ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
LỚP: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

KHÓA: 2012
MÔN: NGĂN NGỪA Ô NHIỄM CÔNG NGHIỆP

NHỮNG KỸ THUẬT SẴN CÓ TỐT NHẤT TRONG
NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT THỰC PHẦM, ĐỒ
UỐNG VÀ SỮA
ÁP DỤNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA VINAMILK

GVHD : PGS. TS LÊ THANH HẢI
HVTH : Trần Thị Khánh Hoà
Lưu Thị Bích Ngân
Nguyễn Quốc Trung Tp.HCM, T6/2013

quy trình sau sản xuất (đóng gói…) và các quy trình dịch vụ (vệ sinh, khử trùng,
làm lạnh…).
- Phần 2: từ mục 2.2 - 2.2.20 mô tả ứng dụng các quy trình sản xuất chung
vào một số ngành sản xuất chính.
Mức tiêu thụ và phát thải phổ biến (Current Consumption and Emission
levels)
Phần này sẽ cung cấp những báo cáo về mức độ phát thải hiện tại và mức độ
tiêu thụ năng lượng tính cho cả quy trình và các quy trình phụ. Thông tin này bao
gồm mức sử dụng năng lượng, nước và nguyên vật liệu bên cạnh đó cung cấp
thêm các Hướng dẫn như độ ồn hoặc ô nhiễm mùi
Cần xem xét làm rõ những công nghệ theo BAT (Techniques to
consider in the determination of BAT)
Cung cấp một danh sách các mức giảm phát thải hoặc các công nghệ làm lợi
cho môi trường nhằm mục đích hầu hết có liên quan đến BAT cần định rõ. BAT
chấp nhận công nghệ xứ lý cuối trong các giải pháp phòng ngừa ô nhiễm và kiểm
soát ô nhiễm. những chức năng thực hiện có hiệu quả sẽ giúp ích cho việc giám sát
các hoạt động liên tục, bảo trì hệ thống, các giải pháp kiểm soát và dự liệu sẵn
những sự cố có thể xảy ra.
Công nghệ sẵn có tốt nhất (Best Available Techniques)
Trong phần này, nhằm giải thích và giới thiệu chung, bên cạnh đó có liên quan
đến những thông tin cụ thể về BAT được giới thiệu ở các phần trước. Ở đó có tiêu
chuẩn bao quát toàn bộ chi phí công nghệ kể cả những phiền toái về môi trường,
bao gồm các hàm ý, hướng tới việc xác định các ngành công nghiệp có liên quan.
Trong phần này không bao gồm giới hạn phát thải nhưng sẽ đề nghị mức phát
thải/tiêu thụ năng lượng, tất cả liên quan đến việc sử dụng BAT đồng thời là cơ sở
nền tảng trong việc đưa ra những kết luận.
Công nghệ Nổi bật (Emerging Techniques)
Đưa ra một vài giả thuyết về ngăn ngừa ô nhiễm và kiểm soát công nghệ hai
quá trình đó được đặt dưới yêu cầu phát triển thể thông qua chi phí và cơ hội
môi trường. những thông tin nầy bao gồm tiềm năng hiệu quả công nghệ. Ví dụ


- Tách các vi sinh vật, đặc biệt là các bào tử vi khuẩn chịu nhiệt ra khỏi
sữa. Khi đó quá trình li tâm đóng vai trò thanh trùng sữa.
- Tách các chất rắn ra khỏi sữa, như tách các tinh thể lactose thu được sau
quá trình kết tinh trong công nghệ sản xuất lactose tinh thể.
Sữa tươi đưa vào li tâm sẽ thu được hai dòng sản phẩm là: kem (cream) giàu
chất béo có khối lượng riêng nhỏ và sữa gầy (skimmilk) chứa ít chất béo có khối
lượng riêng lớn.
2.1.1.2. Quá trình đồng hóa (homogenisation)
Trong công nghệ chế biến sữa, quá trình đồng hóa được sử dụng với mục đích
ổn định hệ nhũ tương (emulsion), chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng
lực nên còn gọi là quá trình nhũ hóa (emulsification).
Mục đích của quá trình đồng hóa:
- Chuẩn bị: Do chất béo dẫn nhiệt kém, qua quá trình đồng hoá các hạt cầu
béo phân tán đều giúp quá trình thanh trùng tốt hơn.
- Hoàn thiện: Bẻ gãy các hạt cầu béo, tránh hiện tượng hợp giọt tạo váng sữa.
- Bảo quản: Tránh hiện tượng tách pha, phân lớp trong quá trình bảo
quản sữa. Các phương pháp đồng hóa:
Đồng hóa bằng phương pháp khuấy trộn: Phương pháp này sử dụng các cánh
khuấy để đồng hóa hệ nhũ tương, đây là phương pháp đơn giản nhất. Tuy nhiên
hiệu quả của phương pháp này không cao. Trong công nghệ chế biến sữa, phương
pháp này chỉ được áp dụng nhằm mục đích chuẩn bị sơ bộ hệ nhũ tương trước khi
chuyển qua giai đoạn đồng hóa bằng phương pháp sử dụng áp lực cao.
Đồng hóa bằng phương pháp sử dụng áp lực cao: Các hạt của pha phân tán sẽ bị
phá
vỡ và giảm kích thước khi ta bơm hệ nhũ tương đi qua một khe hẹp với tốc độ
cao.
Đồng hóa bằng các phương pháp khác: Để giảm kích thước hạt phân tán trong
hệ nhũ tương ta có thể sử dụng phương pháp nghiền keo (colloid milling), dùng
dòng xoáy tâm (hydroshear treatment), sóng siêu âm (ultrasonic treatment) và

số tế bào hoặc bào tử của nhóm vi sinh vật ưa nhiệt và các enzyme bền nhiệt.
Chúng chỉ bị ức chế một phần sau quá trình thanh trùng. Thông thường thực
phẩm sau khi thanh trùng vẫn giữ được giá trị chất lượng dinh dưỡng và cảm
quan tương tự như trước khi thanh trùng, nhưng thời gian bảo quản thực phẩm
thường không dài.
Mục đích của quá trình tiệt trùng (sterilisation) là tiêu diệt toàn bộ hệ vi
sinh vật và vô hoạt không thuận nghịch những enzyme có trong thực phẩm. Để
đạt được mục đích này, quá trình tiệt trùng được thực hiện ở nhiệt độ cao
(thường lớn hơn 100
o
C), đôi khi kết hợp với áp suất cao và thời gian xử lí
nhiệt kéo dài. Những thực phẩm vô trùng công nghiệp này
(commercialli sterile food) có thể giữ được các chỉ tiêu chất lượng trong khoảng
thời gian không thấp hơn 6 tháng ở những điều kiện bảo quản xác định.
Hình 2.4 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Hình 2.5 Thiết bị tiệt trùng dạng
ống

2.1.2. Các quá trình hóa lí
2.1.2.1. Quá trình bài khí (deaeration)
Quá trình này được thực hiện nhằm mục đích chủ yếu tách các khí phân tán và
hòa tan ra khỏi sữa nguyên liệu.
Sữa tươi vừa vắt chứa một hàm lượng CO
2
khá cao (3,5 4,9%) cùng một
ít N
2
(1%) và O

2.1.2.4. Quá trình đông tụ casein
Đông tụ casein trong sữa là quá trình chuyển từ trạng thái keo sang khối
đông với cấu trúc gel. Đây là một trong những quá trình quan trọng nhất trong
qui trình công nghệ sản xuất phô mai.
Để tiến hành đông tụ casein trong sữa, người ta thường dùng một trong hai
phương pháp
sau
- Chỉnh giá trị pH sữa về điểm đẳng điện của casein: Phương pháp này được
sử dụng trong công nghệ sản xuất một số loại phô mai tươi …
- Sử dụng enzyme đông tụ sữa: Chúng được thu nhận và tinh sạch từ nhiều
nguồn gốc, được thương mại hóa với những tên gọi khác nhau.
2.1.3. Các quá trình sinh học
2.1.3.1. Quá trình nhân giống vi sinh vật
Nhân giống vi sinh vật là quá trình làm gia tăng số lượng tế bào (tăng sinh
khối). Mục đích của quá trình nhân giống là tích lũy đủ số lượng tế bào cần
thiết để cấy giống vào môi trường lên men. Như vậy nhân giống là một quá trình
chuẩn bị cho lên men để thu nhận sản phẩm.
2.1.3.2. Quá trình lên men (fermentation)
Trong công nghiệp sản xuất các sản phẩm lên men từ sữa, các quá trình lên
men lactic, ethanol và propionic chiếm vai trò quan trọng nhất.
3. Quy trình sản xuất các sản phẩm từ sữa
Sữa có khoảng 87% là nước, các thành phần chính là protein, chất béo,
đường, canxi, phospho, sắt và các loại vitamin. Sữa bò được sử dụng chủ yếu,
ngoài ra sữa dê và sữa cừu cũng được sử dụng với số lượng đáng kể. Một số sản
phẩm như kem, pho mát và bơ được sản xuất từ sữa.
3.1. Sữa và kem
Sữa tươi nguyên chất nhận từ trang trại bò sữa, được làm lạnh và vận chuyển
về kho để lưu trữ với số lượng lớn. Sữa có thể được tách ly tâm để tạo thành sữa
không kem hoặc bán không kem và suối kem. Sau đó sữa được xử lý nhiệt bởi
một loạt các phương pháp tiệt trùng hoặc khử trùng, hay còn được gọi là UHT.

trực tiếp ngay sau khi xử lý nhiệt, thì sau đó sữa sẽ được làm nguội bằng thiết bị
chân không để tách/trích hơi nước bị lẫn trong sữa trong giai đoạn tiệt trùng. Quá
trình này được gọi là làm lạnh tức thời. Kết thúc quá trình
nhiệt độ của sữa được trở lại nhiệt độ ban đầu trước khi hòa với hơi nước. Quá trình
làm lạnh bằng cách trao đổi gián tiếp với nước làm mát hay đối lưu với sản phẩm đầu
vào. Hình 3.2:
Sơ đồ sản xuất sữa tiệt trùng UHT:
Xử lý nhiệt cho sữa tiệt trùng bao gồm 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên là xử lý nhiệt
liên tục hay còn gọi là tiền tiệt trùng, quá trình diễn ra tương tự như xử lý UHT. Giai
đoạn hai là giai đọan xử lý cuối cùng các hộp sữa đã được đóng kín ở giai đoạn tiền tiệt
trùng. Giai đoạn xử lý nhiệt thứ 2 thường được thực hiện trong bồn hấp hơi theo từng đợt
hay trong bồn hấp hơi liên tục ở 110 - 125
o
C trong vòng 20 – 40 phút, kết thúc giai đoạn
này là phun nước làm mát. Sữa tiệt trùng hay các sản phẩm khác từ sữa được đóng gói
trong các hộp kín như chai nhựa hoặc chai thủy tinh.
Hình 3.3: Sơ đồ sản xuất sữa tiệt trùng 3.2. Sữa đặc và sữa bột
Giai đoạn đầu tiên trong sản xuất sữa đặc & sữa bột là quá trình cô đặc. Sữa
đã đồng hóa được cô đặc bằng thiết bị bay hơi. Thiết bị bay hơi kiểu màng được
sử dụng sau khi làm khô bằng cách sử dụng máy sấy dạng phun. Ngoài ra, RO có
thể dược dùng để loại bỏ cơ học một phần nước từ sữa mà không sử dụng nhiệt.
Điện năng được sử dụng để bơm chất lỏng thông qua màng bán thấm để tăng
hiệu quả cô đặc sữa. Sữa bột thường được kết khối để nâng cao sự hoàn nguyên.
Sữa nguyên kem khô có thể được oxy hóa mùi hôi và được đóng gói trong môi


Có rất nhiều phương pháp sản xuất Phô mai & giữa các phương pháp có
những điểm khác biệt riêng. Nhìn chung, dựa theo từng bước của quá trình ứng
dụng, việc sản xuất thể đông thông qua tác động của các men dịch vị hoặc acid
lactic, khối sữa đông thu được từ việc phân tách từ nước sữa và từ các khối sữa
đông này sẽ sản xuất ra các đặc tính mong muốn của phô mai. Phương pháp sản
xuất phô mai truyền thống là quá trình thủ công, sản xuất phô mai hiện đị mang
tính cơ giới hóa cao. Đầu tiên, cấy vi sinh vào sữa để tạo ra acid lactic và men
dịch vị được dùng để làm đông các protein sữa. Khối sữa đông & nước sữa được
tách ra và khối đông được cắt thành các miếng vuông. Sự tào thành của phô
mai bao gồm sự ép và căng nở các khối sữa đông và có thể đươc tiến hành
trong hệ thống tháp. Các khối sữa động được cán, muối được bổ sung và khối
sữa đông bị ép lại. Các phô mai ép được bọc lại để hạn chế việc giảm độ ẩm, sự
phát triển nấm mốc trong quá trình lưu trữ. Phô mai được hóa cứng để tăng
hương vị & kết cấu trong các kho đã được kiểm soát điều kiện nhiệt độ, độ ẩm,
với bề mặt phô mai thay đổi thường xuyên.
Hình 3.7 Quy trình sản xuất phô mai.
Tiếp đó là liên quan đến quá trình nghiền . Phô mai sau khi được nghiền
nhỏ và các thành phần khác được đưa vào nồi nung và đun nóng ở nhiệt độ
bình thường nhỏ hơn 75°C để đảm bảo phô mai được tiệt trùng hoàn toàn.
Việc khuấy trộn trong suốt quá trình chế biến là rất quan trọng cho việc nhũ
tương hóa hoàn toàn trong chế biến phô mai. Nhiệt độ và thời gian của quá
trình này phụ thuộc vào loại pho mát được chế biến và tính chất của phô mai
thô ban đầu.
3.4. Sữa chua
Sữa chua là một dạng sản phẩm sữa lên men khác từ pho mát trong đó men
dịch vị không được thêm vào và sự đông đặc là kết quả của quá trình acid hóa

trộn, đun nóng khoảng 70-75 ºC và làm đồng nhất. Hỗn hợp này sau đó được tiệt
trùng bằng cách nung nóng tới 80 - 85 ºC trong khoảng 2 đến 15s trước khi làm
mát và làm chín bằng cách giữ ở nhiệt độ lạnh từ 4 -24 giờ. Màu sắc và hương vị
sẽ được thêm vào tại giai đoạn làm chín. Quá trình làm lạnh liên tục để làm
đóng băng kem nhanh chóng xuống dưới -6 ºC với sự có mặt của khí nén trong
suốt quá trình. Kem sẽ được chứa trong các thùng chứa và làm lạnh lâu hơn ở
nhiệt độ -30 đến -40 ºC.
3.6. Whey: Nước sữa (chất lỏng còn lại sau khi sữa chua đã đông)
Chất lỏng này thường được bốc hơi để tạo thành dung dịch quá bão hòa với
thành phần rắn tổng số chiếm khoảng 60-70% để sản xuất lactose. Hơi được làm
lạnh để tạo thành dung dịch và tinh thể. Các tinh thể sẽ được lấy ra khỏi dung
dịch bằng phương pháp ly tâm. Tùy thuộc yêu cầu, quá trình lọc tinh hoặc tinh
chế có thể được thực hiện bằng cách rửa các tinh thể, hoặc làm tan chúng hoặc
kết tinh chúng lại, tiếp theo là xử lý bằng lọc qua than hoạt tính để loại bỏ các tạp
chất.
4. Tiêu thụ nguyên liệu và phát thải trong ngành chế biến sữa
4.1. Nước
4.1.1. Lượng nước tiêu thụ
Lượng nước tiêu thụ chủ yếu liên quan đến các công đoạn vệ sinh. Các yếu tố
ảnh hưởng đến lượng nước tiêu thụ trong ngành chế biến sữa châu Âu là
[160, European Dairy Association, 2002]:
- Sự sẵn có của nước mặt và nước ngầm để làm mát
- Thời gian và lượng nước sử dụng cho tẩy rửa
- Các đặc điểm của chương trình CIP
- Công tác bảo trì, ví dụ: sửa chữa rò rỉ.
Lượng nước tiêu thụ hợp lý được chấp nhận trong khoảng từ 1 – 5
l/kg sữa [134,AWARENET, 2002], tuy nhiên, một báo cáo cho rằng lượng nước
tiêu thụ từ 0,8 - 1,0 l/kg sữa có thể đạt được bằng cách sử dụng thiết bị tiên
tiến và quy trình tốt [74, Greek Ministry for the Environment, 2001]. Theo một
cuộc điều tra ở Đức, 132 nhà máy sữa sử dụng lượng nước trung bình vào
Sản phẩm
Lượng nước tiêu thụ
(l/l sữa đưa vào sản xuất)
Thụy
Điển
Đan
Mạch
Phần
Lan
Na Uy
Sữa nước và sữa
chua
0.96 –
2.8 (8)
0.60 -
0.97 (3)
1.2 –
2.9 (8)
4.1
(1)
Pho mát và nước
sữa
2.0 –
2.5 (4)
1.2 –
1.7 (5)
2.0 –
3.1 (2)

xuất này sử dụng một lượng nước rất lớn, và tạo ra một lượng lớn nước thải
nhằm đảm bảo mức độ yêu cầu về vệ sinh và tình trạng sạch sẽ. Dữ liệu báo cáo
về xả nước thải cụ thể cho các hoạt động chế biến sữa ở Áo được thể hiện trong
Bảng 3,51. Lượng nước thải trong một nhà máy quản
lý tốt được báo cáo là
khoảng 1 - 2 l / kg sữa chế biến.
Loại sản phẩm
Lượng nước thải

(l/kg sữa sản
xuất
)

Các sản phẩm “trắng”, thí dụ: sữa,
kem và sữa chua

3

Các sản phẩm “vàng”, thí dụ: bơ và
phô mai
4

Các sản phẩm “đặc biệt”, thí dụ:
sữa đặc hoặc những sản phẩm nước sữa
và sữa khô

5

Thông số
Nồng
độ

SS
24 – 5700 mg/l
TSS
135 – 8500 mg/l
COD
500 – 4500 mg/l**
BOD
5

450 – 4790 mg/l
Protein
210 – 560 mg/l
Chất béo
35 – 500 mg/l
Carbohydr
ate
252 – 931 mg/l
Amoni -N
10 – 100 mg/l**
Nito
15 – 180 mg/l
Phospho
20 – 250** mg/l
Natri
60 – 807 mg/l
Clorua

nước
thải

(
l/
kg)

Thông
số(mg/kg sản phẩm
sữa
)

CO
D

Tổng
N
T ổ n g
P

Sữa và sữa chua
0.9 – 25
2.0
– 10
0.05 –
0.14
0.01 –