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 CÔNG 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 thiệu quy trình theo thiết bị.................................................................................8
PHẦN 3: MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
SỮA BỘT............................................................................................................................9
I. THIẾT BỊ LY TÂM DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH CHUẨN HÓA........................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 bị trao đổi nhiệt dạng bảng 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

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
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
I. Nguyên liệu chính
Nguyên 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 Khoáng
3,4 2,8 3,9 4,8 0,8
Bảng 1.2 Hàm lượng một số vitamin trong sữa bò
Vitamin Hàm lượng Vitamin Hàm lượng
(mg/l)
Vitamin Hàm lượng
(μg/l)
A
D
E
K
0,2 ÷ 2,0 mg/l
0,375 ÷ 0,5 μg/l
0,75 ÷ 1,0 mg/l
80 μg/l

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 MẪN
PHẦN 2 [1]
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT
A.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT NGUYÊN CREAM
I. QUY TRÌNH SẢN XUẤT
Trang 5
Bao bì
Chuẩn hóa
Thanh trùng
Cô đặc
Đồng hóa
Sấy
Xử lý
Bao gói
Sữa bột
nguyên
cream

 Đồng hóa
Sau 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.
 Sấy
Quá 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 lý
Sữa 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 gói
Thông 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 GẦY
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất sữa bột gầy
Sơ 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 7
Sữa gầy

Hình 3.2 Nguyên lý hoạt động của thiết bị ly tâm dạng dĩa
Trang 9
Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
Để 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 việc
Nhìn 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 4
o
C,
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 – 60
o
C
trước khi đưa vào ly tâm – phương pháp ly tâm ấm.
1.1. Thiết bị ly tâm lạnh
Nhiệt độ trong thiết bị: 4- 5
o
C.
Hàm lượng béo trong sữa gầy.
Hàm lượng béo tối đa trong cream (ở 4

 Điều chỉnh hàm lượng béo trong cream dao động trong khoảng rộng.
 Chất béo ở trạng thái lỏng nên quá trình ly tâm đạt hiệu quả cao.
 Nhược điểm:
 Tốn chi phí năng lượng và thiết bị truyền nhiêt.
 Có thể ảnh hưởng đến chất lượng của sữa.
2 Cách phân loại khác
2.1. Thiết bị ly tâm loại nửa hở (semi-open separator)
Trang 11
Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
1-bộ phận phân phối; 2- đĩa ly tâm; 3-kênh dẫn cream; 4- kênh dẫn sữa gầy
Hình 3.5 Thiết bị ly tâm tách béo loại nửa hở
Trong quá trình vận hành, có khoảng không gian trống trong thiết bị.
Sữa được đưa vào thân máy ở cửa vào (thường nằm ở đỉnh), xuyên qua ống trục stator.
Khi sữa vào phần sườn của bộ phận phân phối (1), sẽ được tăng tốc nhờ tốc độ quay của
rotor của thùng quay trước khi tiếp tục đi vào kênh dẫn giữa các dĩa. Lực ly tâm đẩy sữa ra
xa tạo thành một bề mặt hình trụ. Nó liên thông với không khí ở áp suất khí quyển, nghĩa là
áp suất của sữa tại bề mặt là áp suất khí quyển. Áp suất này tăng dần theo chiều tăng
khoảng cách so với trục của thiết bị.
2.2. Thiết bị ly tâm kín (hermetic separator)
1-bơm sản phẩm ra; 2- nắp thiết bị; 3-kênh phân phối; 4-dĩa quay;5-bộ phận nối thân và
nắp; 6-bộ phận phân dòng; 7-bề mặt thùng quay; 8-thân máy; 9-trục dẫn nguyên liệu vào
Hình 3.6 Thiết bị ly tâm tách béo kín
Khi vận hành, toàn bộ thiết bị chứa đầy sữa.
Sữa được đưa vào thiết bị thông qua trục dẫn ở thân máy và đạt cùng vận tốc với thùng
quay. Sau đó xuyên qua kênh dẫn của chồng dĩa và phân phối vào khe hở giữa các dĩa.
Thùng quay luôn chứa đầy sữa trong quá trình vận hành do đó không có không khí ở vùng
tâm.
Trang 12
Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
Áp lực sinh ra nhờ bơm nguyên liệu ở đầu vào đủ để đưa dòng sữa chảy xuyên qua

1. Thiết bị thanh trùng dùng nhiệt
Sữa có thể được gia nhiệt trực tiếp hay gián tiếp để đạt nhiệt độ 80 – 85
o
C và được
giữ nhiệt trong vài giây.
 Thiết bị sử dụng trong phương pháp gia nhiệt gián tiếp có ba loại phổ biến:
 Trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng (plate heat exchangers).
 Trao đổi nhiệt dạng ống (tubular heat exchangers).
 Trao đổi nhiệt dạng ống có sử dụng bộ phận khuấy trộn cơ học (scraped –
heat exchangers)
Trang 14
Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
 Thiết bị gia nhiệt trực tiếp:
 Thiết bị phối trộn dạng ống với đầu phun hơi.
 Thiết bị phối trộn dạng hình trụ đứng.
1.1 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng

Hình 3.13 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng
Bộ phận chính của thiết bị là những tấm bảng hình chữ nhật, rất mỏng và được làm
bằng thép không gỉ. Mỗi tấm bảng có bốn lỗ tại bốn góc và hệ thống các đường rãnh trên
khắp bề mặt để tạo sự chảy rối và tăng diện tích truyền nhiệt.
Khi ghép các tấm bảng lại với nhau trên bộ khung của thiết bị sẽ hình thành hệ thống
đường vào và ra của sữa và tác nhân gia nhiệt. Sữa lần lượt đi qua các vùng gia nhiệt, giữ
nhiệt và làm nguội. Có thể bố trí để sữa đi ra ở vùng làm nguội trao đổi nhiệt với sữa đi
vào ở vùng gia nhiệt.

Hình 3.15 Thiết bị truyền nhiệt dạng
Hình 3.14 Thiết bị truyền nhiệt dạng bảng mỏng Tetra Plex CD
bảng mỏng của hãngPolaris


Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN

Hình 3.22 Thiết bị gia nhiệt dạng ống có khuấy trộn của hãng APV
Nhiệt độ tối đa: 150
o
C
Áp suất tối đa: 30 bar
Bảng 3.1 So sánh ưu, nhược điểm các loại thiết bị trao đổi nhiệt
Thiết bị dạng
bảng mỏng
Thiết bị dạng ống Thiết bị dạng ống có khuấy
trộn
Ưu điểm Hiệu quả truyền
nhiệt cao.
Thanh trùng sữa
có hàm lượng béo
cao hơn so với
thiết bị dạng bảng
mỏng.
Áp dụng cho mẫu có độ
nhớt cao.
Thích hợp thanh trùng hay
tiệt trùng riêng dòng cream
và dòng sữa có hàm lượng
vi sinh vật cao (khi kết hợp
ly tâm hay lọc tách VSV).
Nhược điểm Không hiệu quả
khi thanh trùng
sữa có hàm
lượng béo cao.

2.2. Một số thiết bị ly tâm
 Thiết bị ly tâm tách VSV của hãng Tetra pak Westfalia
Năng suất tối đa: 50000 l/h.
Nhiệt độ ly tâm: 50 – 60
o
C
Hình 3.24 Thiết bị ly tâm HyVOL CSE 500
 Thiết bị ly tâm hãng Tetra pak
Bảng 3.2 Giới thiệu thông số một số thiết bị ly tâm
Trang 19
Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN

Hình 3.25 Thiết bị ly tâm Tetra Centri
3. Thiết bị membrane tách vi sinh vật
Phương pháp phân riêng bằng membrane cho phép chúng ta tách các cấu tử ra khỏi hỗn
hợp ở mức độ phân tử hoặc ion. Đối tượng của quá trình thường là dung dịch chứa các cấu
tử hòa tan có phân tử lượng khác nhau. Động lực của quá trình phân riêng là áp suất.
Kết quả của quá trình phân riêng bằng membrane cho ta hai dòng sản phẩm:
+ Dòng sản phẩm qua membrane được gọi là permeate.
+ Dòng sản phẩm không qua membrane được gọi là retentate.
Trong công nghiệp chế biến sữa, thường sử dụng bốn quá trình: vi lọc(Micro-Filtration
- MF), siêu lọc (Ultra-Filtration – UF), lọc nano (Nano-Filtration – NF) và thẩm thấu
ngược (Reverse Osmosis – RO).
Để tách VSV ra khỏi sữa, người ta sử dụng quá trình vi lọc. Kích thước membrane
được chọn là 0,2μm. Quá trình vi lọc chỉ thực hiện được trên dòng sữa gầy vì chất béo
trong sữa dễ bị hấp thụ lên membrane, dẫn đến hiện tượng tắt nghẽn màng lọc. Dòng sữa
Trang 20
Lưu lượng (l/h)
Thông
thường

gầy sau khi qua thiết bị ly tâm tách béo sẽ được đưa qua thiết bị vi lọc membrane để tách
VSV. Sản phẩm không qua membrane (retentate) sẽ được tiệt trùng riêng với phần cream.
Một số thiết bị lọc membrane tách vi sinh vật

Hình
3.26 Thiết bị lọc membrane
OBRAT
Vật liệu membrane: ceramic
Thiết bị lọc
membrane của hãng
ALPMA
+ Vật liệu membrane: ceramic.
+ Kích thước lỗ lọc: 1,4 μm.
Hình 3.27 Thiết bị lọc membrane của hãng Alpma
 Ưu điểm của phương pháp kết hợp membrane trong thanh trùng:
 Chỉ có phần cream và dòng sữa giàu vi sinh vật được tiệt trùng ở nhiệt độ
cao nên ít làm thay đổi chất lượng sữa.
 Quá trình ít tiêu tốn năng lượng.
 Nhược điểm
Trang 21
Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
 Nhược điểm lớn của phương pháp phân riêng bằng membrane là dễ xảy ra
hiện tượng tắt nghẽn màng lọc. Vì vậy phải chọn vật liệu membrane thích
hợp để quá trình phân riêng đạt hiệu quả cao.
III. THIẾT BỊ CÔ ĐẶC
Quá trình cô đặc sẽ tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí cho quá
trình sấy sữa tiếp theo.
Trong quá trình cô đặc bằng nhiệt người ta sử dụng hơi để gia nhiệt sữa và nâng nhiệt
độ của sữa lên tới điểm sôi. Khi đó nước từ trạng thái lỏng sẽ chuyển qua trạng thái hơi và
thoát ra môi trường xung quanh. Cùng với nước, các chất khí và các cấu tử dễ bay hơi có

1.1.1 Màng chảy xuôi
Hình 3.28 Thiết bị cô đặc màng chảy xuôi
 Nguyên lý
Dung dịch sữa cần cô đặc, sau khi được gia nhiệt sơ bộ, đi vào phía trên của thiết bị cô
đặc từ phía trên và sẽ chảy xuống tạo một lớp màng mỏng bao lấy bề mặt truyền nhiệt. Bề
mặt truyền nhiệt là thân các ống hình trụ đứng được đặt trong thiết bị bốc hơi. Tác nhân gia
nhiệt đi phía ngoài các ống truyền nhiệt gia nhiệt cho dung dịch tuần hoàn phía trong ống.
Sản phẩm đạt nồng độ yêu cầu được lấy ra ở đáy thiết bị một phần. Phần lớn sữa được đi
qua buồng bốc hơi thứ, hơi nước bốc lên dẫn qua thiết bị ngưng tụ baromet. Hệ thống gắn
kèm bơm chân không duy trì áp suất chân không trong thiết bị.
1.1.2 Màng chảy ngược
Nguyên lý hoạt động như thiết bị trên, tuy nhiên
sữa nguyên liệu được nhâp ở đáy. Buồng bốc ở ngoài
buồng đốt. Sau khi trao đổi nhiệt với hơi đốt đi bên
ngoài ống truyền nhiệt, sữa chảy qua buồng bốc. Tại
đây hơi thứ bốc lên đi qua thiết bị ngưng tụ. Sữa sau
cô đặc được lấy ra ở đáy buồng bốc.
Hình 3.29 Thiết bị cô đặc màng chảy ngược
Trang 23
Công nghệ sản xuất sữa bột GVHD: PGS. TS. LÊ VĂN VIỆT MẪN
1.2. Thiết bị cô đặc bốc hơi dạng bảng mỏng
Hình 3.30 Thiết bị cô đặc bốc hơi bảng mỏng
Nguyên lý hoạt động tương tự như các thiết bị trên nhưng bề mặt trao đổi nhiệt là
các tấm bảng mỏng. Ứng với mỗi tấm bảng, một bên là tác nhân gia nhiệt, còn một bên là
sữa nguyên liệu. Phần hơi sau quá trình gia nhiệt sẽ được ngưng tụ và thoát ra ngoài. Hỗn
hợp sữa cô đặc và hơi thứ thoát ra khỏi thiết bị sẽ đi vào bộ phân tách hơi thứ. Tương tự
như các thiết bị trên hơi thứ trước khi ra khỏi hệ thống sẽ đi qua bộ phận ngưng tụ
braromet để đảm bảo áp suất chân không cho hệ thống.
1.3. Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức
 Nguyên lý