Tiểu luận Công nghệ chế biến sữa: Sữa bột

TIỂU LUẬNCÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SỮAĐề tài: Sữa BộtTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘIKHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨMGiảng viên hướng dẫn: K.S. Vũ Quỳnh HươngNhóm sinh viên thực hiện:Phạm Thị Trang – 540072Trần Văn Toàn – 540069Nguyễn Thị Trang – 540070Đào Thị Hoài Thu – 540063Hoàng Văn Tuyền – 540074Lê Thị Oanh - 540050Nguyễn Thị Mây - 540042Ngô Thị Mai - 540041Phạm Thị Liên - 540033Đỗ Thị Mai - 540040Mai Thị Hường - 540030Lê Thị Nguyên - 540046Nội dung1. Giới thiệu chung về sản phẩm sữa bột 2. Quy trình và thuyết minh quy trình sản xuất 3. Tiêu chuẩn và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của sữa bột4. Các thiết bị liên quan đến quá trình sản xuất1. Giới thiệu chung về sản phẩm sữa bột 1. Giới thiệu chungSữa bột là sản phẩm nhận được từ sữa lỏng làm mất nước gần như hoàn toàn. Là sản phẩm từ sữa tươi, có hay không thêm đường, có bơ hay đã tách bơ.Yêu cầu của bột sữa sấy là phải hòa tan được dễ dàng, nghĩa là khi pha nó thành chất lỏng với một khối lượng nước thích hợp thì chất lỏng này gần giống đặc tính của sữa hơn là một dung dịch keo.Các thành phần Sữa bột nguyên chấtSữa bột gầy Cream bột Butter milk bột Whey bột Nước 3.54.34.03.17.1Protein25.235.021.533.412.0Chất béo 26.21.040.02.31.2Lactoza38.151.929.554.771.5Chất khoáng 7.07.85.06.58.2Thành phần của một số loại sản phẩm sữa bột (%)Lợi ích của sản xuất sữa bộtTiết kiệm bao bìVận chuyển dễ dàngThời gian bảo quản lâu hơn sữa tươiĐa dạng sản phẩm sữa Làm nguyên liệu cho ngành CNTP + Trong sản xuất sữa tái chế và các sản phẩm chế biến từ sữa. 	+ Trong công nghệ sản xuất bánh nướng 	+ Trong công nghệ sản xuất kẹo2. Quy trìnhSữa bột nguyên kem 2 .Quy trình sản xuất và thuyết minh quy trình Sữa nguyên liệuChuẩn hóaThanh trùngCô đặcĐồng hóaSấyXử lýBao góiSữa bột nguyên creamBao bìNguyên liệu chínhSữa gầySữa tươi nguyên cream Nguyên liệu phụĐườngNướcPhụ gia : - Chất ổn định: Polyphotphate hoặc orthphosphate của Natri, Kali - Chất tạo nhũ : lecithine - Chất chống oxi hóa Nguyên liệu Chuẩn hóaMục đích: Hiệu chỉnh hàm lượng chất béo có trong nguyên liệu phù hợp với từng lô sản phẩm sữa.Yêu cầu kỹ thuậtSữa bột nguyên kem phải đạt : Chất béo: 26- 42%Nước không quá 4% Mục đích : Tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh cho người và tăng thời gian bảo quản. Cải thiện tính ổn định của protein, tạo cấu trúc cho sản phẩm. Tạo nhiệt độ cần thiết để khi đưa vào nồi cô đặc sữa có thể bốc hơi ngay, tránh sự chênh lệch nhiệt độ cao trong nồi chân không. Thanh trùng Thanh trùng Đặc điểm: Thanh trùng thường được thực hiện ở 80-85 oC trong vài giây.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thanh trùng: Hệ VSV trong thực phẩm: Nếu số lượng VSV càng lớn, để đạt được mức độ vô trùng theo yêu cầu thì chế độ xử lý nhiệt phải nghiêm ngặt với nhiệt độ cao hơn và thời gian dài hơn. Thành phần hoá học trong thực phẩm. Thanh trùng Các tính chất vật lý của thực phẩm. Phương pháp và thiết bị thanh trùng.Yêu cầu kĩ thuật :VSV bị phá hủy hoàn toàn, ức chế hoạt động các bào tử Vô hoạt hoàn toàn các enzyme trong sữa. Thanh trùng Thanh trùngThiết bị Vỉ trao đổi nhiệt PHE(plate heat exchanger) Mục đích: Tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy.Yêu cầu kĩ thuật: Hàm lượng các chất sau cô đặc:Nhiệt đô không vượt quá 76oC.Chất khô: 45-55%.Nước không quá 4% Cô đặcĐộ nhớt của nguyên liệu thấp Cô đặc ở áp suất chân khôngCác yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền nhiệt:Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi gia nhiệt và nhiệt độ sôi của sữaHiện tượng cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt Protein sẽ bị biến tínhCô đặcĐồng hóaMục đích Đồng hóa là quá trình xử lý cơ học, dùng lực tác dụng lên các hạt béo để giảm kích thước và phân bố đều chúng trong sữa.Ổn định hệ nhủ tương, chống lại sự tách pha dưới tác dụng của trọng lực.Yêu cầu kỷ thuật Nhiệt độ: 55 ÷ 80 oC. Áp suất 100 ÷ 250 bar.Kích thước hạt béo giảm, các hạt chất béo phân phối đồng đều trong khối sữa làm cho trạng thái hệ nhũ tương trong sữa bền hơn.Chất nhũ hoá: thích hợp cho từng loại sản phẩm, không độc hại, không màu, không mùi, không vị, ít biến đổi trong quá trình chế biến và bảo quản sữa.Đồng hóaCác phương pháp đồng hóa Đồng hóaThiết bị đồng hóa sữa sử dụng áp lực caoĐồng hóaMục đích : Làm bốc hơi nước ra khỏi sữa dưới tác dụng của nhiệt.Yêu cầu kĩ thuật:Nhiệt của vật liệu trong suốt chu kỳ sấy không vượt quá nồng độ của ẩm bốc hơi (60°C  70°C).Độ khô 90 - 96%Độ ẩm 4 - 10%.Sấy sữa Các phương pháp sấy Đóng gói và hoàn thiện sản phẩm Yêu cầu chung: Bao bì là phải hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và độ ẩm từ môi trường xung quanh đến sữa bột.Đóng gói trong điều kiện chân không hoặc thổi hỗn hợp 90% nitơ, 10% hydro. Đặc điểm:Sữa bột có khả năng hút ẩm rất cao tạo thành các cục vón.Bảo quản lâu còn làm cho sữa bị biến màu, chuyển từ vàng nhạt sang ngả nâu, có mùi khét và giảm độ hoà tan rõ rệt.Sữa bột gầy Quy trình sản xuấtSữa gầyThanh trùngCô đặcSấyRâyBao góiSữa bột gầyBao bìSơ đồ quy trình sản xuất sữa bột gầy tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream. Nhưng hàm lượng chất béo trong sữa gầy rất thấp nên bỏ qua giai đoạn đồng hóa sữa sau giai đoạn cô đặc.Yêu cầu kĩ thuật: Xốp và mịn Nhiệt độ cô đặc thích hợp nhất là 57- 60oCSau khi sấy xong phải giải phóng sữa bột ra khỏi tháp sấy ngay để tránh ảnh hưởng không cần thiết của nhiệt độ.Sữa bột tan nhanh  Quy trình sản xuất sữa bột tan nhanh tương tự như quy trình sản xuất sữa bột nguyên cream hoặc sữa bột gầyYêu cầu kĩ thuật:Các hạt sữa bột to hơn, xốp hơn.Kích thước hạt sữa 150-200 µm. Hệ thống sấy sữa bột tan nhanhTiêu chuẩn và các yếu tố Chỉ tiêu cảm quan của sữa bộtTên chỉ tiêu Đặc trưng của sữa bột 1. Màu sắcTừ màu trắng sữa đến màu kem nhạt 2. Mùi, vịThơm, ngọt đặc trưng của sữa bột, không có mùi, vị lạ3. Trạng tháiDạng bột, đồng nhất, không bị vón cục, không có tạp chất lạChỉ tiêu lý- hóa của sữa bộtTên chỉ tiêu Mức yêu cầuSữa bột nguyên chấtSữa bột đã tách một phần chất béoSữa bột gầy1. Hàm lượng nước, % khối lượng, không lớn hơn5,05,05,02. Hàm lượng chất béo, % khối lượng26 - 421,5 - 26 1,53. Hàm lượng protein, tính theo hàm lượng chất khô không có chất béo, % khối lượng3434344. Độ axit, oT, không lớn hơn20,020,020,05. Chỉ số không hoà tan, không lớn hơn1,0/501,0/501,0/50Hàm lượng kim loại nặng trong sữa bột Tên chỉ tiêu Mức tối đa1. Asen, mg/kg0,5 2. Chì, mg/kg0,53. Cadimi, mg/kg1,04. Thuỷ ngân, mg/kg0,05Chỉ tiêu vi sinh vật của sữa bộtTên chỉ tiêuMức cho phép1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 g sản phẩm5.1042. Nhóm coliform, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 103. E.Coli, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 04. Salmonella, số vi khuẩn trong 25 g sản phẩm 05. Staphylococcus aureus, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm106. Clostridium perfringen, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm 07. Baccilius cereus, số vi khuẩn trong 1 g sản phẩm1028. Nấm men và nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 g sản phẩm10Độc tố vi nấm của sữa bột : hàm lượng Aflatoxin M1, không lớn hơn 0,5 g/kg.4. Các thiết bị liên quanThiết bị ly tâm tách chất béo ra khỏi sữa Thiết bị ly tâmĐĩa ly tâm b) Sơ đồ chuyển động của dòng cream và sữa gầy1.Đĩa ly tâm 1’. Cream 2.Cửa ra cho cream 2’. Sữa gầy3.Lỗ 3’. Đĩa ly tâm 4.Cửa vào cho nguyên liệu 12341’2’3’Sữa với hàm lượng vsc caoNguyên liệuSữa với hàm lượng VSV caoSữa với hàm lượng Vi sinh vật thấpThiết bị ly tâm tách vi sinh vật với hai dòng thoát sản phẩm Thiết bị ly tâmThiết bị thanh trùngThiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng Thiết bị MembraneỐng trụ độc lỗ trên thân làm giá đỡNguyên liệu vàoretentatethấm quaThiết bị membrane mô hình ống Thiết bị đồng hóaHình dáng bên ngoài của thiết bị đồng hóa sữa áp lực cao Thiết bị đồng hóa1. Motor chính	 2. Bộ truyền đai	3. Đồng hồ đo áp suất4. Trục quay5. Piston6. Hộp piston 7. Bơm 8. Van9. Bộ phận đồng hóa 10. Hệ thống tạo áp suất thủy lực 	Các bộ phận chính trong thiết bị đồng hóa sữa sử dụng áp lực cao Bộ phận sinh lực thuộc hệ thống tạo đối ápVòng đậpBộ phận tạo khe hẹpHệ thống thủy lực tạo đối ápKhe hẹpThiết bị đồng hóaThiết bị cô đặc bằng nhiệtTác nhân gia nhiệt (hơi)Hơi thứnướcSản phẩm cô đặcsản phẩm vào1231. Buồng gia nhiệt sơ bộ sữa nhờ hơi ngưng tụ2. Buồng gia nhiệt sữa đến nhiệt độ sôi3. Buồng tách hơi thứ và sữa cô đặcHệ thống bốc hơi một cấp dạng màng rơi Sữa được gia nhiệt rồi đi vào thiết bị 2 từ phía trên và sẽ chảy xuống tạo một lố màng mỏng bao bọc lấy bề mặt truyền nhiệt. Bề mặt truyền nhiệt là thân các ống hình trụ đứng được đặt trong thiết bị bốc hơi hoặc là những tấm bản mỏng được đặt sát lại với nhau. Để tiết kiệm năng lượng, hơi gia nhiệt từ buồng 2 sẽ đi vào buồng 1 ngưng tụ để gia nhiệt sơ bộ cho sữa. Sữa được đun sôi trong buồng 2 và sẽ được đi vào buồng 3 tách hơi thứ. Sữa cô đặc sẽ ra ngoài theo cửa đáy thiết bị 3 Thiết bị cô đặc bằng nhiệtCơ cấu phun Chức năng đưa nguyên liệu vào trong buồng sấy dưới dạng hạt mịn Quá trình tạo sương mù sẽ quyết định kích thước các giọt lỏng và sự phân bố của chúng trong buồng sấy Tác nhân sấy Không khí nóng là tác nhân sấy thông dụng nhấtThiết bị sấy phunHệ thống thu hồi sản phẩm Bột sản phẩm sau khi sấy phun được thu hồi tại cửa đáy buồng sấyĐể tách sản phẩm ra khỏi khí thoát hiện nay người ta sử dụng phương pháp lắng xoáy ly tâm, sử dụng cyclon Khí thoát có chứa các hạt sản phẩm sẽ đi vào cyclon từ phần đỉnh theo phương pháp tiếp tuyến với thiết bị Bột sản phẩm sẽ di chuyển theo quỹ đạo hình xoắn ốc và rơi xuống đáy cyclon Không khí sạch thoát ra ngoài theo cửa trên đỉnh cyclon Quạt Sử dụng quạt ly tâm nhằm vào các mục đích tăng lưu lượng những dòng tác nhân sấy; vận chuyển bằng khí động bột sản phẩm sau khi sấy vào thiết bị bảo quảnThiết bị sấy phun1- Bộ phận gia nhiệt không khí cho buồng sấy phun 2- Buồng sấy phun 3- Buồng sấy tầng sôi 4- Bộ phận gia nhiệt không khí cho buồng sấy tầng sôi 5- Quạt cung cấp không khí làm nguội 6- Quạt cung cấp không khí có độ ẩm thấp để làm nguội 7- Rây bột sản phẩm.Thiết bị sấy phunSữa nguyên liệuTác nhân sấySữa bộtHệ thống sấy phun hai giai đoạn 1- Bơm nguyên liệu 2- Các cơ cấu phun 3- Buồng sấy phun 4- Bộ phận lọc khí 5- Bộ phận gia nhiệt/làm nguội không khí 6- Bộ phận phân phối tác nhân sấy 7- Băng tải 8,9- Buồng sấy kết thúc 10- Buồng làm nguội sản phẩm 11- Bộ phận tháo sản phẩm 12- Cyclon thu hồi sản phấm 13- Quạt 14- Hệ thống thu hồi bột sản phẩm từ cyclon 15- Bộ phận xử lý sản phẩm 16- Bộ phận thu hồi sản phẩm Thiết bị sấy phunHệ thống sấy phun có sử dụng băng tải sữa cô đặcsữa bộttác nhân sấySau khi qua bộ lọc, không khí được làm sạch và dẫn đến bộ gia nhiệt Khi không khí được gia nhiệt đến nhiệt độ cài đặt, sau đó được đưa đến bộ chia khí nóng tiếp tuyến Sau khi được phân chia, khí nóng thổi vào buồng sấy một cách ổn định và theo kiểu xoáy Cùng lúc đó, dung dịch nguyên liệu sấy được phun khuyếch tán thành những giọt dung dịch hoặc thành những kích cỡ sương mù siêu nhỏ trong khoảng kích thước 25- 60mm Máy sấy phun sươngMáy sấy phun li tâm tốc độ cao LPGĐĩa phun tạo sương mù từ dung dịch cần sấy Máy sấy phun tạo hạt áp lực caoSơ đồ YPG- I Sơ đồ YPG- IIThiết bị sấy trục lănƯu điểm: Không cần thiết phải đun nóng lượng lớn không khí trước khi sấy, do đó hiệu quả nhiệt cao hơn. Có thể thực hiện không cần sự có mặt của oxy nên các thành phần dễ bị oxy hóa của nguyên liệu được bảo vệNhược điểm: Giá thành trục lăn cao và thành phần nhạy cảm nhiệt dễ bị hư hạiThiết bị sấy thăng hoa* Ưu điểm:Năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt.Độ ẩm của sản phẩm đồng nhất.Áp dụng được cho các loại nguyên liệu dạng hạt nhỏ, có khả năng sôi mà không bị hư hại cơ học quá mức.* Nhược điểmChi phí cao, khó điều chỉnh quá trình sấy Thiết bị sấy tầng sôiSấy trụcMáy sấy hai trục ở áp suất thường Máy sấy một trục ở áp suất thường Đầu tiên,sữa bột được đưa vào vùng 1 và rơi xuống trên mặt lưới có khả năng dao động để đưa sữa bột đi về hướng cửa tháo. Hơi được cung cấp vào vùng một từ bên dưới mặt lưới, mục đích để làm ẩm các hạt sữa và tạo khối hạt lớn hơn.Tiếp theo các hạt sữa sẽ được đưa vào vùng 2. Đây là vùng sấy nhằm hiệu chỉnh lại độ ẩm cho các khối hạt sữa được hình thành tại vùng 1, không khí nóng được cung cấp từ bên dưới mặt lưới.Sau cùng, các hạt sữa di chuyển vào vùng làm nguội, vùng này sử dụng không khí lạnh được nạp vào từ bên dưới mặt lưới. Các hạt sữa sau khi làm nguội thì đi về phía cửa thoátHệ thống sấy sữa bột tan nhanhCác loại sữa nói chung và sữa bột nói riêng là một thức ăn bổ dưỡng, có thể dùng như một thức uống giải khát Sữa bột có thời gian bảo quản lâu hơn so với sữa nước và vận chuyển dễ dàngĐể có những sản phẩm với nhu cầu khác nhau của mỗi người thì phải áp dụng các quy trình và máy móc khác nhauKẾT LUẬNThankyou very much