ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN SUẤT SỮA CHUA TẤN/ NGÀY GVHD: NGUYỄN THỊ THU SANG SVTH : NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY MSSV : 2005130379 NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM MỤC LỤC NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LỜI MỞ ĐẦU Sữa sản phẩm cung cấp gần đầy đủ chất dinh dưỡng cho người Vì nguồn thực phẩm quan trọng thiếu người Đặc biệt sản phẩm yaourt có lợi cho hệ tiêu hóa Do đó, với phát triển ngành công nghiệp thực phẩm nói chung, công nghiệp chế biến sữa nói riêng phát triển Sữa chua ngày trở thành sản phẩm phổ biến thị trường người ưa thích Không thơm ngon, bổ dưỡng mà sữa chua đem lại số lượng lớn lợi khuẩn cho đường ruột Ngày nay, chất lượng sống ngày nâng cao, người tiêu dùng quan tâm đến sức khỏe sữa chua số nhiều sản phẩm người tiêu dùng hướng đến để cải thiện sức khỏe thân Trong năm gần đây, sữa chua chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ rộng lớn khắp giới, người tiêu dùng yêu thích sản phẩm không giá trị dinh dưỡng mà ưu điểm giá thành rẻ, thông dụng, dễ tiêu dùng đặc biệt hương vị đặc trưng mà vi sinh vật lên men lactic sữa mang lại cho sữa chua Với lợi ích dinh dưỡng giá trị kinh tế to lớn mà sữa chua đem lại, không ngạc nhiên sữa chua trở thành đề tài nghiên cứu đáng quan tâm Để hiểu rõ quy trình sản xuất sữa chua cách tính toán nguyên liệu, thành phẩm Vì em định chọn đề tài “Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất sữa chua tấn/ngày” NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM I GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CỦA SỮA CHUA 1.1 Tổng quan sữa chua: Sữa chua người du mục vùng Mount Elbus (Nga) phát cách hàng ngàn năm Ngày xưa, người ta nuôi dê cừu lấy sữa chúng dự trữ bầu chứa nước, đến thời tiết ấm áp, sữa trữ trở nên vón cục Và điều khởi đầu cho kỷ nguyên thực phẩm sữa chua Sữa chua (còn gọi yogourt, yogout, yoghurt) sản phẩm lên men dạng bán rắn, sử dụng rộng rãi hương vị, tính chất dinh dưỡng nó, khả tiêu hóa cao, dễ hấp thu tốt cho đường ruột Sử dụng sản phẩm sữa lên men có tác dụng kích thích tiết dịch vị, kích thích trao đổi chất, hệ vi khuẩn lactic có tác dụng khống chế phát triển vi sinh vật gây thối ruột Sữa chua sản xuất từ nguồn sữa khác nhau: sữa tươi Sữa tách béo, sữa đặc, sữa bột, … Thị trường sữa chua Việt Nam phát triển mạnh thời gian tới Các sản phẩm sữa chua thị trường Việt có tiềm phát triển Theo số liệu thống kê Euromonitor International, doanh thu từ sữa chua Việt Nam năm 2010 đạt 3.300 tỷ đồng, năm 2012 5.737 tỷ đồng, qua năm 2013 ước đạt khoảng 12.465 tỷ đồng Sự tăng trưởng cho thấy xu hướng người tiêu dùng ngày trọng sản phẩm sữa chua Đây hội tốt cho doanh nghiệp cung cấp sản xuất sữa chua Việt Nam 1.2 Phân loại sữa chua: 1.2.1 Dựa vào chất vật lý sản phẩm: a Yogourt truyền thống (set type): Sản phẩm có cấu trúc gel mịn Trong quy trình sản xuất, sữa nguyên liệu xử lý, cấy giống rót vào bao bì Quá trình lên men diễn bao bì làm xuất khối đông (coagulum) tạo cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM b Yogourt dạng khuấy (stirred type): Khối đông xuất sản phẩm sau trình lên men bị phá hủy phần khuấy trộn học Yogourt dạng khuấy cấu trúc gel mịn đồng sản phẩm truyền thống c Yogourt uống (drinking type) hay yogourt dạng lỏng: Khối đông xuất sản phẩm sau trình lên men bị phá hủy hoàn toàn Sau trình lên men người ta sử dụng phương pháp khuấy trộn hay phương pháp đồng hóa để phá hủy cấu trúc gel khối đông làm giảm độ nhớt cho sản phẩm Hình 1: Một số sản phẩm sữa chua dạng uống d Yogourt đông lạnh (frozen type): Sản phẩm có dạng tương tự kem Quá trình lên men sữa thực thiết bị chuyên dùng, hỗn hợp sau lên men đem xử lý lạnh đông để làm tăng độ cứng cho sản phẩm bao gói NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM e Yogourt cô đặc (strained yogourt): Quá trình sản xuất bao gồm giai đoạn quan trọng lên men, cô đặc, làm lạnh, bao gói Trong trình cô đặc người ta tách bớt huyết khỏi sản phẩm 1.2.2 Dựa vào sở thành phần hóa học hàm lượng béo: Một phân loại khác cho yaourt dựa vào hàm lượng chất béo sản phẩm Lượng chất béo sản phẩm Lượng chất béo yaourt dao động từ 010%, thông thường từ 0,5 – 3,5%.Theo Tổ chức y tế giới WHO tổ chức nông lương FAO, sản phẩm yaourt chia thành ba nhóm: Yaour béo (fat yaourt) Yaourt bán gầy (partially skimmed yaourt) Yaourt gầy (skimmed yaourt) a Yogourt béo (fat yogourt): Hàm lượng béo sản phẩm không thấp 3% b Yogourt “bán gầy” (partially skimmed yogourt): Hàm lượng chất béo khoảng 0.5-3.0% c Yogourt gầy (skimmed yogourt): − − − Hàm lượng chất béo không lớn 0.5% NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Dựa vào hương vị: a Tự nhiên: mùi sản phẩm hình thành tự nhiên 1.2.3 Hình 2: Một số sản phẩm sữa chua hương tự nhiên b Trái cây: trái loại thơm, dâu, sơ ri, táo,… bổ sung vào yogourt thường dạng purée Hình 3: Sữa chua TH true milk hương trái NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Hình 4: Sữa chua Vinamilk hương trái c Hương liệu: số sản phẩm bổ sung hương liệu chất màu trình sản xuất 1.3 Một số lơi ích sữa chua: Trong 100g sữa chua chứa khoảng: − − − − − a 100Kcal (bằng khoảng chén cơm hay trái chuối xanh) Chất đường (15,4g) Chất đạm (3,1g) Chất béo (3g) Canxi số loại vitamin Có nhiều vi khuẩn có ích, tốt cho đường ruột: Mỗi hộp sữa chua có men vi sinh có ích sống đường tiêu hóa Điều giúp hạn chế vi sinh vật gây hại gây nhiễm trùng đường ruột, tích cực ăn nhiều sữa chua để nhận nhiều men vi sinh có ích giúp điều chỉnh tiêu hóa tăng cường hệ thống miễn dịch b Giảm kích thước vòng eo: Ăn sữa chua đặn hàng ngày giảm kích thước vòng eo Được biết người ăn nhiều sữa chua kết hợp chế độ cắt giảm số lượng calo giúp giảm 22% kích cỡ vòng eo so với người ăn kiêng bỏ qua bữa ăn nhẹ với sữa chua c Chứa nhiều vitamin: NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Ăn sữa chua giúp cung cấp nguồn quan trọng kali, riboflavin, phốt pho, iốt, kẽm vitamin B5 Sữa chua chứa B12 giúp trì tế bào máu đỏ giữ cho hệ thống thần kinh hoạt động tốt Những vitamin B12 tìm thấy chủ yếu sản phẩm động vật, chẳng hạn thịt gà cá cung cấp nhiều dưỡng chất Các vitamin D có sữa chua tự nhiên, giúp tăng cường hấp thu canxi cho thể d Khôi phục sức khỏe nhanh hơn: Với tỷ lệ đạm carbohydrates cao, sữa chua giàu protein cao nên coi bữa ăn nhẹ tốt cho thể lúc mệt mỏi ăn sau luyện tập thể dục thể thao Ngoài ra, protein sữa chua giúp tăng lượng nước hấp thụ ruột, cải thiện tình trạng ẩm hóa cho da e Ngăn ngừa bệnh cao huyết áp: Việc tiêu thụ muối ngày cách hay cách khác theo thời gian dẫn đến tăng huyết áp, suy thận bệnh tim Nhưng cần tiêu thụ sữa chua kali sữa chua giúp xóa số natri dư thừa thể f Chữa cảm lạnh: Ăn từ 2-3 hộp sữa chua ngày khiến thể mạnh mẽ chống lại nhiều bệnh tật, nhiễm trùng Những nghiên cứu cho thấy vi khuẩn lành mạnh sữa chua giúp gửi tín hiệu đến tế bào miễn dịch thể nhằm chống lại vi khuẩn gây hại NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 10 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM 3.2 Thông số qua trình: BẢNG TỶ LỆ HAO HỤT (THAM KHẢO) CHO QUY TRÌNH SẢN XUẤT Quá trình Tỷ lệ hao hụt (%) Lọc 0,05 Chuẩn hóa 0,1 Lọc 0,05 Bài khí 0,1 Đồng hóa 0,1 Thanh trùng 0,2 Làm nguội 0,2 Cấy giống 0,1 Làm lạnh 0,1 Chiết, rót 0,2 3.3 Thông số sản phẩm: Ta có khối lượng sản phẩm: msp = = 6000 kg − Lượng sữa chua trước vào công đoạn rót hộp: − Lượng sữa chua trước vào công đoạn làm lạnh: Trong bồn lên men bao gồm: Lượng dịch sữa: x Lượng vi khuẩn hoạt hóa: y Ta có hàm lượng giống thường cho vào 3-5% lượng sữa tùy vào vi khuẩn Chọn 4% Vậy x + y = 6018,4 y = 0,04 x NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 63 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM  x = 5786,58 y = 231,56 − Vậy lượng sữa trình cấy giống: mcấy giồng = 5786,58 kg − Lượng dịch sữa trước cấy giống: − Lượng dịch sữa trước làm nguôi: − Lượng dịch sữa trước trùng: − Lượng dịch sữa trước đồng hóa: NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 64 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM − Lượng dịch sữa trước khí: − Lượng dịch sữa trước lọc lần 2: Ta có sữa chua: Chất khô từ sữa: 15% Chất khô: 24% Vậy chất khô không từ sữa 9% bao gồm đường RE chất phụ gia Ta cho hàm lượng chất phụ gia không đáng kể Do hàm lượng đường sản phẩm mđường = 0,09.mnguyên liệu sữa Ta có khối lượng đường cho vào: mđường + mnguyên liệu = 5836,01  mđường + = 5836,01  mđường = 481,87 kg Với đường có độ tinh khiết 98% − Khối lượng đường thực tế: mđường thực tế = 481,87 = 491,70 (kg) − Khối lượng nguyên liệu: mnguyên liệu = 5836,01 – 491,70 = 5344,31 (kg) NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 65 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Mà nguyên liệu sữa làm sữa chua bao gồm: Sữa tươi nguyên liệu: a có chất khô 13%, chất béo 3,9% Sữa bột gầy: b có chất khô 95%, chất béo 0,05% Sản phẩm: c có chất khô từ sữa 15% Do ta có phương trình: a.13 + 95.b = 15.5344,31 (1) Ta có: Sữa tươi :a Li tâm Gầy: m 0,05% Cream: n 40% Từ ta có hệ: 3,9.a = 0,05.m + 40.n a=m+n  Sữa tươi :a m = 0,9.a (2) n = 0,096.a (3) Li tâm Gầy: m 0,05% Cream: n 40% sữa hiệu chỉnh: 5344,31 kg có 3,2% béo Sữa bột gầy :b 0,05% Gọi X hàm lượng phần cream sau ly tâm bổ sung vào sữa để có chất béo 3,2% NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 66 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Từ (1),(2), ta có: 0,9.a + X + b = 5344,31 0,05.0,9.a +40.X + 0,05.b = 5344,31.3,2 13a + 95.b = 15.5344,31 a = 5345  X = 421,39 b = 112,42 Từ (3) suy ra: n = 0,096.a = 0,096.5345 = 513,12 (kg) − Lượng lecithin bổ sung: mlecithin = 0,005.mchuẩn hóa = 0,005.5345 = 26,73 (kg) − Lượng dịch sữa chuẩn hóa chưa thêm lecithin: mtrước chuẩn hóa = 5345 - 26,73 = 5327,27 (kg) − Lượng dịch sữa trước chuẩn hóa: mlọc1 =5327,27.= 5332,60 (kg) − Lượng sữa nguyên liệu; mnguyên liệu =5332,60.= 5335,27(kg) NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 67 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM BẢNG TÓM TẮT KẾT QUẢ QUA CÁC QUÁ TRÌNH STT QUÁ TRÌNH KHỐI LƯỢNG (kg/ngày) KHỐI LƯỢNG (kg/ca) Nguyên liệu 5335,27 Lọc 5332,60 5332,6 Chuẩn hóa 5327,27 2663,64 Sau chuẩn hóa 5836,01 2918,005 Lọc 5827,26 2913,63 Bài khí 5821,43 2910,715 Đồng hóa 5815,61 2907,805 Thanh trùng 5803,98 2901,99 Làm nguội 5792,37 2896,185 10 Cấy giống 6018,04 3009,02 11 Làm lạnh 6012,02 3006,01 12 Sản phẩm 6000 3000 NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 68 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM BẢNG TÓM TẮT CÁC NGUYÊN LIỆU CHO VÀO STT NGUYÊN LIỆU KHỐI LƯỢNG KHỐI LƯỢNG (kg/ngày) (kg/ca) Sữa tươi 5335,27 Sữa bột gầy 112,42 56,21 Đường 491,70 245,85 Nấm men 231,56 115,78 Lecithin 26,73 13,365 3.4 Tính toán đơn vị sản phẩm: Ta có msản phẩm = 6000 kg Mỗi hũ sữa chua có khối lượng 100g Số hũ sữa chua: nhũ = 60000 hũ Mỗi lốc sữa chua gồm hũ: Số lốc sữa chua: nlốc = 15000 lốc Mỗi thùng carton gồm 48 hũ sữa chua Số thùng cacton: ncacton = 1250 thùng NGUYỄN THỊ HỒNG THÚY 2005130379 Page 69 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM LỰA CHỌN THIẾT BỊ SẢN XUẤT 4.1 Chọn thiết bị IV Trong ngày sản xuất, dây chuyền sản xuất ca Số thiết bị n tính theo công thức sau: N = N1/N2 Trong đó: n số thiết bị N1: suất công đoạn N2: suất thiết bị 4.2 Thiết bị lọc sữa Khối lượng sữa vào thiết bị lọc sữa là: M = 2913,64 (kg/ca) Lượng dịch sữa vào thiết bị: m = = 2834,28 (lít/ca) Lượng sữa đưa vào lọc là: N1 = = 354,29 (lít/h) Chọn thiết bị lọc Tetra park Fiiltration Systems ( Denmark) - Model: Tetra Alcross M-1X114L Năng suất: 2500(lít/h) Công suất:11kW Kích thước: 1500x1000x1600 Số thiết bị: n = = 0,14