zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Công nghệ - Môi trường

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế nhà máy sữa hiện đại"

Chia sẻ: Me Tran | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

Báo xấu

107
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong cuộc sống hằng ngày việc lựa chọn nguồn thực phẩm đầy đủ giá trị dinh dưỡng và dễ hấp thu là mối quan tâm hàng đầu của mỗi chúng ta. Chính vì vậy sữa và các sản phẩm từ sữa được sử dụng rộng rãi ở mọi lứa tuổi đặc biệt với trẻ em, người già và người mới lành bệnh. Sữa lên men (sữa chua) là một sản phẩm rất được ưa chuộng và ngày càng được xem là thành phần không thể thiếu trong thực đơn hằng ngày. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế nhà máy sữa hiện đại"

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nhà máy sữa hiện đại SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan
Đồ án tốt nghiệp 2 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại MỞ ĐẦU Trong cuộc sống hằng ngày việc lựa chọn nguồn thực phẩm đầy đủ giá trị dinh dưỡng và dễ hấp thu là mối quan tâm hàng đầu của mỗi chúng ta. Chính vì vậy sữa và các sản phẩm từ sữa được sử dụng rộng rãi ở mọi lứa tuổi đặc biệt với trẻ em, người già và người mới lành bệnh. Sữa lên men (sữa chua) là một sản phẩm rất được ưa chuộng và ngày càng được xem là thành phần không thể thiếu trong thực đơn hằng ngày. Bởi sữa chua rất giàu vi chất với rất nhiều lợi ích “vàng” được chỉ tên. Nó là nguồn bổ sung protein, vitamin nhóm B, vitamin PP...và khoáng chất, giúp cân bằng cơ thể. Nó cũng rất giàu canxi và hỗ trợ tích cực cho hệ tiêu hóa nhờ các protein chuyên biệt. Ngoài ra trong sữa chua cũng rất giàu các vi khuẩn có ích cho cơ thể và mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho sức khoẻ như giúp giảm cân, kéo dài tuổi thọ và nhiều lợi ích khác nữa. Ở Việt Nam, sữa tươi sản xuất ra mới đáp ứng được 25-27% tổng lượng sữa tiêu thụ trên toàn quốc, phần lớn còn lại là sữa được chế biến từ nguyên liệu sữa khô nhập khẩu, và rủi ro về sự có mặt melamine trong thành phần sữa khô nhập khẩu là điều không thể tránh khỏi. Hơn nữa, ở nước ta việc sản xuất và tiêu thụ sữa hầu như chỉ tập trung ở 2 miền Nam, Bắc. Tuy nhiên miền Trung cũng là một khu vực đầy tiềm năng, đặc biệt là tỉnh Quảng Nam với địa hình thuận lợi trong phát triển chăn nuôi bò sữa nên sự ra đời của nhà máy chế biến sữa lên men và bơ từ nguyên liệu sữa tươi ở khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc (Quảng Nam) là rất cần thiết để đáp ứng được phần nào nhu cầu của người tiêu dùng, đảm bảo an toàn thực phẩm và mang lại nguồn lợi lớn cho doanh nghiệp. Các sản phẩm của nhà máy bao gồm: - Sữa chua uống tách chất béo - Bơ lên men. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 3 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KĨ THUẬT 1.1. Sự cần thiết của việc xây dựng nhà máy: Trong xã hội phát triển ngày nay, chất lượng cuộc sống con người ngày càng cao thì nhu cầu về dinh dưỡng và an toàn thực phẩm là một vấn đề lưu tâm hàng đầu. Và sữa chua được sản xuất từ nguyên liệu sữa tươi là một loại thực phẩm bổ dưỡng, dễ tiêu hoá và phù hợp với mọi lứa tuổi. Hiện nay, việc xuất hiện hàng loạt các sản phẩm sữa nhiễm melamine trên thị trường là mối băn khoăn, lo lắng cho người tiêu dùng, đặc biệt ảnh hưởng xấu đến trẻ em. Thế nên việc đầu tư xây dựng nhà máy chế biến sữa chua là rất cần thiết, đáp ứng nhu cầu càng cao của người tiêu dùng, và đặc biệt là trẻ em. Bởi sữa chua không chỉ có lợi cho hệ tiêu hoá của trẻ mà còn giúp bổ sung nhu cầu khoáng chất cần thiết hàng ngày cho phát triển hệ xương, răng ở trẻ em. Khi nhà máy đi vào hoạt động, góp phần giải quyết việc làm, tăng thu nhập cho người lao động, đặc biệt là lao động tại địa phương, và còn mang lại nguồn lợi nhuận to lớn cho nhà đầu tư. Nhà máy sữa được xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau: • Vị trí đặt nhà máy: gần nguồn nguyên liệu, thị trường tiêu thụ sản phẩm. • Giao thông vận tải thuận lợi • Việc cung cấp điện và nhiên liệu dễ dàng. • Cấp thoát nước thuận lợi. • Nguồn nhân lực dồi dào. 1.2. Vị trí đặt nhà máy: Từ những nguyên tắc trên, sau quá trình nghiên cứu em chọn địa điểm xây dựng nhà máy chế biến sữa tại tỉnh Quảng Nam. Tuy ở đây sự phát triển các nhà máy sữa rất ít, hầu như chưa có nhưng em nghĩ với sự phát triển của tỉnh Quảng Nam trong những năm tới cùng với những chính sách ưu đãi đầu tư mới khi nước ta gia nhập tổ chức WTO sẽ thúc đẩy sự phát triển nhanh hơn của nhiều mặt hàng nói chung và sản phẩm sữa nói riêng. Đặc biệt Quảng Nam có địa hình đa dạng gồm vùng núi, trung du, đồng bằng và vùng cát, bãi ven sông rất thuận lợi trong phát triển chăn nuôi bò sữa. Và trong những năm gần đây, nhờ nguồn vốn hỗ trợ, phong GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 4 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại trào chăn nuôi bò ở Quảng Nam phát triển mạnh đặc biệt ở các huyện lân cận Điện Bàn như Duy Xuyên, Đại Lộc, Quế Sơn, Hiệp Đức...Vì vậy khu công nghiệp Điện Nam- Điện Ngọc thuộc huyện Điện Bàn là nơi có nhiều lợi thế cho sự phát triển của nhà máy sữa. Hơn nữa khu công nghiệp này tập trung nhiều công ty khác nhau như: công ty bia, công ty lắp ráp xe máy, điện tử, điện lạnh, chế biến nông, lâm, thủy sản, sản xuất mỹ phẩm và văn phòng phẩm cũng như sản xuất hàng dệt may ...phần nào tạo thuận lợi cho sự liên hợp các công trình điện, giao thông, nước ... giúp giảm vốn đầu tư cũng như hạ giá thành sản phẩm. KCN Điện Nam- Điện Ngọc với tổng diện tích qui hoạch 418 ha, giai đoạn 1 được đầu tư với diện tích là: 145 ha, và giai đoạn 2 sẽ được đầu tư mở rộng trên diện tích 245 ha, tổng nguồn vốn đầu tư hơn 254,5 tỷ đồng, đây cũng là một trong những lợi thế để các nhà đầu tư có thêm mặt bằng sản xuất. Vì vậy em chọn khu công nghiệp Điện Nam - Điện Ngọc là nơi xây dựng nhà máy. 1.3. Giao thông vận tải: Hàng ngày nhà máy cần vận chuyển với khối lượng lớn: vận chuyển nguyên vật liệu, bao bì, nhiên liệu ... kịp thời để đảm bảo hoạt động của nhà máy, ngoài ra vận chuyển thành phẩm đến nơi tiêu thụ, vận chuyển phế liệu trong sản xuất. Vì vậy vấn đề giao thông rất quan trọng. Tại khu công nghiệp này giao thông vận tải của nhà máy khá thuận lợi: Giao thông: đường trục chính rộng 51m, dài 300 m; đường 15 m dài 5000 m; đường 10,5 m dài 4300 m. Thuộc địa phận xã Điện Nam và Xã Điện Ngọc, huyện Điện Bàn, nằm kề tỉnh lộ 607 nối Thành phố Đà Nẵng với phố cổ Hội An. Cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 20 km, cảng Tiên Sa 29 km về phía Bắc; cách sân bay Chu Lai, cảng Kỳ Hà, khu lọc hoá dầu Dung Quất 100 km. Đây là điều kiện rất tốt để vận chuyển nguyên liệu, nhiên liệu, sản phẩm, máy móc thiết bị, ... GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 5 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại 1.4. Cấp thoát nước: Nhà máy chế biến sữa là một trong những nhà máy cần một lượng nước lớn do vậy nước sẽ được cung cấp từ nhà máy nước của khu công nghiệp. Trong khu công nghiệp Điện Nam-Điện Ngọc có nhà máy nước công suất 5000 m3/ngày đêm cung cấp cho các nhà máy. Hệ thống thoát nước và xử lý nước thải hoàn chỉnh, đảm bảo không làm ô nhiễm môi trường cũng như không để ngập móng tường, móng cột làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng. 1.5. Năng lượng: Nhà máy sử dụng điện từ hệ thống lưới điện quốc gia 500 kV truyền tải về Khu công nghiệp (KCN) bằng đường dây 110 kV. Tại chân KCN có trạm biến áp 40 MVA (110/22), mạng 22 kV trong KCN. Để đề phòng các sự cố: mất điện, hư hỏng máy móc dẫn đến chập điện ... nhà máy sử dụng thêm máy phát điện dự phòng. 1.6. Nguồn nhân lực: Tỉnh Quảng Nam đông dân cư với nguồn lao động dồi dào và nguồn nhân lực phong phú từ các trường đại học, cao đẳng và trung học chuyên nghiệp trong địa bàn tỉnh và thành phố Đà Nẵng. Thêm vào đó nhà máy còn thu hút thêm các cán bộ lành nghề có nhiều kinh nghiệm để phát triển sản xuất. 1.7. Sự hợp tác hóa: Điện Nam- Điện Ngọc vốn là khu tập trung nhiều ngành nghề công nghiệp khác nhau nên nhà máy có thể liên hợp hóa với các nhà máy khác nằm trong khu công nghiệp. Ngoài ra nhà máy còn liên kết với các dự án nuôi bò sữa của nông dân vùng lân cận như Duy Xuyên, Đại Lộc, Quế Sơn, Hiệp Đức... để dần dần hình thành nguồn nguyên liệu chính cho nhà máy sau này. Vấn đề này không chỉ giúp ổn định nguồn nguyên liệu, đảm bảo sự liên tục cho nhà máy mà còn góp phần giảm thiểu vốn đầu tư và đảm bảo an toàn thực phẩm khi việc nhập nguyên liệu sữa khô còn chịu nhiều rủi ro, do không kiểm soát được thành phần và việc xuất hiện melamine trong các sản phẩm sữa trên thị trường hiện nay là một ví dụ. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 6 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU 2.1. Thành phần hoá học của sữa: Hiện nay, ngành công nghiệp chế biến sữa trên thế giới tập trung sản xuất trên 3 nguồn nguyên liệu chính là sữa bò, sữa dê và sữa cừu. Nhưng ở Việt Nam thì sữa bò vẫn là nguồn nguyên liệu chính cho ngành công nghiệp sản xuất sữa. Sữa là 1 hỗn hợp với các thành phần chính bao gồm nước, lactose, protein và các chất béo. Ngoài ra, sữa còn chứa một số hợp chất khác với hàm lượng nhỏ như hợp chất chứa nitơ phi protein, vitamin, hormone, các chất màu và khí. Bảng 2.1. Thành phần của sữa bò (% khối lượng) [2, tr 14] Protein tổng Casein Chất béo Carbonhydrate Khoáng 3,4 2,8 3,9 4,8 0,8 Bảng 2.2. Sự thay đổi hàm lượng các chất trong sữa bò (% khối lượng) [2, tr 14] Các thành phần chính Khoảng biến thiên Giá trị trung bình Nước 85,5 ÷ 89,5 87,5 Tổng chất khô 10,5 ÷ 14,5 13,0 - Lactose 3,6 ÷ 5,6 4,8 - Protein 2,9 ÷ 5,0 3,4 - Chất béo 2,5 ÷ 6,0 3,9 - Khoáng 0,6 ÷ 0.9 0,8 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 7 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại Bảng 2.3. Thành phần chính của 1 lít sữa bò [4, tr 3] Các thành Trọng % phần lượng Nước Pha lỏng 902 87,4 Gluxit Dạng tự do: lactoza (do galactoza và glucoza) ở 49 4,75 (40 ÷ 60g/l) trạng thái phân tử. Dạng kết hợp: galactoza, galactosamin, axit sialic ở trạng thái keo, được liên kết với protein < 1g/l. Chất béo Ở dạng cầu béo: là những giọt chất béo có 39 3,78 (24 ÷ 45g/l) đường kính từ 1-10µm, được bao bọc bằng một màng lipoprotein, ở dạng nhũ tương. Ở dạng các hợp chất hoà tan trong chất béo: các sắc tố (β-caroten), steron (cholesterol), các vitamin. Hợp chất Ở dạng mixen 28g: ở dạng huyền phù, là phức 33 3,2 Nitơ của canxi phosphat liên kết với một liên hợp các (25 ÷ 40g/l) casein. Ở dạng hoà tan 4,7g: là những cao phân tử của albumin và imunoglobulin. Nitơ phi protein 0,3g: ure, axit uric, creatin. Chất Ở trạng thái keo và hoà tan: 9 0,87 khoáng - Ở dạng phân tử và ion: axit xitric, K, Ca, P, (25 ÷ 40g/l) Na, Cl, Mg - Ở dạng các nguyên tố trung lượng: Zn, Al, Fe, Cu, I… Chất khô Sữa đã được làm bốc hơi nước. 130 12 tổng số (MST) Các chất - Các chất xúc tác sinh học: các vitamin (A, D, Vết khác E, B1, B12, B6, PP, C,...) enzim. - Các khí hoà tan: CO2, N2, O2 chiếm 4 ÷ 5% thể tích của sữa. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 8 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại 2.1.1. Nước: tồn tại ở 2 dạng 2.1.1.1. Nước tự do: Nước tự do chiếm 96 ÷ 97% tổng lượng nước. Nó có thể tách được trong quá trình sấy, cô đặc vì không có liên kết hoá học với chất khô. 2.1.1.2. Nước liên kết: Nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 ÷ 4%. Hàm lượng nước liên kết phụ thuộc vào các thành phần nằm trong hệ keo: protein, phosphatit, polysacarit … Nước liên kết thường được gắn với các nhóm -NH2, -COOH, -OH, -CO-NH-, … Hàm lượng nước liên kết trong các sản phẩm sữa rất khác nhau. Nước liên kết đóng băng ở nhiệt độ nhỏ hơn 00C, không hoà tan muối, đường. Dạng đặc biệt của nước liên kết là nước kết tinh với lactoza dưới dạng C12H22O11.H2O 2.1.2. Chất khô: trừ nước ra, chất khô bao gồm tất cả các thành phần của sữa. 2.1.2.1. Lipit: bao gồm chất béo, các phosphatit và glycolipit, sreroit. a) Chất béo: Chất béo sữa được coi là thành phần quan trọng. Về mặt dinh dưỡng, chất béo có độ sinh năng lượng cao, có chứa các vitamin hoà tan trong chất béo như A, D, E. Đối với các sản phẩm sữa lên men, chất béo ảnh hưởng đến mùi vị, trạng thái của sản phẩm. Có tới 98 ÷ 99% chất béo của sữa là các triglixerit, 1 ÷ 2% còn lại là các phospholipit, cholesterol, caroten, vitamin A, D, E, và K. Chất béo bao gồm 2 loại: chất béo đơn giản và chất béo phức tạp. • Chất béo đơn giản (glyxerit và sterit): có hàm lượng 35 ÷ 45 g/l gồm các axit béo no và không no như axit oleic, palmitic, stearic. • Chất béo phức tạp: thường có chứa một ít N, P, S trong phân tử. Tên gọi chung là phosphoaminolipit. Đặc tính hoá lí của chất béo: [3, tr 7] - Mật độ quang ở 15 0C : 0,91 ÷ 0,95 - Nhiệt độ nóng chảy : 31 ÷ 36 0C - Nhiệt độ đông đặc : 25 ÷ 30 0C - Chỉ số iôt : 25 ÷ 45 GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 9 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại - Chỉ số xà phòng : 218 ÷ 235 - Chỉ số axit bay hơi không hoà tan : 1,5 ÷ 3 - Chỉ số axit bay hơi hoà tan : 26 ÷ 30 - Chỉ số khúc xạ : 1,453 ÷ 1,462 Chất béo của sữa khác với mỡ động vật là chứa nhiều axit béo no, có khối lượng phân tử thấp. Khi để yên sữa, một lớp váng sữa sẽ được tạo thành trên mặt. Quan sát dưới kính hiển vi ta nhận thấy trong váng sữa có rất nhiều hình cầu với kích thước khác nhau, nổi tự do trong sữa và được bao bọc bằng một màng mỏng. Các thể cầu đó là các cầu mỡ. Thành phần màng bao cầu mỡ gồm phospholipit, lipoprotein, protein, axit nucleic, enzim, các nguyên tố vi lượng và nước. Các cầu mỡ có đường kính từ 0,1 ÷ 20 µm. [4, tr 6] Sự phân bố các glyxerit trong lòng các tiểu cầu mang đặc điểm sau: phần trung tâm các hạt tiểu cầu chứa các glyxerit có điểm nóng chảy thấp. Trong khi đó phần ngoại vi, nơi tiếp xúc với màng, có điểm nóng chảy rất cao có thể đông đặc lại ở nhiệt độ môi trường. b) Phosphatit và glicolipit Các phosphatit và glicolipit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành màng các cầu mỡ. Trong thành phần của chúng bao gồm cả axit béo hoà tan trong chất béo và axit béo hoà tan trong nước. Hàm lượng các phosphatit và glicolipit khoảng 0,031 ÷ 0,05%. Màng của các cầu mỡ chứa xấp xỉ 60% các phosphatit. [4, tr 9] 2.1.2.2. Protein: Trong dung dịch có chứa hai kiểu protein khác nhau: Protein hoà tan: gồm albumin, imonoglobulin, lisozim, lactoferin, lactoperoxydaza… Protein ở trạng thái keo không bền: gồm một phức hệ mixen hữu cơ của các caseinat và canxi phosphat. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 10 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại Protein sữa là loại protid hoàn thiện, chứa hầu hết các loại axit amin có trong tự nhiên và có tỉ lệ cân đối thích hợp cho sự hấp thu và đồng hoá của cơ thể người. Cấu trúc thành phần protein sữa rất đa dạng: [3, tr 10] Casein toàn phần : 26 ÷ 29 g/l β-lactoglobulin : 2,5 ÷ 4 g/l α-lactalbumin : 0,8÷1,5 g/l Imunoglobulin : 0,5÷0,8 g/l Proteoze – pepton : 0,8÷1,5 g/l Một số các chất chỉ có vết (lactenin, lipoprotein...) Trong các thành phần trên, casein được xem là thành phần quan trong nhất. Casein: là một phosphoprotein. Trong thành phần của nó chứa gốc axit phosphoric. Casein có nhiều nhóm chức tự do khác nhau như: -COOH, -NH2, =NH, -OH, -NH-CO-, -HS, … Chính nhờ các nhóm này mà casein có khả năng tham gia các phản ứng hoá học. Trong sữa casein ở dạng canxi caseinat và nó lại kết hợp với canxiphosphat tạo thành phức hợp canxi photphat caseinat (các mixen). Mỗi mixen chứa khoảng 65% nước, phần còn lại là các loại casein và khoáng (gồm Canxi, magie, phosphat và citrat). Mỗi mixen do khoảng 400 ÷ 500 tiểu mixen hợp thành. Tiểu mixen có dạng hình cầu, đường kính dao động 10-15 nm bao gồm khoảng 10 phân tử casein kết hợp lại với nhau. Khi giảm độ pH, các ion H+ của axit sẽ liên kết với mixen casein mang điện tích âm và làm giảm điện tích của các mixen casein. Khi tới giới hạn các mixen casein sẽ đông tụ (tạo thành gel). Bên cạnh đó casein còn bị đông tụ bởi renin (renin là một proteaza được chiết xuất từ dạ dày bê). Sau khi kết tủa casein, trong phần sữa còn lại (whey) chứa α-lactalbumin, β- lactoglobulin và một lượng nhỏ protein albumin. α-lactalbumin: có thành phần axit amin tương tự casein. Điểm đẳng điện ở pH = 5,1 và không bị đông tụ bởi men sữa. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 11 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại β-lactoglobulin: có điểm đẳng điện ở pH 5,3; β-lactoglobulin có 2 cầu disunfua và các nhóm –SH tự do, chúng có thể tự liên hợp tạo thành các dime, octame. Khi đun nóng đến 80 0C, β-lactoglobulin đông tụ một cách dễ dàng. Imunoglobulin (Ig - các globulin miễn dịch): có thể kết tủa các globulin miễn dịch bằng magie sunfat, amon sunfat. Trong sữa bình thường, hàm lượng globulin miễn dịch rất thấp. Người ta tìm thấy 3 loại imunoglobulin trong sữa bò là IgG, IgA và IgM (trong đó IgG được tìm thấy với hàm lượng cao nhất). 2.1.2.3. Đường lactoza: Lactoza chiếm vị trí hàng đầu trong gluxit của sữa, có hàm lượng trung bình 50 g/l. Lactoza tồn tại ở hai dạng tự do và liên kết với các protein và các gluxit khác. Tỉ lệ lactoza tự do/lactoza liên kết là 8/1. Mặt khác lactoza còn tồn tại ở 2 dạng α và β. Ở 20 0C, α-lactoza chiếm 40% và β-lactoza chiếm 60%. Lactoza khi bị thuỷ phân tạo ra một phần tử đường glucoza và một phần tử đường galactoza theo phương trình: Thuỷ phân C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Lactoza Glucoza Galactoza Trong sữa, đường lactoza luôn tồn tại ở trạng thái hoà tan. Hai đường α, β-lactoza luôn tồn tại trong chất lỏng theo tỉ lệ nhất định và cân bằng này được thay đổi bởi nhiệt độ. Khi thay đổi nhiệt độ, có sự chuyển đổi từ dạng α sang β và ngược lại. Khi nhiệt độ giảm thì cân bằng giữa 2 dạng bị phá vỡ, một phần α-lactoza chuyển β-lactoza. Độ ngọt của lactoza kém sacaroza 30 lần. Độ hoà tan trong nước cũng kém hơn. Trong quá trình chế biến ở nhiệt độ cao, sự có mặt của đường lactoza góp phần biến màu của sữa. Đường lactoza dễ bị lên men dưới tác dụng của vi sinh vật và có thể tạo các sản phẩm khác nhau có lợi. Quan trọng nhất là tạo thành axit lactic trong sản xuất sữa lên men. Vi khuẩn lactic C12H22O11.H2O 4CH3CHOH-COOH Lactoza Axit lactic GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 12 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại Axit lactic dưới tác dụng của vi khuẩn tạo thành axit butyric và khí H2 hay axit propionic và axit axetic. 2CH3CHOH-COOH CH3(CH2)2COOH + 2CO2 + 2H2 Axit lactic Axit butyric 3CH3CHOH-COOH 2CH3-CH2-COOH + CH3COOH +CO2 +H2O Axit lactic Axit propionic Axit axetic 2.1.2.4. Các muối: Do trong sữa có mặt các cation K+, Na+, Mg2+, Ca2+, và các anion của các axit phosphoric, limonic, chlohydric nên trong sữa có nhiều loại muối khác nhau. Các muối này thường bao gồm: [3, tr16] Muối clorua : 2,01 g/l Phosphat : 3,32 g/l Xitrat : 3,21 g/l Natri bicarbonat : 0,25 g/l Natri sunfat : 0,18 g/l Muối canxi protein : 0,16 g/l Trong sữa các chất khoáng tồn tại dưới hai dạng cân bằng: dạng hòa tan và dạng keo. Tuy nhiên, dạng cân bằng này có thể phá vỡ dưới các yếu tố công nghệ: nhiệt độ, pH…[3, tr 16] Trong các muối trên, các muối canxi có ý nghĩa lớn đối với người, đặc biệt là trẻ em. Hai nguyên tố canxi và phospho trong sữa có tỉ lệ hài hòa Ca/P = 1/1,31 và ở dạng cơ thể dễ hấp thụ. Muối kali và natri có tác dụng giữ trạng thái cân bằng muối trong sữa, giữ áp suất thẩm thấu ở trạng thái bình thường. Các muối của axit phosphoric là những hợp chất đệm điển hình có tác dụng giữ cân bằng hệ muối và hệ keo của sữa. Các muối của axit limonic đặc biệt có ý nghĩa đối với sự tạo thành các chất thơm trong các sản phẩm sữa lên men, các loại bơ. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 13 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại Nhiệt độ cao sẽ thay đổi các thành phần muối của sữa, các muối hoà tan của axit phosphoric và axit limonic chuyển thành không hòa tan. [4, tr 22] 2.1.2.5. Axit hữu cơ: Trong sữa chứa nhiều axit hữu cơ như: axit lactic, axit xitric, axit axetic… Trong đó, axit xitric là axit cực kỳ quan trọng góp phần vào việc tăng mùi thơm của các sản phẩm bơ nhờ sự tạo thành axetoin, diaxetyl và 2,3-butylen-glycol. 2.1.2.6. Các vitamin: Các vitamin là các chất hữu cơ, chỉ có dạng vết trong sữa. Thành phần các vitamin có mặt trong sữa được ghi ở bảng sau: Bảng 2.4. Thành phần các vitamin trong sữa [4, tr 23] Vitamin mg/l Vitamin mg/l A (retinol) 0,3 B12 (xyanocobal-amin) 0,005 D (canciferol) 0,001 B3 (nicotinamit) 1 E (tocoferol) 1,4 B5 (axit pantothenic) 3 B1 (thiamin) 0,4 C 20 B2 (lactoflavin) 1,7 H (Biotin) 0,04 B6 (pyridoxin) 0,5 M (axit folic) 0,05 Như trên, ta thấy trong sữa có nhiều loại vitamin gồm cả hai loại: Hoà tan trong nước (vitamin nhóm B, C). Các vitamin hoà tan trong chất béo (A, D, E) nhưng hàm lượng tương đối thấp, đặc biệt là vitamin D. Nếu xử lý nhiệt thời gian ngắn và không có không khí xâm nhập vào thì nhiệt độ nhỏ hơn hay bằng 100 0C không làm giảm đáng kể lượng các vitamin, trừ vitamin C rất nhạy cảm với nhiệt. Nhiệt độ cao hơn 100 0C làm phá huỷ một phần hoặc hầu hết các loại vitamin. Khi để lọt không khí, có tác dụng của ánh sáng, bao bì hoặc thiết bị bẩn đều làm giảm lượng vitamin các loại. Vitamin C bị phá huỷ hoàn toàn trong điều kiện trên. [4, tr 23] GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 14 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại 2.1.2.7. Chất khoáng: Chất khoáng trong sữa là hàm lượng tro. Nó bao gồm các nguyên tố Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Co, Ni, I, Cl, P, S, Al, Pb, Sn, Ag, As… trong đó nguyên tố Ca, Mg, Na, K, P, S và Cl chiếm tỉ lệ cao hơn cả. Các nguyên tố vi lượng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành sữa cũng như tới chất lượng các sản phẩm. 2.1.2.8. Các enzim: Enzym là những chất xúc tác phản ứng, có bản chất là protein. Sự có mặt của các enzym trong sữa là nguyên nhân gây biến đổi thành phần hoá học của sữa trong quá trình bảo quản, từ đó làm giảm chất lượng hoặc hư hỏng sữa. Tuy nhiên, một số enzym trong sữa như lactoperoxydaza, lysozyme có vai trò kháng khuẩn [2, tr 24] Trong sữa có chứa các enzim thường gặp trong tự nhiên. Chúng có mặt trong sữa từ tuyến sữa, từ vi sinh vật có trong không khí và từ nhiều nguồn khác. Các enzim của sữa và các loại dùng trong chế biến sữa được chia làm hai loại: enzym thuỷ phân và enzym oxy hoá sinh học. Các loại enzim thuỷ phân: gồm lipaza, phosphotaza kiềm, proteaza hoặc galactaza, amylaza. Lipaza: có nguồn gốc từ tuyến sữa. Khi gặp điều kiện thuận lợi lipaza phân huỷ một phần chất béo của sữa và làm cho sữa và sản phẩm sữa có vị đắng, mùi ôi. Lipaza hoà tan tốt trong chất béo, dễ dàng xâm nhập vào các cầu mỡ nên chế độ thanh trùng tức thời ở 72-75 0C không đủ tiêu diệt lipaza. Đây là một trong những nguyên nhân làm hư hỏng sản phẩm sữa. Phosphotaza kiềm: thuỷ phân các loại este phosphat như glyxerrolphosphat, phenylphosphat...Enzym này được sử dụng như một yếu tố để kiểm tra sự thanh trùng sữa và cream. Galactaza hoặc proteaza: Các enzym này có thể phân huỷ protit đến sản phẩm pepton và axit amin. Các enzim oxy hoá sinh hoc: gồm reductaza, lactoperoxydaza, catalaza. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 15 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại 2.1.2.9. Các chất khí và sắc tố của sữa: Trong sữa bò chứa các chất khí, chủ yếu là: CO2, O2 và N2. Tổng hàm lượng của chúng chiếm từ 5-6% thể tích sữa. Các chất khí trong sữa thường tồn tại 3 dạng: dạng hoà tan, dạng liên kết hoá học với các chất khác và dạng phân tán. Lượng chất khí hoà tan trong sữa khoảng 70 ml/l trong đó 50 ÷ 70% là CO2, 5÷10% oxy và 20 ÷ 30% là nitơ. Sữa mới vắt ra chứa một lượng lớn khí sau đó sẽ giảm dần và đạt mức bình thường. Trong số các khí có mặt trong sữa chỉ có oxy là ảnh hưởng xấu vì nó có thể là nguyên nhân phát triển các quá trình oxy hoá. Khi sữa được gia nhiệt khí CO2, N2, và O2 bị bay hơi và hàm lượng của chúng trong sữa giảm không ít hơn 20%. 2.1.2.10. Hormon: Trong sữa bò, có thể tìm thấy nhiều loại hormon, được chia làm 3 nhóm: proteohormon, hormon peptide và hormon steoride, trong số đó prolactine được nghiên cứu nhiều hơn cả và hàm lượng trung bình của nó trong sữa bò là 50 g/l. 2.1.2.11. Các hợp chất khác: Thỉnh thoảng, người ta phát hiện trong sữa có chứa các hợp chất hoá học (thường ở dạng vết) gây độc cho người sử dụng như: [2, tr 34] • Chất kháng sinh: penicillin, chloramphenicol... • Chất tẩy rửa: nước javel, kiềm... • Pesticide: heptachlore và các epoxyde, aldride, dieldrine, chlordane... • Kim loại nặng. • Nguyên tố phóng xạ, nitrate, độc tố VSV... 2.2. Tính chất vật lý của sữa: Sữa là một chất lỏng đục. Độ đục của sữa là do các chất béo, protein và một số chất khoáng trong sữa tạo nên. Màu sắc của sữa phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng β − caroten có trong chất béo của sữa. Sữa bò thường có màu trắng đến vàng nhạt. Sữa gầy (sữa đã tách béo) thường có màu trong hơn và ngả màu xanh nhạt. Sữa bò có mùi rất đặc trưng và vị ngọt nhẹ. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 16 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại 2.2.1. Tỷ trọng của sữa: - Phụ thuộc vào thành phần của sữa, tỷ trọng của sữa dao động trong khoảng 1,026 ÷ 1,032 g/cm3 (trung bình là 1,029 g/cm3 ). - Một số thành phần làm tăng tỷ trọng sữa như: protein, gluxit, chất khoáng (tỷ trọng lớn hơn 1). Còn hàm lượng chất béo lại làm giảm tỷ trọng của sữa. Do đó nếu sữa có nhiều chất béo thì tỷ trọng thấp. 2.2.2. Độ nhớt: - Độ nhớt của sữa có giá trị trung bình là 1,8 centipoa. - Độ nhớt phụ thuộc vào thành phần hóa học của sữa, trước hết là protein còn các muối lactoza không ảnh hưởng tới độ nhớt. Hàm lượng chất béo càng cao thì độ nhớt càng cao. Và độ nhớt phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. 2.2.3. Áp suất thẩm thấu: Áp suất thẩm thấu của sữa tương đối ổn định và trung bình 6,6 at ở 0 0C. Áp suất thẩm thấu phụ thuộc nhiều vào hàm lượng lactoza và muối phân bố ở dạng phân tử và ion. 2.2.4. Nhiệt độ đóng băng của sữa: Nhiệt độ đóng băng của sữa là -0,555 0C; khi độ chua của sữa tăng thì sẽ làm giảm nhiệt độ đóng băng do tăng lượng phân tử tạo thành khi phân giải lactoza. 2.2.5. Sức căng bề mặt: - Sức căng bề mặt của sữa không ổn định. Nó phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố mà trước hết là thành phần hoá học, nhiệt độ và thời gian bảo quản. - Sự tạo thành bọt trong quá trình sấy, cô đặc sữa, sự tạo thành bơ và hàng loạt các công đoạn khác nữa đều có mối liên quan với sức căng bề mặt của sữa. 2.2.6. Độ dẫn điện: - Sữa có khả năng dẫn điện do chúng có các ion tự do, các phân tử mang điện tích và các phân tử trung hoà. Độ dẫn điện của sữa là 46.10-4 Ω. Độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thời gian có thai, giống gia súc, bệnh tật. - Khi pha thêm nước dộ dẫn điện giảm, khi độ axit tăng độ dẫn điện tăng. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 17 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại 2.2.7. Nhiệt dung: - Nhiệt dung riêng được xác định bằng lượng nhiệt cần để đun nóng 1 đơn vị khối lượng 1kg lên 1 0C. - Nhiệt dung riêng của sữa: 0,933 ÷ 0,954 (cal/g.0C) [2, tr 11] 2.2.8. Độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt của sữa phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hoá học, cấu trúc sản phẩm và nhiệt độ. Sữa có hàm lượng chất béo cao hơn thường dẫn nhiệt chậm hơn. 2.3. Tính chất hoá học: 2.3.1. Độ axit chung: - Có nhiều đơn vị để biểu diễn độ chua của sữa như độ Soxhlet Henkel (0SH), độ Thorner (0T), độ Donic (0D). - Người ta thường biểu thị độ axit chung bằng độ Thorner. Nó cho ta biết lượng ml dung dịch NaOH 0,1N đã dùng để trung hoà axit tự do có trong 100ml sữa. Sữa bò thông thường có độ chua trung bình là 16 ÷ 18 0T. Bảng 2.5. Mối liên hệ giữa các đơn vị đo độ chua của sữa [4, tr 36] 0 0 0 SH T D % axit lactic 1 2,5 2,25 0,0225 0,4 1 0,9 0,009 4,9 10/9 1 0,01 2.3.2. Tính chất oxy hóa - khử của sữa: Khả năng oxy hoá khử của dung dịch được đặc trưng bằng thế oxy hoá khử. Kí hiệu Eh (đơn vị V hay mV). Đối với sữa bình thường Eh = 0,2 ÷ 0,3V. 2.3.3. Tính kháng khuẩn của sữa: Trong sữa tươi mới vắt ra, có một khoảng thời gian vi khuẩn không phát triển, thậm chí có thể giảm là do trong sữa có một số chất như lactoferin, lactoperoxydaza lactin có khả năng tiêu diệt hoặc ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn. 2.4. Giá trị dinh dưỡng của sữa: Sữa là một trong những sản phẩm thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao nhất. Trong sữa có đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết và dễ được cơ thể hấp thụ. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 18 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại Lipit của sữa giữ vai trò quan trọng trong dinh dưỡng. Khác với các loại mỡ động vật và thực vật khác, mỡ sữa chứa nhiều nhóm axit béo khác nhau, chứa nhiều vitamin, mỡ sữa có độ tiêu hoá cao. Protein của sữa rất đặc biệt, có chứa nhiều và hài hoà các axit amin cần thiết. Hằng ngày mỗi người chỉ cần dùng 100 g protein sữa đã có thể thoả mãn hoàn toàn nhu cầu về axit amin. Độ tiêu hoá của protein sữa 96 ÷ 98%. Hàm lượng muối canxi và phospho trong sữa cao giúp cho quá trình tạo thành xương, các hoạt động của não. Sữa là nguồn cung cấp tất cả các vitamin, enzim và các nguyên tố vi lượng không thể thay thế. Sữa còn có tác dụng chữa bệnh, giải độc. 2.5. Hệ vi sinh vật sữa: Hệ sinh vật tìm thấy trong sữa bao gồm: vi khuẩn, nấm men và nấm mốc. 2.5.1. Vi khuẩn: Các vi khuẩn thường gặp trong sữa là vi khuẩn lactic, coliform, vi khuẩn sinh axit butyric, vi khuẩn sinh axit propionic và các vi khuẩn gây thối. a)Vi khuẩn lactic: Đặc điểm chung của vi khuẩn lactic: có dạng hình cầu hoặc hình gậy, đứng riêng lẻ hoặc tạo chuỗi, Gram (+), hô hấp hiếu khí hay yếm khí tuỳ tiện. Nhiệt độ sinh trưởng tối ưu dao động trong khoảng 25 ÷ 47 0C. Phân loai: có 2 nhóm vi khuẩn lactic + Vi khuẩn lactic đồng hình: axit lactic là sản phẩm chính và hàm lượng của nó chiếm tỉ lệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm phụ khác. + Vi khuẩn lactic dị hình: các sản phẩm được tạo thành từ quá trình chuyển hóa đường gồm có: axit lactic, axit axetic, ethanol, khí CO2,...Hàm lượng axit lactic thu được không cao hơn nhiều so với hàm lượng các sản phẩm còn lại. Các vi khuẩn lactic nhiễm vào sữa thuộc nhiều giống khác nhau như Streptococcus, Lactococcus, Lactobaccillus, Leuconostoc, Bifidobacterium...Chúng gồm các nhóm vi khuẩn lên men đồng hình lẫn dị hình. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 19 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại b) Vi khuẩn Coliform: Coliform thuộc nhóm vi khuẩn Gram (-), kị khí tuỳ tiện. Trong sữa, vi khuẩn Coliform sẽ chuyển hoá đường lactose tạo axit lactic và các axit hữu cơ khác, khí CO2, H2,...Chúng cũng phân giải protein trong sữa tươi tạo ra các sản phẩm khí làm cho sữa có mùi khó chịu. c) Vi khuẩn sinh axit butyric (giống Clostridium): Là vi khuẩn Gram (+), thuộc nhóm kị khí bắt buộc, Clostridium có khả năng sinh bào tử. Vi khuẩn Clostridium chuyển hoá đường trong sữa thành nhiều sản phẩm khác nhau như axit butyric, butanol, ethanol, khí CO2, H2...làm thay đổi thành phần hoá học và giá trị cảm quan của sữa trong quá trình bảo quản. d) Vi khuẩn propionic (giống Propionibacterium): Vi khuẩn propionic có hình cầu, xếp thành đôi hoặc chuỗi, Gram (+), thuộc nhóm kị khí không bắt buộc. Vi khuẩn propionic chuyển hoá đường thành axit propionic, axit axetic, khí CO2 làm hư hỏng chất lượng sữa. e) Vi khuẩn gây thối: Các giống vi khuẩn gây thối thường gặp trong sữa là Pseudomonas, Brevibacterium, Achromobacter, Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus...Chúng có dạng hình cầu hoặc hình gậy, thuộc nhóm hiếu khí lẫn kị khí, có khả năng sinh tổng hợp proteaza ngoại bào trong môi trường sữa. 2.5.2. Nấm men: Nấm men: hầu hết có dạng hình cầu, elip, trụ, kích thước lớn nhất từ 2 ÷ 9 µm. Các loài nấm men có trong sữa bao gồm: Saccharomyces, Mycoderma và Torula...(nhiều loài nấm men thuộc nhóm kị khí tuỳ tiện). Một số loài nấm men có thể sử dụng đường lactose cho quá trình trao đổi chất. Chúng phát triển trong sữa và gây ra những biến đổi về thành phần hoá học trong quá trình bảo quản sữa. 2.5.3. Nấm mốc: Loài nấm mốc nhận được trong sữa chủ yếu là Mucor và Rhizopus với số lượng lớn. Ngoài ra còn có Penicilium Aspergillus, Geotrichum, Odie và Monila. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất
Đồ án tốt nghiệp 20 Thiết kế nhà máy sữa hiện đại Tất cả các nấm mốc đều hô hấp mạnh và phát triển trên bề mặt của môi trường nuôi cấy. Chúng phát triển thích hợp trên môi trường axit và trong sữa tạo ra axit lactic. Phần đông các nấm mốc tiết ra enzym lipaza có khả năng thuỷ phân chất béo và enzym proteaza có vai trò phân huỷ các chất chứa nitơ. 2.6. Yêu cầu của sữa nguyên liệu: Sữa được lấy từ những con bò khoẻ mạnh, không chứa vi khuẩn gây bệnh. Sữa có mùi vị tự nhiên, không có mùi vị lạ, không chứa chất kháng sinh, chất tẩy rửa. Sữa có thành phần tự nhiên. Sữa phải tươi và được làm lạnh ngay đến 4 ÷ 6 0C sau khi vắt. 2.7. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của sữa nguyên liệu: 2.7.1. Chỉ tiêu cảm quan: - Màu sắc: sữa có màu đặc trưng từ trắng đục đến nhạt. - Mùi vị: mùi vị thơm ngon, không có mùi vị lạ. - Trạng thái: đồng nhất, không phân lớp. 2.7.2. Chỉ tiêu hoá lí: - Tổng hàm lượng chất khô tính bằng % không nhỏ hơn 11,5% khối lượng. - Hàm lượng chất béo không nhỏ hơn 2,8%. - Tổng trọng lượng đo bằng lactometer không nhỏ hơn 1,029. - Hàm lượng axit (tính theo axit lactic) không nhỏ hơn 0,2%. 2.7.3. Chỉ tiêu vi sinh vật: - Tổng số tạp trùng không được quá 50 000 khuẩn lạc trong 1ml sữa. - Coliform nhỏ hơn 20 khuẩn lạc trong 1ml sữa. - Không được có vi trùng gây bệnh. GVHD: Th.S Nguyễn Thị Lan SVTH: Nguyễn Thị Duy Nhất

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.