm bảo nhiệt độ của nước khi vào, dịch sữa ra và thời gian khuấy trộn.  Dịch sữa thu vào phải được đồng nhất.  Các yếu tố ảnh hưởng:  Nhiệt độ phối trộn: khả năng thấm ướt của sữa bột gầy gia tăng khi nhiệt độ của nước tăng 1050oC, không tăng trong khoảng 50100oC có thể gây tác động ngược lại. b. Phối hương:  Mục đích: tạo hương thơm đặc trưng cho từng sản phẩm, làm tăng giá trị cảm quan và đa dạng hóa sản phẩm như hương ca cao, hương dâu, hương vani…  Yêu cầu: Không phối trộn hương ở nhiệt độ cao hơn 75oC, gây thoát hương và giảm giá trị cảm quan. c. Lọc:  Mục đích: Loại bỏ các tạp chất có trong sữa.  Cách tiến hành: cho sản phẩm chạy qua thiết bị lọc có kích cỡ 105 m. d. Gia nhiệt sơ bộ:  Mục đích: đưa nhiệt độ của sữa lên đến nhiệt độ đồng hóa. e. Đồng hóa:  Mục đích:  Làm giảm kích thước của các cầu mỡ, làm cho chúng phân bố đều chất béo trong sữa, làm cho sữa được đồng nhất.  Làm giảm hiện tượng lắng, tách lớp,tách béo, tăng độ ổn định trong thời gian bảo quản.  Làm tăng độ nhớt nhưng làm giảm lượng oxi hóa, hạn chế phản ứng do chất béo gây ra, tăng chất lượng sữa. Các sản phẩm sữa sau đồng hóa sẽ được cơ thể hấp thụ dễ dàng.  Yêu cầu: Kích thước hạt cầu béo sau khi đồng hóa phải nhỏ hơn kích thước ban đầu và phân bố đều trong dịch sữa.  Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hóa:  Nhiệt độ: nhiệt độ đồng hóa càng cao thì hiệu quả càng cao, tuy nhiên ở nhiệt độ quá cao sẽ làm biến đổi sản phẩm và chi phí năng lượng cao, tại nhà máy nhiệt độ đồng hóa là 70750C.  Áp suất: mức độ phân chia của các cầu mỡ phụ thuộc vào áp suất nên đồng hóa sữa ở nhiệt độ 6085oC áp suất đồng hóa càng cao, hiệu quả đồng hóa càng cao do hiện tượng chảy rối và xâm thực khí sẽ xuất hiện càng dễ, sẽ làm cho các hạt phân tán có kích thước nhỏ và dịch sữa có độ bền cao. Tại nhà máy áp suất đồng hóa là 200 250 bar  Hàm lượng chất béo: có trong dịch sữa càng cao thì hiệu quả đồng hóa càng giảm.  Chất ổn định cũng có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của quá trình đồng hóa. f. Tiệt trùng (UHT)  Mục đích: dựa vào nhiệt độ cao để tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật kém bền với nhiệt độ có trong sữa  Yêu cầu:  Nhiệt độ và thời gian tiệt trùng phải được bảo đảm  Sữa sau khi tiệt trùng không bị thay đổi về tính chất hóa lý  Sau khi tiệt trùng số lượng vi sinh vật phải giảm xuống đến mức qui định  Nguyên tắc tiệt trùng: sử dụng nhiệt độ cao  Thông số kỹ thuật: 139oC 1 , trong 4 giây, làm nguội xuống khoảng 200C.  Ưu nhược điểm của quá trình tiệt trùng gián tiếp:  Ưu điểm: Khả năng tái sử dụng tốt. Chi phí đầu tư thấp  Nhược điểm: Thời gian chịu ảnh hưởng của nhiệt độ cao, dài nên gây các biến đổi hóa lý trong sữa. Thiết bị trao đổi nhiệt bị đóng cặn nhiều. Chu kỳ chạy vệ sinh một thiết bị ngắn. g. Làm nguội: làm nguội đến nhiệt độ rót hộp. ta thường làm nguội bằng phương pháp trao đổi nhiệt gián tiếp, tận dụng nhiệt của sữa sau tiệt trùng để làm nóng dòng sữa trước đồng hóa. h. Trữ vô trùng tại Alsafe:  Mục đích: trữ ở 200C nhằm ngăn chặn và ức chế vi sinh vật, và là nơi nằm chờ cho quá trình rót hộp tiếp theo  Yêu cầu:  Nhiệt độ sữa luôn ở 200C  Bồn chứa hoàn toàn kín, đảm bảo vô trùng i. Rót bao bì:  Mục đích:  Bảo quản sữa  Phân chia sản phẩm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận chuyển và phân phối sản phẩm  Làm giảm tối thiểu lượng oxi hòa tan giảm sự nhiễm khuẩn từ môi trường vào  Tăng giá trị cảm quan  Yêu cầu:  Sản phẩm phải được rót trong điều kiện vô trùng  Bao bì phải được tiệt trùng trước khi rót hộp  Duy trì điều kiện vô trùng trong suốt quá trình rót. j. Hoàn thiện sản phẩm:  Mục đích: sản phẩm sau khi rót hộp được in code để hoàn thành tính pháp lý theo pháp luật về thực phẩm, dán ống hút là tăng tính tiện lợi cho người sử dụng sản phẩm, đóng màng co, vô thùng để tạo thành khối giúp quá trình vận chuyển được thuận lợi hơn. Tùy theo loại bao bi mà có thể không cần dán ống hút. IV. MỘT SỐ THẾT BỊ CHÍNH TRONG SẢN SUẤT SỮA TƯƠI TIỆT TRÙNG 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. 2. Thiết bị chuẩn bị sữa tái chế:(khi sử dụng sữa tái chế làm nguyên liệu) 3. Thiết bị chuẩn hóa: Ứng dụng: Lọc sữa. Tách béo sữa lạnh. Tách béo sữa nóng. Tách vi khuẩn. Lọc Whey. Tách Whey – cream. Sản xuất AMF. Tách béo sữa lạnh (4 – 5oC): là phương pháp thay thế trong trường hợp không thể gia nhiệt cho sữa. Tetra Alfast Plus (điều khiển quá trình chuẩn hóa) 4. Thiết bị đồng hóa Westfalia 5. Thiết bị tiệt trùng Nồi áp suất là thiết bị tiệt trùng theo mẻ được thiết kế chủ yếu để tiệt trùng các sản phẩm sữa trong chai. Khả năng: Sử dụng tiệt trùng cho các sản phẩm sữa trong chai truyền thống. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số nhiệt độ và thời gian gia nhịêt trong quá trình tiệt trùng. Ảnh hưởng của nhiệt độ cao lên hương vị của sản phẩm. Mô tả Thiết bị tiệt trùng áp suất nén khoảng 0.751.05kgcm3, gắn vào thiết bị gia nhiệt, công tắc điều khiển và được lắp ráp bằng cầu chì microtherm có thể điều chỉnh được. Khuôn đúc được làm bằng hợp kim nhôm chịu được ứng suất uốn cao, bên trong phủ 1 lớp nhôm để thuận tiện cho việc vệ sinh thiết bị. Nắp thiết bị nặng, được đảm bảo an toàn bằng bộ phận kẹp có thể xoay được hình bướm, đóng vai trò như những bulông đảm bảo an toàn. Nhập liệu được chỉnh bằng các van an toàn có thể đièu chỉnh được, áp suất guage, vòi xả hơi và ống xiphông xả nước, lớp đệm bên trong. Ngoài ra còn có 10 chai chứa sữa trong nồi hấp lớn và nắp vặn, dung tích 250ml, tape nồi hấp là 55m. Ngoài ra, người ta còn phân loại các thiết bị tiệt trùng gián đoạn theo tác nhân gia nhiệt và cách gia nhiệt như: Dùng hơi nước bão hòa. Ngâm trong nước nóng. Phun nước nóng. Dùng hỗn hợp không khí – hơi bão hòa 6. Hydrostatic Ưu điểm của thiết bị: Hạn chế sự thay đổi đột ngột về áp suất và nhiệt độ cho thực phẩm trong quá trình tiệt trùng. Có thể sử dụng cho nhiều loại bao bì với kích thước và kiều dáng khác nhau. Quá trình tiệt trùng được điều khiển với mức độ tự động hóa cao, các thông số kỹ thuật của quá trình được kiểm tra dễ dàng chính xác. Kết quả sử dụng hiệu quả cả hai tác nhân là nước nóng và hơi để tiêu diệt VSV và ức chế enzyme. Ít chiếm diện tích nhà xưởng. Công suất thiết bị lớn. Nhược điểm: chiều cao lớn gây khó khăn trong quá trình vận chuyển thiết bị. hoạt động liên tục với nhiều sản phẩm trên băng chuyền nên nếu xảy ra sự cố ở một công đoạn sản xuất nào đó trước quá trình tiệt trùng sẽ làm gián đoạn hoạt động của thiết bị. giá thành cao, chỉ thích hợp cho nhà máy công suất lớn. V. KẾT LUẬN Từ nguồn sữa tươi hoàn toàn tự nhiên, không qua một quy trình xử lý nào hay bổ sung bất cứ phụ gia và hợp chất phối trộn nào, đến việc thông qua một quy trình sản xuất với nhiều giai đoạn, thì tất cả các thành phần của sữa về mặt: Vật lý, hóa học, cảm quan,… ít nhiều thì cũng có sự thay đổi. Đây được xem là một nguy cơ rất lớn trong quy tình chế biến, dưới đây là sẽ trình bày một số thay đổi đó : 1. Sữa nguyên liệu: Trong quá trình bảo quản sữa trước khi chế biến,các biến đổi vật lý, hóa học, sinh học, hóa lý và hóa sinh có thể diễn ra. Tuy nhiên, các biến đổi trên phụ thuộc vào thành phần hóa học và hệ vi sinh vật có trong sữa sau khi vắt cũng như phụ thuộc vào các điều kiện bảo quản ( nhiệt độ, sự có mặt của oxy,..) 1.1 Các biến đổi sinh học: Trong quá trình bảo quản, hệ vi sinh vật sẽ phân giải và sử dụng một số chất dinh dưỡng có trong sữa. Theo thời gian các vi sinh vật sẽ lớn hơn về kích thước, nặng hơn về khối lượng và sinh sản tạo ra nhiều tế bào mới. Song song với hiện tượng trên thì hàm lượng các chât dinh dưỡng trong sữa sẽ giảm dần cùng với sự phát triển của nhiều hợp chất mới do vi sinh vật phân giải và chuyển hóa nên