Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình CN chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa (TS.Lâm Xuân Thanh) Giáo trình CNSX sữa và thức uống
Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪNMỤC LỤCPHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU .3I. Nguyên liệu chính 3II. Phụ gia 3PHẦN 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT 5A.Quy trình sản công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream .5I. Quy trình sản xuất 5II. Thuyết minh quy trình 6B. Quy trình sản xuất sữa bột gầy 7C. Sản xuất sữa bột tan nhanh .7D. Giới thiệu quy trình theo thiết bị .8 PHẦN 3: MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT 9I. THIẾT BỊ LY TÂM DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH CHUẨN HÓA 9 1. Phân loại theo nhiệt độ làm việc 101.1. Thiết bị ly tâm lạnh 101.2. Thiết bị ly tâm ấm 112. Cách phân loại khác 11 2.1.Thiết bị ly tâm loại nửa hở .11 2.2. Thiết bị ly tâm kín .12 3. Giới thiệu một số thiết bị sử dụng hiện nay .13 II. THIẾT BỊ THANH TRÙNG 141. Thiết bị thanh trùng dùng nhiệt 141.1 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng 15 1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống .161.3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học 172. Thiết bị ly tâm tách VSV kết hợp trong thanh trùng .182.1. Phân loại 182.2. Một số thiết bị ly tâm 193. Thiết bị membrane tách vi sinh vật 20III. THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 221. Thiết bị cô đặc bốc hơi .221.1 Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng hình trụ 22Trang 1 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN1.2. Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng bảng mỏng 241.3. Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức 241.4. Hệ thống bốc hơi nhiều cấp .251.5. Một số thiết bị 252. Thiết bị cô đặc membrane 273. So sánh 2 nhóm thiết bị 28IV. THIẾT BỊ ĐỒNG HÓA .291. Một số thiết bị đồng hóa áp lực cao .292. So sánh giữa các nhóm thiết bị .31V. THIẾT BỊ SẤY 31 1. Thiết bị sấy trục 322. Thiết bị sấy phun 343.Sự kết tụ ứng dụng trong công nghệ sản xuất sữa tan nhanh .40VII. THIẾT BỊ BAO GÓI .42VII. THIẾT BỊ CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN .46PHẦN 4: SẢN PHẨM SỮA BỘT 48I. Sữa bột được sản xuất trong nuớc .481. Sữa gầy . 481.1.Sữa dành cho trẻ em .501.2 Sữa dành cho phụ nữ mang thai .511.3 Sữa dành cho người cao tuổi 512. Sữa nguyên kem .52II. Sữa bột được sản xuất ở nước ngoài .521. Sữa nguyên liệu 522. Sữa thành phẩm 532.1 Sữa bột gầy .532.2 Sữa bột nguyên kem .54PHẦN 5: HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM .57 Trang 2 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪNPHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆUI. Nguyên liệu chínhNguyên liệu để sản xuất sữa bột là sữa tươi nguyên cream (whole milk) hoặc sữa gầy (skimmilk). Để sản phẩm có chất lượng tốt và ổn định, sữa nguyên liệu phải đáp ứng các yêu cầu về chỉ tiêu hóa lý, cảm quan và vi sinh.Tùy quy trình chế biến áp dụng tại nhà máy, mỗi cơ sở sản xuất sẽ tự thiết lập các yêu cầu chỉ tiêu thích hợp.Bảng 1.1 Thành phần hóa học của sữa bò (% khối lượng)Protein tổng Casein Chất béo Carbohydrate Khoáng3,4 2,8 3,9 4,8 0,8Bảng 1.2 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bòVitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng (mg/l)Vitamin Hàm lượng (μg/l)ADEK0,2 ÷ 2,0 mg/l0,375 ÷ 0,5 μg/l0,75 ÷ 1,0 mg/l80 μg/lB1B2B3B5B60,441,750,943,460,5B12CBiotineAcid folic4,320302,8II. Phụ giaTrong sản xuất sữa bột người ta có thể sử dụng một số phụ gia sau:1.Chất ổn định- Muối citratenatri, citratekali.- Muối chloride của kali, calci.- Di-, tri-, polyphosphate hay orthophosphate của natri, kali hay calci…2.Chất tạo nhũ- Lecithine (hay phospholipids nguồn gốc tự nhiên).- Mono- và diglycerides của acid béo.3.Chất chống oxy hóa- Acid L-ascorbic, ascorbatenatri, ascorbyl palmitate.- Butylate hydroxyanisole (BHA).Trang 3 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN- Gallat propyl, gallat lauryl…Ngoài ra để tăng giá trị dinh dưỡng và đa dạng hóa các sản phẩm sữa bột, các nhà sản xuất còn bổ sung thêm các chất vi dinh dưỡng như vitamin, khoáng, các acid béo cần thiết, các acid amin và chất xơ (fructose-oligosaccharide- FOS) trong quá trình chế biến.Trang 4 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪNPHẦN 2 [1]QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘTA.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAMI. QUY TRÌNH SẢN XUẤTTrang 5Bao bì Chuẩn hóaThanh trùngCô đặcĐồng hóaSấyXử lýBao góiSữa bột nguyên creamSữa nguyên liệu Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪNHình 2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột nguyên creamII. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Chuẩn hóaQuá trình này có mục đích hiệu chỉnh hàm lượng chất béo có trong nguyên liệu. Tùy vào chỉ tiêu chất béo trong sản phẩm để hiệu chỉnh hàm lượng béo thích hợp cho nguyên liệu và được thực hiện trên dây chuyền tự động. Sữa nguyên liệu được bơm vào máy ly tâm hoạt động theo nguyên tắc liên tục. Có hai dòng sản phẩm thoát ra khỏi thiết bị là dòng sữa gầy và dòng cream. Một phần cream sẽ được phối trộn trở lại với dòng sữa gầy để hàm lượng chất béo trong hỗn hợp đạt giá trị yêu cầu. Thanh trùngQuá trình thanh trùng nhằm làm giảm số VSV trong sữa xuống dưới mức thấp nhất, đồng thời vô hoạt các enzyme, đặc biệt là nhóm enzyme bền nhiệt lipase.Thông thường sữa được thanh trùng ở 80 – 85oC trong vài giây. Để đảm bảo tiêu diệt VSV và hạn chế các biến đổi về chất lượng sữa do nhiệt độ, hiện nay một số nhà máy sử dụng kết hợp phương pháp ly tâm hoặc vi lọc để tách bớt VSV trước khi xử lý nhiệt. Cô đặcMục đích quá trình cô đặc là tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo.Để hạ nhiệt độ cô đặc, người ta thường sử dụng phương pháp cô đặc chân không. Nhiệt độ sữa trong quá trình cô đặc không vượt quá 76oC. Trong sản xuất hiện nay, người ta thường dùng thiết bị cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi.Ngoài ra, theo phương pháp mới, người ta có thể cô đặc sữa bằng membrane. Đồng hóaSau quá trình cô đặc, hàm lượng chất béo trong sữa khá cao. Một số nhà sản xuất thực hiện quá trình đồng hóa để làm giảm kích thước hạt béo và phân bố đều trong sữa. Để quá trình đông hóa hiệu quả, người ta thường sử thiết bị đồng hóa hai cấp. SấyQuá trình sấy tách nước trong sữa dưới tác dụng của nhiệt độ để hàm ẩm trong sản phẩm cuối cùng không quá 5% và thu được sản phẩm dạng bột.Người ta có thể sử dụng các thiết bị sấy như: thiết bị sấy thăng hoa (freeze dryer), thiết bị sấy trục (drum/roller dryer) hoặc thiết bị sấy phun (spray dryer). Xử lýSữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói. Sữa bột nguyên cream có hàm lượng béo khá cao nên khó hòa tan trong nước. Vì vậy trong giai đoạn xử lý sữa, người ta có thể thực hiện quá trình lecithine hóa để khắc phục nhược điểm đó.Trang 6 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Bao góiThông thường, sản phẩm được đựng trong bao bì giấy hoặc bao bì kim loại. Yêu cầu chung của bao bì là phải hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến sản phẩm.B. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦYHình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột gầySơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột gầy tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream. Do hàm lượng chất béo trong sản phẩm thấp nên người ta thường bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa sau khi cô đặc.C. SẢN XUẤT SỮA BỘT TAN NHANH (Instant milk powder)Quy trình sản xuất sữa bột tan nhanh tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên kem hay sữa bột gầy. Điểm khác biệt ở đây là sau quá trình sấy phun các hạt sữa được làm Trang 7Sữa gầyThanh trùngBao góiCô đặcRây SấyBao bì Sữa bột gầy Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪNẩm trở lại để quá trình kết dính giữa chúng tạo ra những khối hạt mới diễn ra dễ dàng hơn. Tiếp theo, các khối hạt ssẽ được sấy tách ẩm và làm nguội. Các hạt sữa bột thông thường có kích thước từ 30 - 80μm. Riêng hạt sữa bột tan nhanh sẽ có kích thước lớn hơn từ 150 - 200 μm.D. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH THEO THIẾT BỊHình 2.3 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa bột theo thiết bịTrang 8 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪNPHẦN 3MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘTI. THIẾT BỊ LY TÂM DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH CHUẨN HÓA1- tỷ trọng kế; 2- lưu lượng kế ; 3- van điều khiển; 4- hộp điều khiển; 5- van ổn định áp suất; 6- van khóa; 7- van kiểm traHình 3.1 Sơ đồ chuẩn hóa sữaDòng sữa nguyên liệu sau khi qua thiết bị ly tâm cho ra hai dòng sản phẩm: một dòng là sữa gầy và dòng kia là cream.Để sản xuất sữa bột người ta phối trộn sữa gầy và cream với một tỉ lệ thích hợp ở bộ phận phối trộn (được điều khiển tự động). Thiết bị ly tâm tách béo Hình 3.2 Nguyên lý hoạt động của thiết bị ly tâm dạng dĩaTrang 9 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪNĐể tách béo ra khỏi sữa, người ta dùng thiết bị ly tâm dạng dĩa (H.3.2). Thiết bị gồm thân máy, bên trong là thùng quay được nối với motor truyền động. Các đĩa quay hình nón cụt, có đường kính dao động từ 20 – 102cm và được xếp chồng lên nhau. Khoảng cách giữa các đĩa ly tâm liên tiếp từ 0,5 – 1,3mm.Thiết bị hoạt động theo phương pháp liên tục. Đầu tiên, sữa nguyên liệu được nạp vào máy ly tâm theo cửa vào (ở đỉnh hoặc đáy thiết bị), tiếp theo sữa sẽ theo hệ thống kênh dẫn vào các khoảng không gian hẹp giữa các dĩa ly tâm. Dưới tác dụng của lực ly tâm, sữa được phân chia thành hai phần: phần cream có khối lượng riêng thấp sẽ chuyển động hướng về phía trục của thùng quay; phần sữa gầy có khối lượng riêng cao sẽ chuyển động về phía thành thùng quay. Cả hai dòng sản phẩm sẽ theo những kênh riêng để thoát ra ngoài.1. Phân loại theo nhiệt độ làm việcNhìn chung có hai phương pháp ly tâm tách béo từ sữa nguyên liệu: thực hiện quá trình ly tâm ở nhiệt độ lạnh hay ở nhiệt độ ấm. Sữa sau khi tiếp nhận sẽ được bảo quản ở 4oC, người ta có thể đưa trực tiếp sữa ở nhiệt độ này vào thiết bị ly tâm trong quá trình chuẩn hóa sữa – phương pháp ly tâm lạnh; theo cách khác, sữa được gia nhiệt đến 50 – 60oC trước khi đưa vào ly tâm – phương pháp ly tâm ấm.1.1. Thiết bị ly tâm lạnhNhiệt độ trong thiết bị: 4- 5oC.Hàm lượng béo trong sữa gầy.Hàm lượng béo tối đa trong cream (ở 4oC) thường là 45%. 1-Bồn chứa sữa nguyên liệu; 2, 16-bơm; 3-bồn cân bằng; 4-bơm nhập liệu (vào thiết bị ly tâm); 5-cảm biến lưu lượng; 6-van tự động; 7, 12-áp kế; 8-ống rửa thiết bị; 9-thiết bị ly tâm lạnh; 10, 14-van điều khiển; 11-dòng sữa gầy; 15-bồn chứa creamHình 3.3 Sơ đồ ly tâm tách béo ở nhiệt độ thấp Ưu điểm: Quá trình ly tâm được thực hiện ở nhiệt độ thấp nên hạn chế ảnh hưởng xấu đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sữa.Trang 10 [...]... phương pháp sấy thăng Trang 31 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN MỤC LỤC PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 3 I. Nguyên liệu chính 3 II. Phụ gia 3 PHẦN 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT 5 A.Quy trình sản công nghệ sản xuất sữa bột nguyên cream 5 I. Quy trình sản xuất 5 II. Thuyết minh quy trình 6 B. Quy trình sản xuất sữa bột gầy 7 C. Sản xuất sữa bột tan nhanh 7 D. Giới... TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT 9 I. THIẾT BỊ LY TÂM DÙNG TRONG Q TRÌNH CHUẨN HĨA 9 1. Phân loại theo nhiệt độ làm việc 10 1. 1. Thiết bị ly tâm lạnh 10 1. 2. Thiết bị ly tâm ấm 11 2. Cách phân loại khác 11 2 .1. Thiết bị ly tâm loại nửa hở 11 2.2. Thiết bị ly tâm kín 12 3. Giới thiệu một số thiết bị sử dụng hiện nay 13 II. THIẾT BỊ THANH TRÙNG 14 1. Thiết bị thanh trùng dùng nhiệt 14 1. 1 Thiết... mang thai 51 1.3 Sữa dành cho người cao tuổi 51 2. Sữa nguyên kem 52 II. Sữa bột được sản xuất ở nước ngoài 52 1. Sữa nguyên liệu 52 2. Sữa thành phẩm 53 2 .1 Sữa bột gầy 53 2.2 Sữa bột nguyên kem 54 PHẦN 5: HƯỚNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM 57 Trang 2 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN 1. 1 .1 Màng chảy xuôi Hình 3.28 Thiết bị cô đặc màng chảy xuôi Nguyên lý Dung dịch sữa cần... MSB 13 0 Mã số: MSB 13 0 Năng suất: 33000 hrlbs/ Hình 3.9 Thiết bị ly tâm MSD 300 Hình 3 .10 Thiết bị ly tâm MSG 85 Trang 13 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN PHẦN 2 [1] QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT A.QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT NGUN CREAM I. QUY TRÌNH SẢN XUẤT Trang 5 Bao bì Chuẩn hóa Thanh trùng Cơ đặc Đồng hóa Sấy Xử lý Bao gói Sữa bột nguyên cream Sữa. .. HÓA 29 1. Một số thiết bị đồng hóa áp lực cao 29 2. So sánh giữa các nhóm thiết bị 31 V. THIẾT BỊ SẤY 31 1. Thiết bị sấy trục 32 2. Thiết bị sấy phun 34 3.Sự kết tụ ứng dụng trong công nghệ sản xuất sữa tan nhanh 40 VII. THIẾT BỊ BAO GÓI 42 VII. THIẾT BỊ CHỨA VÀ VẬN CHUYỂN 46 PHẦN 4: SẢN PHẨM SỮA BỘT 48 I. Sữa bột được sản xuất trong nuớc 48 1. Sữa gầy 48 1. 1.Sữa dành cho trẻ em 50 1. 2 Sữa. .. trong sản phẩm thấp nên người ta thường bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa sau khi cô đặc. C. SẢN XUẤT SỮA BỘT TAN NHANH (Instant milk powder) Quy trình sản xuất sữa bột tan nhanh tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên kem hay sữa bột gầy. Điểm khác biệt ở đây là sau quá trình sấy phun các hạt sữa được làm Trang 7 Sữa gầy Thanh trùng Bao gói Cơ đặc Rây Sấy Bao bì Sữa bột gầy Công nghệ sản xuất. .. mỏng 15 1. 2 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống 16 1. 3 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học 17 2. Thiết bị ly tâm tách VSV kết hợp trong thanh trùng 18 2 .1. Phân loại 18 2.2. Một số thiết bị ly tâm 19 3. Thiết bị membrane tách vi sinh vật 20 III. THIẾT BỊ CƠ ĐẶC 22 1. Thiết bị cơ đặc bốc hơi 22 1. 1 Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng hình trụ 22 Trang 1 Công nghệ sản xuất sữa. .. lượng; 6-van tự động; 7, 1 2- p kế; 8- ng rửa thiết bị; 9-thiết bị ly tâm lạnh; 10 , 14 -van điều khiển; 11 -dịng sữa gầy; 15 -bồn chứa cream Hình 3.3 Sơ đồ ly tâm tách béo ở nhiệt độ thấp Ưu điểm: Quá trình ly tâm được thực hiện ở nhiệt độ thấp nên hạn chế ảnh hưởng xấu đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sữa. Trang 10 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN Hình 3.22 Thiết... gói Thơng thường, sản phẩm được đựng trong bao bì giấy hoặc bao bì kim loại. Yêu cầu chung của bao bì là phải hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, khơng khí và độ ẩm từ mơi trường xung quanh đến sản phẩm. B. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦY Hình 2.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất sữa bột gầy Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất sữa bột gầy tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream.... phospholipids nguồn gốc tự nhiên). - Mono- và diglycerides của acid béo. 3.Chất chống oxy hóa - Acid L-ascorbic, ascorbatenatri, ascorbyl palmitate. - Butylate hydroxyanisole (BHA). Trang 3 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN PHẦN 4 SẢN PHẨM SỮA BỘT I. Sữa bột được sản xuất trong nuớc Hiện nay trên thị trường trong nuớc có rất nhiều các sản phẩm sữa có bổ sung them các dưỡng chất . đến sản phẩm.B. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT GẦYHình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột gầySơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột. sản xuất sữa bột theo thiết bịTrang 8 Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪNPHẦN 3MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA