Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................................. 2
1.1

Nguyên liệu và các quá trình sinh học trong công nghệ sản xuất bơ lên men. ........ 2

1.1.1

Sữa tươi, nguyên liệu để sản xuất bơ lên men. ......................................................... 2

1.1.2

Đặc điểm, thành phần cấu tạo và cấu trúc của sữa tươi. .......................................... 2

1.2

Bơ và các quá trình sinh học xảy ra trong công nghệ sản xuất bơ lên men. ........... 9

1.2.1

Giới thiệu về bơ. ....................................................................................................... 9

1.2.2

Các quá trình lý hóa, sinh hóa, hóa học trong công nghệ sản xuất bơ lên men ..... 10



Tạo hạt bơ và xử lý ................................................................................................. 18

2.2.7

Bao gói .................................................................................................................... 20

PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT ................................................................................ 21
3.1

Các số liệu ban đầu...................................................................................................... 21

3.2

Kế hoạch sản suất của nhà máy ................................................................................. 21

3.3

Tính cân bằng vật chất................................................................................................ 21

3.3.1

Các số liệu ban đầu ................................................................................................. 21

3.3.2

Tổn thất các công đoạn ........................................................................................... 21

3.4



4.2.1

Tính toán thùng chứa .............................................................................................. 28

4.2.2

Tính và chọn thiết bị gia nhiệt ................................................................................ 30

4.2.3

Chọn và tính thiết bị ly tâm .................................................................................... 31

4.2.4

Chọn và tính thiết bị thanh trùng ............................................................................ 32

4.2.5

Tính, chọn thiết bị lên men và xử lý nhiệt lạnh ...................................................... 32

4.2.6

Tính và chọn thiết bị tạo hạt bơ và xử lý sản phẩm liên tục................................... 33

4.2.7

Tính và chọn máy rót bơ thành phẩm ..................................................................... 34

4.2.8

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men ......................................................... 15
Hình 2.2: Thiết bị tạo hạt bơ và xử lý sản phẩm liên tục của hãng Invensys APV .................... 19
Hình 4.1: Mô tả cấu tạo thùng chứa ............................................................................................ 28
Hình 4.2: Thùng chứa sữa nguyên liệu ....................................................................................... 29
Hình 4.3: Thiết bị trao đổi nhiệt FrontLineTM6 .......................................................................... 31
Hình 4.4: Thiết bị ly tâm PMS 405C Cream separators ............................................................. 31
Hình 4.5: Thiết bị thanh trùng FrontLineTM6 ............................................................................. 32
Hình 4.6: thiết bị Tetra Asafe® Aseptic 7000 ............................................................................. 33
Hình 4.7: Thiết bị Butter Making Machine BUE 1000 .............................................................. 34
Hình 4.8: Thiết bị ARM Butter margarine filling and wrapping ................................................ 34

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình của một lít sữa bò. ..................................................... 3
Bảng 1.2: Thành phần các vitamin trong sữa. .............................................................................. 6
Bảng 3.1: Kế hoạch sản xuất của nhà máy năm 2015 ................................................................ 21
Bảng 3.2: Tổn thất chung của từng công đoạn ........................................................................... 22
Bảng 3.3: Bảng tổng kết nguyên liệu và tỷ trọng đi vào mỗi công đoạn sản xuất ..................... 25
Bảng 3.4 Bảng tổng kết các nguyên liệu phụ đi vào công đoạn ................................................. 26
Bảng 3.5: Bảng tổng kết bao bì bao gói cho sản phẩm............................................................... 26
Bảng 4.1: Các thiết bị trong dây chuyền sản xuất bơ lên men ................................................... 27
Bảng 4.2: Bảng liệt kê tính toán kích thước, số lượng thùng chứa sau mỗi công đoạn ............. 30
Bảng 4.3: Tổng kết các thiết bị có trong dây chuyền sản xuất bơ lên men ................................ 35

SVTH: Triệu Quốc Thắng

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II


GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Nguyên liệu và các quá trình sinh học trong công nghệ sản xuất bơ lên men.
1.1.1 Sữa tươi, nguyên liệu để sản xuất bơ lên men.
Bơ lên men cũng như các sản phẩm bơ không lên men, các sản phẩm sữa chua… gọi
chung là các sản phẩm từ sữa đều được chế biến từ nguyên liệu sữa tươi.
1.1.2 Đặc điểm, thành phần cấu tạo và cấu trúc của sữa tươi.
 Tính chất vật lý của sữa tươi.
Sữa là một chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nước, có vị đường
nhẹ và có mùi ít rõ nét. Sữa thường có những đặc điểm và tính chất sau:
- Mật độ quang ở 150C

1.030 – 1.034

- Tỷ nhiệt

0.93

- Điểm đông

-0.550C

- pH

6.5 – 6.6

- Độ axit được tính bằng độ Dornic – oD

16 – 18


Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình của một lít sữa bò.
I. Thành phần tạo hình hoặc cung cấp năng lượng.
- Nước
- Chất béo
- Latoza
- Chất chứa nitơ
- Chất chứa muối

900 – 910 g
35 – 45 g
47 – 52 g
33 – 36 g
9 – 9.1 g

II. Các chất xúc tác sinh học ( không định lượng được hoặc ở trạng thái có vết)
- Các sắc tốt – enzyme - vitamin
III. Các loại khí hòa ta:
- Khí cacbonic, oxy, nitơ.
- (4 – 5% thể tích của sữa ra khỏi vú)
 Chất béo sữa.
+ Đặc điểm của chất béo có trong sữa.
Chất béo sữa có hai loại:
Chất béo đơn giản (glyxerit và sterit) có hàm lượng 35 – 45g/l gồm axit béo no và không
no: axit oleic (C18 không no); axit palmitic (C16 không no); axit stearic (C18 không no).
Chất béo phức tạp trong sữa thường có chứa một ít P, N, S trong phân tử. Tên gọi chung
là phosphoaminolipit, đại diện là lexitin và xephalin.
Đặc tính hóa – lý của chất béo:
Mật độ quang ở 15oC


Chỉ số iot là số gam iot kết hợp được với 100g chất béo. Chỉ số xà phòng hóa là số miligam
KOH cần thiết để xà phòng hóa chất béo. Chỉ số axit bay hơi không hòa tan (còn gọi là chỉ số
Polenske) và hòa tan được (chỉ số Reichert) được biểu diễn bằng số mililit dung dịch NaOH 0,1N
cần thiết để trung hòa các axit béo không hòa tan hoặc hòa tan được trng 15g chất béo ở điều
kiện xác định. [01]

SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 3

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

+ Cấu trúc của chất béo có trong sữa.
Chất béo có trong sữa tồn tại dưới dạng huyền phù của các hạt nhỏ hình cầu (tiểu cầu)
hoặc hình ovan với đường kính từ 2 - 10µm tùy thuộc vào giống bò sản sinh ra sữa.

Hình 1.1: Sơ đồ về cấu trúc của màng tiểu cầu béo (theo King)
Sử dụng kính hiển vi điện tử đã cho phép xác định được cấu trúc của các tiểu cầu, các tiểu
cầu này được vây quanh bởi một màng (membrane) protit, gồm hai phần: phần có thể hòa tan
được và phần không thể hòa tan được trong nước. Các phần này rất khác nhau trong các loại sữa.
Bề mặt bên trong của màng có liên quan mật thiết vói một lớp phụ có bản chất là phospholipid
có thành phần chủ yếu là lexitin và xephalin (là các chất béo phức tạp có hàm lượng 0.3 – 0.5g/lit
sữa).
Màng tiểu cầu béo chứa nhiều chất khác với hàm lượng nhỏ, trong đó chủ yếu là sắt, đồng,
các enzyme nhất là enzyme phosphataza mang tính kiềm tập trung trong phần protit và enzyme

alanine 3.0%, valin 7.2%, leuxin 9.2%, izoleuxin 6.1%, prolin 11.3%, phenylamin 5.0%, cystin
và systein 0.34%, methionine 2.8%, tryptophan 1.7%, arginine 4.1%, histidine 3.1%, lysin 8.2%,
axit aspartic 7.1%, axit glutamic 22.4%, serin 6.3%, treonin 4.9%, tryrosin 6.3%.
Các chất chứa nitơ trong một lít sữa gồm: protit 32 – 35g và các chất chứa nitơ phi protit
0,8 – 1,2g.
Trong protit gồm hi thành phần: proteit và axit amin, trong proteit có: casein toàn phần
26 -29g, β-lactoglubin 2.5 – 4g, α-lactalbumin 0.8 – 1.5g, immunoglobulin 0.5 – 0.8g, proteoze
– pepton 0.8 – 1.5g, một số các chất chỉ có vết (lactenin, lipoprotein…).
Thành phần quan trọng nhất của các chất có chứa nitơ là Cazein hoặc có thể nói Cazein
là thành tố quan trọng nhất của protit có trong sữa.
Cazein dưới kính hiển vi điện tử là hạt hình cầu có đường kính thay đổi từ 40 - 200µm.
Bằng phương pháp ly tâm cao tốc, các hạt này tập hợp lại và lắng xuống dưới dạng keo có màu
trắng, được tách biệt với chất lỏng màu lục nhạt và đục gồm nước sữa. Người ta cũng có thể kết
tủa Cazen dưới dạng các hạt mixen lớn nhờ quá trình axit hóa sữa đến pH = 4.6 ( điểm đẳng điện
của Cazein). [01].
 Đường Lactoza.
Đường latoza trong sữa có hàm lượng trung bình 50g/l và tồn tại dưới dạng α- và βlactoza.
Khi bị thủy phân lactoza cho ra một phân tử glucoza và một phân tử đường galatoza theo
phương trình tổng quát: [01]
 Vitamin có trong sữa.
Thành phần vitamin có trong sữa được liệt kê ở bảng 1.2. Điều dễ dàng nhận thấy là mặt
dù trong sữa có nhiều vitamin gồm cả loại hoàn tan trong nước (vitamin nhóm B, C) và các
vitamin hòa tan trong chất béo (A,D,E) nhưng hàm lượng tương đối thấp, đặc biệt là vitamin D
SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 5

Lớp 11SH




1.4

C

20

B1 (riboflavin)

0.4

Biotin

0.04

B2 (riboflavin)

1.7

Axit folic

0.05

B6 (pyridoxine

0.5

B12 (xyanocobal – amin)

0.005

Trang: 6

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

+ Catalaza: Sữa vắt từ bò bệnh viêm vú thì hàm lượng catalaza thường cao. Enzyme này bị
phá hủy ở 75oC sau 60 giây.
+ Phosphataza: Phosphataza xâm nhập vào sữa theo con đường từ tuyến sữa. Trong sữa có
phosphataza kiềm (pH 9 – 10) và phosphataxit (pH 4 – 4.3). Phosphataza kiềm bị phá hủy
hoàn toàn ở chế độ thanh trùng 65oC – 30 phút hoặc 80oC tức thời. Người ta sử dụng tính
chất này để kiểm tra hiệu quả thanh trùng sữa (dùng natriphenolftalein phosphate 1%).
+ Các proteaza: Proteaza tuyến sữa; về hoạt tính, tương tự như tripxin. Điều kiện tối ưu cho
enzyme này là môi trường kiềm nhẹ, nhiệt độ 37 – 42oC. Proteaza tuyến sữa bị phá hủy
hoàn toàn ở 75oC.
Proteaza vi khuẩn: proteaza vi khuẩn được tổng hợp từ các vi khuẩn trong sữa. Các
vi khuẩn này xâm nhập vào sữa từ không khí hoặc do con người chủ động đưa vào khi
sản xuất một số sản phẩm như sữa chua, phomat…
Một số enzyme trong sữa bắt đầu bị vô hoạt khi nhiệt độ từ 55oC và khi nhiệt độ
cao hơn 90oC thì các enzyme bị phá hủy hoàn toàn.
Một số enzyme có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa như glactoza,
lipaza cũng bị tiêu diệt. Tuy nhiên, vì hàm lượng của chúng quá nhỏ nên không ảnh hưởng
tới giá trị sinh học của sữa. [03]
 Vi sinh vật có trong sữa và vai trò của nó.
Hệ vi sinh vật tìm thấy trong sữa bao gồm: Nấm mốc, nấm men và vi khuẩn. [01]
+ Nấm mốc
Loài nấm mốc nhận được trong sữa chủ yếu là Mucor và Rhizopus với số lượng lớn. Một

Corynebacterium, Streptomycin và một số nhóm vi khuẩn: Dilococcus, Staphylococcus,
Diplobacterium…
Thông thường trong sữa vi khuẩn lactic có các đặc tính chủ yếu như sau:
- Hô hấp hiếu khí hay yếm khí tùy tiện.
- Không sản sinh ra enzyme calataza vì vậy chúng không phân hủy nước oxy già.
- Không sản sinh ra các hợp chất nitrat.
- Ít hoặc không tiết ra enzyme proteaza trong sữa nhưng đôi khi trong phomat, các vi khuẩn
lactic đóng vai trò quan trọng trong việc phá hủy thành phần casein
- Lên men các loại đường ở các điều kiện khác nhau.
Một số loài sử dụng glucose chuyển thành axit với 85 – 95%, đó là các loài lên men điển
hình. Một số khác sinh ra axit lactic 50%, 20 – 25% khí CO2 và 20 – 25% rượu và axit axetic,
các loài này thuộc loại lên men không điển hình.
Đối với sữa, các loài vi khuẩn chính tham gia vào các quá trình biến đổi các thành phần
của sữa:
Loài Streptococcus thermophilus: tác nhân của sự hình thành axit và quá trình chín của
phomat.
Nhóm vi khuẩn lactic: là vi khuẩn sữa chung nhất bao gồm Streptococcus lactic và
S.Creamoris đều là tác nhân của sự đông tụ tự nhiên. Clostridium tác nhân của sự phồng lên của
phomat, Streptococcus diaetil lactic là loài sản sinh ra hợp chất axetoin từ axit xitric có trong
sữa. Vì đặc tính này chúng được ứng dụng trong công nghệ chế biến các sản phẩm bơ như một
“chất men”, axetoin tạo nên hương thơm đặc biệt của bơ.
Loài Leuconostoc oenos đều là các loài vi khuẩn lactic lên men không điển hình đôi khi
còn được gọi là Betacoccus. Loài này lên men các loại đường tạo ra một ít axit lactic hoặc axetoi
từ diaxetyl là các hợp chất tạo nên hương thơm tự nhiên của bơ.
Trong số các loài này thường người ta sử dụng L.citrovorum làm bột men trong công
nghiệp sản xuất bơ vì các tính chất đạt được. [01]

SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 8

Chất béo, %
80 – 83
Muối, %
0–2
Protein, %
0.7
Vitamin, đơn vị quốc tế/100g:
- Vitamin A : 2500
- Vitamin D : 55
SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 9

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II

-

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

Công nghệ sản xuất sản phẩm bơ nhất thiết phải qua hai công đoạn chính:
Công đoạn tách mỡ sữa hay còn gọi là tách Cream sữa.
Chế biến Cream sữa thành sản phẩm bơ gồm có nhiều công đoạn trong đó công
đoạn quan trọng nhất là đánh Cream. [03]

1.2.2 Các quá trình lý hóa, sinh hóa, hóa học trong công nghệ sản xuất bơ lên men
1.2.2.1 Công đoạn tách Cream sữa
Quá trình tách Cream sữa có thể thực hiện bằng phương pháp thủ công hoặc cơ giới.

phải lúc nào cũng thực hiện được trong điều kiện chế độ phân tầng của dòng sữa lỏng mà thường
trong điều kiện chảy rối hoặc các chết độ trung gian khác. Trong các điều kiện này, sự chuyển
dời của các cầu béo không thể giải thích bằng cơ chế như đã nêu. [01]
1.2.2.2 Kỹ thuật sản xuất bơ lên men
 Thanh trùng Cream
Là phương pháp được sử dụng rộng rãi trong phần lớn các quốc gia có nền công nghiệp
sữa phát triển như Pháp, Đan Mạch, Hà Lan, Thụy Sĩ, Canada, Mỹ…
Mục đích của thanh trùng Cream:
- Phá hủy cấu trúc của các vi sinh vật gây bệnh.
SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 10

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II
-

-

-

-

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

Loại trừ phần lớn hệ vi sinh vật ban đầu có trong khối Cream, đặc biệt vai trò của
hệ vi sinh vật trong giai đoạn chín cũng có thể gây ra quá trình phân hủy các thành
phần của Cream hoặc hạn chế vai trò của vi khuẩn lactic được nuôi cấy thuần

độ tạo hương trong sản phẩm phụ thuộc vào giai đoạn làm chín này. Nếu bơ chỉ được làm chín
bằng phương pháp đánh Cream thì bơ không mùi thơm. Ngược lại, nếu có quá trình làm giảm
bớt độ axit trong khối Cream trước khi tiến hành đánh Cream thì hiệu quả về giá trị cảm quan
(hương thơm của sản phẩm) tăng lên đáng kể.
Hương thơm của sản phẩm bơ có liên quan rất chặt chẽ đến quá trình lên mem lactic nhờ
một số loài vi khuẩn lactic mà ngày nay người ta gọi là vi khuẩn tạo hương. Ngoài khả năng tạo
SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 11

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

ra một lượng axit lactic trong các khối Cream ở trạng thái tươi, cá vi khuẩn này còn tạo ra các
chất như axetylmetycarbinol hoặc axetoin (CH3 – CHOH – CO – CH3) từ các nguồn Cream có
độ axit cao. Axetoin la chất không mùi nhưng khi bị oxy hóa tạo ra diaxetyl (CH3 – CO – CO –
CH3) là chất thơm chủ yếu trong bơ, lượng diaxetyl trong bơ từ 0.5 – 1.5 mg/kg cho hương thơm
đặc trưng của sản phẩm. Chính các vi khuẩn lactic lên men không điển hình có khả năng tạo ra
lượng quan trọng các chất axetylmetylcarbinol và diaxetyl.
Sự có mặt của axit xitric có trong khối Cream đóng vai trò quan trọng trong việc sinh
thành hương thơm cho sản phẩm theo sơ đồ chuyển hóa trong hình:

Hình 1.4: Cơ chế sinh hóa sự tạo thành chất thơm trong sản phẩm bơ từ đường lactoza và
axit xitric
Từ sự tạo thành hương thơm của bơ và vai trò quan trọng của chúng nên muốn có hương
thơm cho bơ cần có hai tác nhân chính:

nước sữa. [01]
 Điều kiện tiến hành đánh Cream:
- Đảo trộn: thao tác này rất quan trọng, tốc độ đảo trộn khoảng 20 - 30 vòng/phút tùy thuộc
vào dung tích của thiết bi, hệ số đổ đầy trong thiết bị cho phép không được quá 50%.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao càng nâng hiệu quả của quá trình đánh Cream nhưng tổn thát
chất béo lớn, do đó nhiệt độ thích hợp vào mùa đông từ 12 – 13oC, còn mùa hè từ 8 –
10oC.
- Axit hóa: các thực nghiệm chứng minh rằng loại Cream có hàm lượng axit cao thì quá
trình đánh Cream kết thúc nhanh hơn so với loại Cream có độ axit thấp. Điều này được
giải thích bởi ảnh hưởng của độ axit đến thành phần của cầu béo. [01]
 Làm giàu chất béo trong khối Cream:
Nếu Cream chứa quá nhiều chất béo thì quá trình đánh Cream sẽ rất khó khăn bởi đội nhớt
cao dẫn tới quá trình đảo trộn cũng không thuận lợi. Ngược lại, loại Cream có hàm lượng chất
béo thấp sẽ choán thể tích của thiết bị và tổn thất chất béo theo nước sữa có thể sẽ rất cao. Do đó
để nâng cao hiệu quả của quá trình người ta tiến hành đánh Cream khi khối lượng Cream chứa
35 – 40% chất béo. Thời gian đánh Cream khảng 40 – 50 phút (nếu quá trình tiến hành thuận
lợi). Hạt nước sữa sẽ tách ra sau quá trình đánh Cream (huyết thanh) có thể lẫn chất béo với hàm
lượng khoảng 3 – 4 g/lit sữa. [01]
 Rửa các hạt bơ:
Thao tấc rửa các hạt bơ được tiến hành sau khi kết thúc quá trình đánh Cream. Công đoạn
này là điều kiện quan trọng để sản xuất bơ có chất lượng cao. Về mặt lý thuyết, quá trình rủa
được thực hiện nhằm thay thế các hạt nước sữa ở thể nhủ tương trong chất béo của bơ bằng các
hạt nước tinh khiết. Nhờ sự đổi thay này mà trong khối bơ mới, các chất chứa nitơ, đường lactoza
vốn là các chất cần thiết cho sự sống của vi sinh vật sẽ khôn thể tồn tại ở thể lỏng do đó ức chế
sự phát triển của chúng trong khối bơ.
SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 13

Lớp 11SH

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

PHẦN 2: CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ.

Hình 2.1: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bơ lên men
SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 15

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ
2.2.1 Ly tâm tách béo
- Mục đích: Tách chất béo sữa (Cream) là nguyên liệu sản xuất bơ lên men ra khỏi các
thành phần hòa tan khác trong hệ nhủ tương sữa tươi.
- Tiến hành: Quá trình tách béo được thực hiện liên tục trên thiết bị ly tâm, dưới tác dụng
của lực ly tâm chất béo sữa và thành phần sữa sau tách Cream được tách ra ở các vị trí khác nhau
trên máy ly tâm, sữa sau khi tách Cream gọi là sữa gầy, được đưa vào thùng chứa và thực hiện
các công đoạn khác để chế biến thành sữa bột gầy.
2.2.2 Kiểm tra chất lượng
- Mục đích: Đảm bảo nguyên liệu Cream để sản xuất bơ có hàm lượng chất béo đạt yêu
cầu cho mục đích sản xuất, ngoài ra chỉ số iod và hàm lượng axit tự do có trong chất béo sữa
củng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm, do vậy cần phải tiến hành kiểm tra và có các biện
pháp điều chỉnh để đạt được các thông số kỹ thuật như yêu cầu.



Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

bào từ 107 – 109 tế bào/ml môi trường. Quá trình nhân giống được thực hiện ở 20oC thời gian
nhân giống mỗi cấp từ 7 – 10 giờ. Canh trường thu được có độ chua 18 – 20oSH. [02]
- Cấy giống: Sau thời gian nhân giống đạt yêu cầu về mật độ tế bào và độ chua của canh
trường nhân giống, ta tiến hành cấy giống vào Cream. Lượng giống cấy vào Cream phụ thuộc
vào chỉ số iod của nguyên liệu và nhiệt độ lên men. Tỷ lệ giống cấy thường khoảng 1 – 7% (v/v).
[02]
2.2.5 Lên men và xử lý nhiệt – lạnh
- Mục đích của quá trình lên men: Hình thành giá trị cho bơ thông qua việc lên men vi
khuẩn lactic. Vi khuẩn lactic sẽ sinh tổng hợp axit lactic và các sản phẩm trao đổi chất tạo độ
chua và hương vị đặc trưng cho Cream. Tốc độ axit hóa Cream và chế độ xử lý nhiệt sẽ ảnh
hưởng đến cấy trúc bơ thành phẩm. Sau quá trình lên men, độ chua phần không béo trong Cream
cần đạt quanh giá trị 36oSH, hàm lượng diacetyl trong Cream khoảng 1.0 – 1.5ppm.
- Mục đích của quá trình xử lý nhiệt – lạnh: Làm kết tinh một lượng chất béo có trong
Cream. Do Cream chứa hỗn hợp các chất béo có điểm nóng chảy khác nhau nên nhiệt độ kết tinh
của chúng cũng khác nhau. Tốc độ kết tinh và độ tinh khiết của các tinh thể sẽ phụ thuộc vào chế
độ sử lý nhiệt. Thôn thường người ta dựa vào chỉ số iod của Cream để cọn chế độ xử lý nhiệt –
lạnh tối ưu. Khi đó bơ thành phẩm sẽ không có cấu trúc quá cứng hoặc quá mềm. [02]
Bảng 2.1: Chế độ xử lý nhiệt – lạnh và lượng giống cấy cho quá trình lên men Cream tương
ứng với chỉ số iod khác nhau của nguyên liệu
Chỉ số iod

Chế độ xử lý nhiệt – lạnh (oC)

Lượng giống cấy (%v/v)


6 – 15 – 10
20 – 8 – 11

7
5

- Tiến hành: Quá trình lên men và xử lý nhiệt – lạnh sẽ diễn ra song song. Quá trình lên
men được tiến hành trong thiết bị lên men hình trụ, có cánh khuấy và bộ phận hiệu chỉnh nhiệt
độ. Quá trình điều chỉnh nhiệt độ được điều khiển phụ thuộc vào chỉ số iod của khối Cream.
Trong quá trình thanh trùng Cream ở 90 – 95oC, tất cả các hạt cầu béo đều ở trạng thái
lỏng, khi làm nguội đến 40oC, một số phân tử chất béo bắt đầu kết tinh. Khi làm nguội Cream
với tốc độ chậm quá trình kết tinh sẽ dài nhưng tinh thể béo sẽ xuất hiện với độ tinh khiết cao,
tuy nhiên vị chua và các cấu tử hương lại không đạt tỷ lệ cân đối. Trong thực tế sản xuất người
ta thường rút ngắn thời gian kết tinh chất béo bằng phương pháp làm nguội nhanh. Các bước tiến
SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 17

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

hành như sau: Đầu tiên người ta giảm nhiệt độ Cream để kết tinh một phần chất béo, sau đó nâng
dần nhiệt độ lên để các triglyceride có điểm nóng chảy tháp sẽ hóa lỏng và tách ra khỏi các “tinh
thể hổn hợp”. Cuối cùng, tiến hành hạ nhiệt độ Cream nhưng không quá thấp như lần đầu tiên để
tái kết tinh chất béo. Khi đó các triglyceride còn lại sẽ tiếp tục kết tinh, độ tinh khiết sẽ tăng lên,

1- Vùng tạo hạt bơ; 2- Vùng tách hạt bơ và sữa bơ; 3- Vùng tạo khối bơ; 4- Buồng xử lý chân
không; 5- Bơm sản phẩm
Hình 2.2: Thiết bị tạo hạt bơ và xử lý sản phẩm liên tục của hãng Invensys APV
Thiết bị được cấu tạo với bốn vùng chính:
1- Vùng tạo hạt bơ: là một bộ phận hình trụ ngang có các thanh đập thực hiện chuyển
động xoay. Tốc độ thanh đập dao động 0 đến 1400 vòng/phút và có thể hiệu chỉnh được. Quá
trình tạo hạt bơ diễn ra trong thời gian rất ngắn khoảng vài giây. Ta cần chọn tốc độ quay thích
hợp cho các thanh đập để các hạt bơ đạt được kích thước mong muốn. Độ ẩm của bơ và lượng
chất béo trong sữa bơ cũng phụ thuộc vào tốc độ xoay của các thanh đập.
2- Vùng tách hạt bơ và sữa bơ: vùng này có dạng hình trụ nằm ngang, có thể xoay quanh
trục của nó và được chia thành hai khu vực;
- Khu vực 1: có bố trí các tấm ngăn để thực hiện tiếp quá trình xử lý cơ học hổn hợp hạt bơ
và sữa bơ.
- Khu vực 2: thường được thiết kế như một thiết bị rây để tách sữa bơ. Phần thân hình trụ
tại khu vực này được đục lỗ, kích thước lỗ trên thân trụ rất nhỏ giúp chúng ta có thể giữ
lại các hạt bơ có kích thước nhỏ. Việc tách sữa bơ rất nhanh và hiệu quả. Do thùng hình
trụ ngang thực hiện chuyển động xoay quanh trục nên hiện tượng các hạt bơ nhỏ làm bít
nghẹt lỗ rây của thùng được hạn chế tối thiểu. Phần sữa bơ chảy qua rây theo hệ thống
máng bên dưới được đưa đến cửa thoát để tháo ra ngoài.
3- Vùng tạo khối bơ: gồm hai khu vực I và II tương ứng với hai ống hình trụ đặt nghiêng
như hình 2.1, bên trong mỗi ống trụ có hệ thống trục vis và tấm lưới. Hai khu vực này đặt cách
nhau bởi buồng chân không (4). Mỗi ống trụ có một motor tương ứng để làm quay trục vis. Tại
vùng này, trục vis xoay sẽ nén các hạt bơ lại thành khối và đẩy khối bơ chuyển động theo chiều
dài thân trục.
Trong trường hợp cần bổ sung thêm muối người ta sử dụng hỗn hợp muối và nước (nồng
độ muối 40% đến 60%) cho vào khu vực I của vùng tạo khối bơ (3). Việc hiệu chỉnh độ ẩm cho

SVTH: Triệu Quốc Thắng

Trang: 19



Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
3.1 Các số liệu ban đầu
- Năng suất: 17000 tấn nguyên liệu/năm
- Nguyên liệu: sữa tươi có tổng chất khô 13,5% trong đó 3,5%chất béo.
3.2 Kế hoạch sản suất của nhà máy
- Nhà máy làm việc 2 ca/ngày, 8 giờ/ca.
- Nhà máy nghỉ làm việc vào những ngày lễ, ngày tết, chủ nhật.
- Nhà máy nghĩ hoạt động 14 ngày cuối tháng 11 để bảo dưỡng và làm vệ sinh
Bảng 3.1: Kế hoạch sản xuất của nhà máy năm 2015
1

2

3

4

5

6

7

8

30

31

30

31

365

Số ngày nghỉ

5

12

5

9

6

4

4

5

5


14

27

286

Số ca làm việc

52

32

52

42

50

52

50

52

50

54

28


W1
: là độ ẩm ban đầu của nguyên liệu %
W2
: là độ ẩm sau một công đoạn của nguyên liệu %
X
: hao hụt ẩm %
Hao hụt ẩm trong công đoạn tách sữa bơ:
X% 

SVTH: Triệu Quốc Thắng

W1  W2
60  17
100 
 100  51,807%
100  W2
100  17

Trang: 21

Lớp 11SH


Đồ án Công nghệ II

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lan

Nếu bỏ qua tổn thất do hao hụt ẩm thì tổn thất chủ yếu của các công đoạn trong sản xuất
bơ lên men chủ yếu là hao hụt do vận chuyển, rơi vãi…
Theo giả sử ta có các hao hụt của công đoạn sau so với công đoạn trước trong bản sau:


0,5

0,5

Thanh trùng làm nguội

1

1

Lên men và xử lý nhiệt lạnh

1

1

Đánh Cream
Ly tâm tách sữa bơ

1
1,5

1
53,307

Ướp muối

0,5


SVTH: Triệu Quốc Thắng

G1
Y

: Lượng sữa đem ly tâm có 3,5% chất béo.
: Lượng Cream tách ra có 40% béo.
Trang: 22

Lớp 11SH