Giáo trình Công nghệ chế biến sữa và các sản phẩm từ sữa (Phần 1)

 1 
Lêi më ®Çu 
Đã từ lâu con ngƣời đã biết dùng sữa và các sản phẩm từ sữa nhƣ một loại thực 
phẩm thiết yếu hằng ngày. Qua quá trình phân tích thành phần dinh dƣỡng ngƣời ta thấy 
sữa là một hợp chất giàu dinh dƣỡng và cần thiết đối với con ngƣời do tính hài hòa cân 
đối của nó. Sữa ngoài cung cấp các acid amin thiết yếu, các acid béo không no, vitamin 
và chất khoáng... nó còn cung cấp một lƣợng calci dồi dào. Sữa có lƣợng lớn các chất 
nhƣ protein, đƣờng, chất béo, vitamin, một số muối khoáng.đặc biệt chúng đều ở dƣới 
dạng dễ hấp thụ đối với cơ thể con ngƣời. 
 Các sản phẩm từ sữa, có thể ở dạng rắn nhƣ các pho mát với kết cấu hình thù và 
tính cảm vị đặc trƣng mang phong vị của từng xứ sở, quê hƣơng, dạng hạt đơn điệu nhƣ 
trong các loại sữa bột; dạng đặc mịn đôi khi có thêm hƣơng vị của hoa quả (dâu, cam...) 
nhƣ trong các loại sữa chua, dạng lỏng nhƣ trong các loại sữa tiệt trùng,sản phẩm chủ yếu 
là chất béo (cream) nhƣ các loại bơ, dạng đặc có pha thêm các chất khác nhƣ sữa cô đặc 
có đƣờng 
Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp thực phẩm, công nghệ chế biến sữa 
đã và đang phát triển mạnh mẽ, từ các nhà cung cấp trong nƣớc và nƣớc ngoài với nhiều 
mặt hàng đa dạng, phong phú. Để đạt đƣợc những thành tựu nhƣ ngày nay của ngành sữa 
Việt Nam, yếu tố đầu tiên lý giải phải kể tới đó là chất lƣợng cuộc sống của ngƣời dân 
đang không ngừng tăng lên, xu hƣớng tiêu dùng thay đổi, nhận thức về giá trị dinh dƣỡng 
của sữa tới sức khỏe của trẻ em, ngƣời già đƣợc quan tâm hơn Vì thế, mức tiêu dùng 
sữa và các sản từ sữa không ngừng tăng trƣởng, doanh thu các doanh nghiệp chế biến, 
phân phối sữa tăng lên từng ngày. Mặt khác, những chính sách, mục tiêu tầm vĩ mô của 
nhà nƣớc đối vối ngành chăn nuôi bò sữa, chế biến kinh doanh sữa và các sản phẩm là 
yếu tố thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của các đơn vị chế biến. Các doanh nghiệp chế 
biến sữa mới ra đời tăng lên nhanh cả về qui mô và số lƣợng. Tuy nhiên hiện nay sản 
lƣợng sữa vẫn chƣa đáp ứng một cách đầy đủ về nhu cầu đó. 
 Nhƣ ta đã biết sữa là thực phẩm giàu chất dinh dƣỡng nên đây là môi trƣờng hết 
sức thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Chính vì vậy, việc bảo quản sữa tƣơi là rất 
khó khăn, thời gian phá hủy ngắn, sữa rất dễ hƣ hỏng bởi điều kiện môi trƣờng bên ngoài. 
Để khắc phục những nhƣợc điểm này, ta phải chế biến sữa thành các sản phẩm khác nhƣ: 
sữa thanh trùng, sữa chua, sữa tiệt trùng nhằm kéo dài thời gian bảo quản, tăng thêm 
giá trị dinh dƣỡng, cảm quan cho sữa đáp ứng nhu cầu, thị hiếu của con ngƣời bằng các 
 2 
công nghệ tiên tiến của các nƣớc phát triển trên thế giới nhƣ Italia, Thụy điển, Đan Mạch, 
Hà Lan 
Trong những năm gần đây, nhờ thực hiện nhờ đổi mới chính sách, đầu tƣ và tăng 
cƣờng nghiên cứu và ứng dụng khoa học công nghệ mà ngành chăn nuôi nƣớc ta đã có 
những bƣớc tăng trƣởng rất nhanh, đã và đang cung cấp cho xã hội khối lƣợng sản phẩm 
lớn và đa dạng về chủng loại. Từ sản xuất mang tính tự cấp, tự túc đến nay sản phẩm 
chăn nuôi đã trở thành hàng hoá, không những đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nƣớc mà 
còn có một khối lƣợng lớn để xuất khẩu. 
Để trở thành hàng hoá có giá trị, ngoài việc sản xuất ra sản phẩm có chất lƣợng tốt thì 
việc áp dụng công nghệ bảo quản và chế biến phù hợp nhằm ổn định và nâng cao chất 
lƣợng sản phẩm, đáp ứng đƣợc nhu cầu và thị hiếu của ngƣời tiêu dùng. 
So với các nƣớc tiên tiến và các nƣớc trong khu vực, công nghệ chế biến sản phẩm 
chăn nuôi ở nƣớc ta còn chậm phát triển. Chúng ta đang thiếu không chỉ phƣơng tiện, 
thiết bị kỹ thuật mà thiếu cả những tài liệu khoa học về qui trình công nghệ chế biến, đặc 
biệt là tài liệu giảng dạy trong các trƣờng trung học chuyên nghiệp và công nhân kỹ thuật 
để đào tạo nguồn nhân lực về lĩnh vực này. 
Để góp phần nhỏ vào việc đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật thuộc lĩnh vực bảo quản và 
chế biến sản phẩm chắn nuôi chúng tôi, chúng tôi cho ra đời cuốn giáo trình “C«ng nghÖ 
chế biến sữa và các sản phẩm sữa”. Do thời lƣợng của môn học có hạn nên trong phạm 
vi giáo trình này chúng tôi chỉ tập trung giới thiệu những kiến thức cơ bản về công nghệ 
bảo quản và chế biến các sản phẩm sữa và thịt, cá là những loại sản phẩm thông dụng, 
chiếm tỷ trọng lớn trong sản phẩm chăn nuôi. Đây là một trong những giáo trình chuyên 
môn trọng tâm trong chƣơng trình đào tạo Trung học chuyên nghiệp ngành Chế biến và 
bảo quản thực phẩm và là tài liệu tham khảo cho các ngành có liên quan. Kết cấu giáo 
trình: 
Chƣơng 1: Sữa nguyên liệu 
Chƣơng 2: Kỹ thuật bảo quản và sơ chế sữa 
Chƣơng 3: Kỹ thuật chế biến sữa 
Mặc dù đễ hết sức cố gắng, nhƣng chắc chắn không tránh khỏi có thiếu sót. Tập thể 
tác giả kính mong nhận đƣợc sự đóng góp của các bạn đồng nghiệp và những ngƣời đọc 
giáo trình này. 
 Tác giả 
 Trịnh Thị Thu Phương 
 3 
Chương I 
SỮA NGUYÊN LIỆU 
Mục tiêu: Cung cấp cho học sinh những kiến thức cơ bản về đặc điểm cấu tạo, 
thành phần hoá học và những tính chất đặc trƣng của sữa có liên quan đến công 
nghệ bảo quản và chế biến. 
Nội dung: Chƣơng này giới thiệu thành phần hoá học và giá trị dinh dƣỡng của 
sữa, một số tính chất lý hoá đặc trƣng của sữa, các yếu tố ảnh hƣởng tới thành phần 
và chất lƣợng của sữa, phƣơng pháp kiểm tra đánh giá chất lƣợng sữa (bao gồm độ 
axit, độ tƣơi, chỉ tiêu vi sinh vật, tạp chất cơ học,) và kỹ thuật vắt sữa, vận 
chuyển và thu nhận sữa. 
Trọng tâm của chƣơng này là phƣơng pháp kiểm tra đánh giá chất lƣợng sữa và 
thực hành xác định một số chỉ tiêu lý hoá của sữa nguyên liệu trƣớc khi đƣa vào 
chế biến. 
I. TÌNH HÌNH TIÊU THỤ VÀ SẢN XUẤT SỮA Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 
1. Tình hình tiêu thụ và sản xuất sữa ở Việt Nam 
Năm 2006 Việt Nam chính thức ra nhập tổ chức thƣơng mại thế giới WTO 
Việt Nam đang trong giai đoạn tăng trƣởng và phát triển kinh tế mạnh mẽ kéo theo 
mức thu nhập, mức sống của ngƣời dân cũng đƣợc cải thiện rõ rệt. Vì vậy sữa và 
các sản phẩm làm từ sữa đã gần gũi hơn với ngƣời dân. Nếu trƣớc những năm 90 
của thế kỷ trƣớc chỉ có 1-2 nhà sản xuất, phân phối sữa, chủ yếu là sữa đặc và sữa 
bột (nhập ngoại). Hiện nay thị trƣờng sữa Việt Nam đã có gần 20 hãng nội địa và 
có thể chế biến thành 500 loại sản phẩm khác nhau trong đó có 5 ngành sản xuất 
chính. 
 Sản xuất sữa tƣơi ( thanh trùng và tiệt trùng ) 
 Sản xuất sữa chua ( uống và ăn ) 
 Sản xuất sữa bột 
 Sản xuất bơ và phomat 
 Tổng lƣợng tiêu thụ sữa Việt Nam liên tục tăng mạnh với mức từ 15 – 20% 
năm, theo dự báo đến năm 2010 mức tiêu thụ sữa tại thị trƣờng sẽ tăng gấp đôi và 
tiếp tục tăng gấp đôi vào năm 2020. 
 4 
 Về mức tiêu thụ sữa trung bình của Việt Nam hiện nay khoảng 10-12 
kg/ngƣời/năm, tức là đã tăng gấp 12 lần so với những năm đầu thập niên 90 của thế 
kỷ trƣớc . 
 Mức tiêu thụ sản phẩm sữa của nƣớc ta do Cục Khuyến nông - Khuyến lâm 
(Bộ NNPTNT) thống kê đƣợc 2009 
Năm 1980-1985 1995 1998 2000 2002 2010 
Lƣợng sữa (kg/năm) 0.47 2.05 5 6.5 7.0-8.0 10-12 
Bảng 1.1. Mức tiêu thụ bình quân người/năm ở Việt Nam (kg/năm) 
 Vì thế, mức sử dụng sữa và các sản phẩm từ sữa không ngừng tăng 
trƣởng, doanh thu các doanh nghiệp chế biến, phân phối sữa tăng lên từng 
ngày. 
 Mặt khác, những chính sách, mục tiêu tầm vĩ mô của nhà nƣớc đối với 
ngành chăn nuôi bò sữa, chế biến, kinh doanh sữa và các sản phẩm là yếu tố thúc 
đẩy mạnh mẽ sự phát triển các đơn vị chế biến, các doanh nghiệp chế biến sữa mới 
ra đời tăng lên nhanh cả về quy mô và số lƣợng. Tuy nhiên hiện nay, vẫn chƣa đáp 
ứng một cách đầy đủ về nhu cầu đó,ở nƣớc ta hiện nay nguồn sữa tƣơi nguyên liệu 
còn rất hạn chế. 
Để giải quyết vấn đề trên, hiện nay nƣớc ta đang phát triển nhiều vùng chăn 
nuôi bò sữa có quy mô lớn nhƣ: Mộc Châu, Lâm Đồng, Tp Hồ Chí Minh, Ba Vì, 
Hà Nội và hiện nay Công ty cổ phần thực sữa TH đang xây dựng trang trại chăn 
nuôi ở Nghĩa Đàn – Nghệ An, với các giống bò tốt cho năng suất cao nhƣ: 
Bò Hà Lan với năng suất: 3.000  3.500 lít sữa/chu kỳ 
Bò Sind với năng suất: 1.600  1.800 lít sữa/chu kỳ 
Bò Hà Lan và Sind với năng suất: 2.500 lít sữa/chu kỳ 
Theo tổng cục thống kê năm 2008 cả nƣớc có tổng đàn bò sữa là 107.983 
con, bò cái sữa là 65.104 con tổng sản phẩm sữa là 320 ngàn tấn sữa/năm đáp ứng 
đƣợc 38  40% nhu cầu tiêu thụ sữa của Vịêt Nam và trong chiến lƣợc phát triển 
chăn nuôi đến năm 2020, Bộ NN&PTNT đề ra mục tiêu tăng đàn bò sữa lên 400-
500 ngàn con, tƣơng lai đáp ứng đƣợc 50% nhu cầu sữa tiêu thụ trong nƣớc . 
2.Tình hình sản xuất và tiêu thụ sữa trên thế giới. 
 5 
Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, công nghiệp chế biến sữa là một trong 
những ngành có trình độ hiện đại nhất. 
Trải qua thời gian, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành 
công nghiệp sữa không ngừng phát triển. Sữa đƣợc sản xuất và tiêu thụ hầu hết 
ở các nƣớc trên thế giới, đặc biệt ở các nƣớc phát triển nhƣ: Mỹ, Trung Quốc, 
Ấn Độ, Hà Lan, Newzeland, Canada  Đây là những nƣớc đứng đầu thế giới về 
sản lƣợng sữa và công nghệ chế biến sữa, hàng năm các nƣớc này xuất khẩu một 
lƣợng lớn sữa dƣới dạng sữa bột. Châu Á không chỉ thụ sữa lớn nhất mà còn là 
nơi nhập khẩu sữa nhiều nhất thế giới (chiếm 50% tổng sản lƣợng các sản phẩm 
sữa) do thu nhập tăng nhanh và quá trình đô thị hóa đã làm tăng nhu cầu tiêu thụ 
sữa. Hai thị trƣờng phát triển mạnh nhất hiện nay là Ấn Độ và Trung Quốc với 
sản lƣợng hàng năm tƣơng đƣơng với mức tiêu thụ từ 116 thị trƣờng khác trên 
thế giới. Sản lƣợng sữa tăng khoảng 1.4 tỷ lít tại Ấn Độ từ năm 2006 – 2007, đạt 
mức 50 tỷ lít trong năm 2007. Tại Trung Quốc là 1.7 tỷ lít, đạt mức 17.5 tỷ lít 
năm 2007. Tại khu vực Tây Âu và Bắc Mỹ việc uống sữa của ngƣời dân khá cao 
và ổn định. Sản lƣợng sữa gia tăng mạnh ở một số nền kinh tế mới nổi nhƣng 
chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu của thị trƣờng sau đây là bảng thống kê mức độ tiêu 
thụ sữa ở một số quốc gia. 
STT Tên nước 
Tiêu thụ sữa (kg/người/năm) 
2007 2008 2009 
1 Trung Quốc 31,2 32,7 34,2 
2 Inđônesia 9,9 10,8 10,7 
3 Iran 111,0 112,2 112,0 
4 Nhật Bản 74,4 73,6 74,5 
5 Hàn Quốc 55,7 55,6 55,4 
6 Singapore 87,0 83,3 58,8 
7 Thái Lan 22,8 21,2 22,1 
8 Thổ Nhĩ Kỳ 164,9 164,4 165,8 
9 Việt Nam 11,6 12,1 12,7 
10 Ai Cập 73,6 72,1 68,7 
 6 
11 Mexico 121,1 124,4 125,0 
12 Argentina 215,7 224,2 233,3 
13 Brazil 141,6 141,5 149,9 
14 Canada 252,3 255,3 252,2 
15 Hoa Kỳ 275,3 272,6 271,2 
16 Liên bang Nga 244,9 248,1 251,1 
17 Ukraina 247,3 238,1 228,3 
18 Australia 314,3 309,9 305,9 
19 New Zealand 1047,0 1255,8 1186,0 
Bảng 1.2. Mức tiêu thụ sữa trên đầu người ở một số nước trên thế giới 
Từ đó ta thấy đƣợc mức tiêu độ tiêu thụ sữa bình quân của 1 ngƣời/năm ở 
Việt Nam đang còn rất thấp so với thế giới. 
Theo khảo sát ở nƣớc ta, dân số hàng năm vẫn tiếp tục tăng, tốc độ tăng trƣởng 
kinh tế bình quân nƣớc ta đạt từ 7- 8%/năm, cùng với mức thu nhập cũng nhƣ mức 
sống của ngƣời dân ngày càng đƣợc nâng lên. 
Việt Nam mới chỉ uống 10-12 lít sữa/năm, trong khi sản lƣợng sữa bình 
quân hàng năm theo đầu ngƣời ở Châu Âu đạt 350 – 400 lít/ngƣời/năm. Còn ở 
Châu Á, mặc dù phát triển muộn hơn nhƣng hiện nay sản lƣợng đã tăng và ngày 
càng cao nhƣ ở Singapore sản lƣợng trung bình là 83,3lít/ngƣời/năm (năm 2008) 
và 58,8lít/ngƣời/năm (năm 2009). Thái Lan là 21,2 lít/ngƣời/năm (năm 2008) và 
22,1lít/ngƣời/năm (năm 2000).Trong khi đó các nƣớc Mỹ, Nga, Nhật Bản, 
Australia, New Zealand sản lƣợng tiêu thụ sữa là rất lớn. 
II. THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ GIÁ TRỊ DING DƢỠNG CỦA SỮA 
Sữa là một chất lỏng màu trắng, đục, có độ nhớt lớn hơn hai lần so với nƣớc, có 
vị đƣờng nhẹ và có mùi ít rõ nét. Về phƣơng diện hoá lý ngƣời ta coi sữa nhƣ một 
thể keo gồm các cầu béo có đƣờng kính từ 3-5àm và các mixen protein có đƣờng 
kính gần 0,1àm trong pha phân tán là nƣớc. 
Trong sữa có hai chất chính là chất khô và nƣớc hai chất đó về thành phần lí 
hoá có liên quan chặt chẽ với nhau. Nếu thay đổi một thành phần trong đó sẽ thay 
đổi tính chất của sữa. 
 7 
Thành phần của sữa có thể thay đổi do nhiều nguyên nhân khác nhau, vì vậy mà 
giới hạn của sự chênh lệch về thành phần cũng có ảnh hƣởng rất lớn tới quá trình 
sơ chế và chế biến. Hiện nay ngƣời ta đã tìm thấy trong sữa có tới gần 100 chất 
khác nhau trong đó có đạm, mỡ, đƣờng, vitamin, khoáng, men. Trong sữa có đầy 
đủ 20 loại axit amin mà trong đó có 1112 loại axit amin không thay thế, 18 loại 
axit béo (mỡ thực vật chỉ có 57 loại), 25 loại muối khoáng, 12 loại vitamin, 10 
loại men, 4 loại đƣờng và một số loại nguyên tố vi lƣợng. Có thể nói sữa là một 
loại thực phẩm có đầy đủ các chất quan trọng đối với sự phát triển của cơ thể con 
ngƣời và là loại thực phẩm duy nhất có thể thay thế sữa mẹ nuôi dƣỡng trẻ sơ sinh 
trong những ngày đầu mới sinh. 
Thành phần hoá học và giá trị dinh dƣỡng của sữa phụ thuộc vào giống gia súc, 
tuổi, chế độ dinh dƣỡng, chế độ chăm sóc, kỹ thuật vắt lấy sữa. Thành phần hoá 
học của một số loại sữa đƣợc trình bày ở bảng 1.1. 
Loại sữa Nƣớc Chất 
khô 
Chất 
béo 
Protein Casein Whey 
Protein 
Lactose Tro 
Sữa 
ngƣời 
Bò 
Trâu 
Dê 
Cừu 
Ngựa 
87,5 
87,5 
82,8 
85,2 
80,7 
88,8 
12,5 
12,5 
17,2 
14,8 
19,3 
11,2 
4,0 
3,8 
7,4 
5,6 
7,4 
1,9 
0,9 
3,3 
3,8 
3,8 
5,5 
2,5 
0,3 
2,7 
3,2 
3,1 
4,6 
1,3 
0,6 
0,6 
0,6 
0,7 
0,9 
1,2 
7,0 
4,7 
4,8 
4,8 
4,8 
6,2 
0,2 
0,7 
0,8 
0,7 
1,0 
0,5 
Bảng 1.3. Thành phần hoá học của một số loại sữa 
Nguồn: B. Simosen, R. Hamm and Rogowski 
Trong bảng 1.1 cho thấy, sữa của các loại động vật khác nhau có thành phần 
hoá học rất khác nhau. Sữa cừu có hàm lƣợng protein và chất béo cao nhất, tiếp đó 
là sữa trâu. Căn cứ vào thành phần hoá học và mùi vị mà ngƣời ta có thể sản xuất 
những sản phẩm sữa đặc trƣng chỉ từ một loại sữa nào đó, ví dụ nhƣ sữa chua 
kumis từ sữa dê, 
 8 
Hình 1.1. Thành phần hoá học của một số loại sữa 
Phổ biến nhất ở trên thế giới trong đó có Việt nam vẫn là sữa bò. Vì vậy, trong 
các nội dung tiếp theo chỉ đề cập đến sữa bò và đƣợc gọi đơn giản là sữa. 
Thành phần hoá học trung bình của 1 lít sữa sữa bò đƣợc ghi trong bảng 1.2. 
1. Nước 
1.1. Nước tự do 
 9 
Nƣớc tự do chiếm 9697% trong số lƣợng nƣớc có trong sữa. Nƣớc tự do có ý 
nghĩa rất quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm của sữa cũng nhƣ đối với 
tính chất lí hoá và sự phát triển của vi sinh vật. Lƣợng nƣớc này có thể tách đƣợc 
trong quá trình cô đặc, sấy vì không có liên kết hoá học với chất khô. 
1.2. Nước liên kết 
No Thành phần Trọng lƣợng (g) 
1 
2 
3 
Thành phần tạo hình hoặc cung cấp năng 
lƣợng 
Nƣớc 
Chất béo 
Hợp chất chứa nitơ 
Lactoza 
Chất khoáng 
Chất xúc tác sinh học 
- Sắc tố 
- Enzim 
- Vitamin 
Chất khí hoà tan 
- Khí cacbonic 
- Khí o xy 
- Khí nitơ 
900-910 
35-45 
35-36 
47-52 
9,0-9,1 
ở trạng thái có vết 
4-5% thể tích của sữa ra 
khỏi vú 
Bảng 1.4. Thành phần hoá học trung bình của 1 lít sữa bò 
Nƣớc liên kết có rất ít, khoảng 34%, vi sinh vật không thể phát triển trong 
nƣớc liên kết. Hàm lƣợng nƣớc liên kết phụ thuộc vào thành phần phần trăm trong 
hệ keo: protein, các phosphatit, polysacarit. Nƣớc liên kết thƣờng đƣợc gắn với các 
nhóm nhƣ: 
 -NH2,-COOH, OH, = NH,-CO-NH-,. 
Hàm lƣợng nƣớc liên kết trong các sản phẩm sữa rất khác nhau: trong sữa gầy 
có 2,13-2,59%, sữa đầu có 4,15%, nƣớc t ...  trong thiết bị tiệt trùng chân không 3, sữa đƣợc làm nguội trung gian đến 
nhiệt độ 750C, sau đó đƣợc bơm ly tâm 7 đƣợc đƣa vào các giàn làm lạnh 4 rồi 
đến 5. Sau khi ra khỏi hệ thống sữa có nhiệt độ từ 5-80C. Năng suất thiết bị này có 
thể đạt tới 10000 lít sữa /h. 
Hình 2.8. Thiết bị tiệt trùng Laguilharre 
1- hệ thống ống đun nóng; 2- hệ thống tiệt trùng ở áp suất thƣờng; 3- hệ thống tiệt 
trùng chân không; 4,5- hệ thống làm lạnh; 6, 7- bơm sữa; 8- bơm chân không; 
9,12- hệ thống ống dẫn sữa; 10,13- bộ phận phun sữa; 11- ống dẫn hơi. 
Thiết bị tiệt trùng TA Flex 10 THE 
 Designed by: Tetra Pak Dairy 
& Beverage System AB 
 Khí nén: 6 bar 
 Hơi nóng:6-7 bar 
 Xuất xứ: Thụy Điển 
 Năm sản xuất: 2006 
Hình 2.9. Thiết bị tiệt trùng UHT 
 60 
Hình 2.10. Bộ phận trao đổi nhiệt tiệt trùng. 
Nguyên tắc hoạt động : Sữa sau khi đƣợc đồng hóa sẽ đƣợc bơm vào khoang 
tiệt trùng, tại đó sữa sẽ đƣợc nâng nhiệt đến nhiệt độ tiệt trùng, nhờ hệ thống nƣớc 
nóng đi ngƣợc chiều, với chế độ tiệt trùng: 1390C/ 3s. 
 Sau khi tiệt trùng sữa đƣợc bơm chuyển qua khoang làm lạnh xuống nhiệt 
độ 25 – 300C. Sau sữa đó tiếp tục đƣợc bơm chuyển vào thiết bị chứa vô trùng và 
chuyển sang rót. 
4. Phân ly sữa 
4.1. Mục đích phân ly sữa 
Ngƣời ta có thể tiên hành phân ly sữa để thu đƣợc cream và sữa gầy (phân ly để 
tách chất béo) hoặc cream và sữa có hàm lƣợng chất béo định sẵn (phân ly để tiêu 
chuẩn hoá chất béo).. 
Cream thu đƣợc sẽ là nguyên liệu cho các quá trình sản xuất cream lên men 
(cultured, sour cream), sản xuất bơ hoặc để tiêu chuẩn hoá chất béo cho các sản 
phẩm khác. Còn sữa gầy sẽ đƣợc sử dụng sản xuất các sản phẩm nhƣ sữa chua gầy, 
sữa bột gầy,. 
4.2. Nguyên lý phân ly sữa 
Nguyên lý làm việc của máy là dựa vào lực ly tâm khi cho khối chất lỏng quay 
trong trống phân ly. Do có sự khác nhau về khối lƣợng riêng của mỡ và sữa gầy 
(plasma), dƣới tác dụng của ly tâm sẽ xảy ra quá trình phân ly: các cầu mỡ có khối 
lƣợng riêng nhỏ sẽ chuyển động về phía trục quay, sữa gầy có khối lƣợng riêng lớn 
sẽ chuyển động ra xa phía trục quay, các tạp chất cơ học nặng hơn sữa gầy bị bắn 
 61 
vào thành trong của vỏ trống quay và tập trung vào khoảng không gian chứa tạp 
chất. 
Sữa nguyên liệu đƣợc liên tục cấp vào gây nên áp suất đẩy mỡ và sữa gầy lên 
phía trên và chúng đƣợc thoát ra ngoài qua các cửa riêng. 
ở 50C khối lƣợng riêng của mỡ 961kg/m3, của nƣớc sữa 1036 kg /m3, độ nhớt 
động lực học  = 0,0296 Pas = 0,00296Ns/m2. 
Các hạt mỡ sẽ chuyển động về phía trục quay với gia tốc hƣớng tâm: 
900
22
2
Rn
Ra
 
Vận tốc chuyển động tính theo định luật Stock: 

 212
9
2
arv 
n - tốc độ quay của trống phân ly, v/p 
 - vận tốc góc, s-1 
R - bán kính trống phân ly, m 
r - bán kính cầu mỡ, m 
 1- tỷ trọng của sữa gầy, kg/m
3
; 
 2- tỷ trọng của cream, kg/m
3
; 
 - độ nhớt động học, kg/m.s. 
Từ công thức này, ta thấy tốc độ tách các cầu mỡ tỉ lệ thuận với kích thƣớc và 
tốc độ trống phân ly, tỷ trọng của sữa gầy và cream, tỉ lệ nghịch với độ nhớt của 
sữa. 
Do vậy để tăng năng suất của máy phân ly, cần tăng đƣờng kính và tốc độ quay 
của trống phân ly, giảm độ nhớt của sữa. Khi đun nóng sữa lên 40 – 45oC, độ nhớt 
của nó giảm xuống, giúp cho quá trình phân ly đƣợc dễ dàng. 
4.3. Thiết bị phân ly sữa 
Trên hình 2.8 là sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị phân ly sữa. Các máy 
phân ly thƣờng có cấu tạo bởi một trống phân ly thẳng đứng quay với tốc độ cao. 
Trong trống phân ly có lắp xếp chồng nhiều đĩa hình côn, khe hở giữa các đĩa 0,4-
0,5mm. 
Sữa đƣợc đƣa vào qua ống trục giữa, chảy theo các rãnh vào khe của các đĩa rồi 
 62 
phân bố thành lớp mỏng giữa các đĩa. Khi trống quay, dƣới tác dụng của ly tâm các 
cầu mỡ có khối lƣợng riêng nhỏ sẽ chuyển động về phía trục quay, sữa gầy có khối 
lƣợng riêng lớn sẽ chuyển động ra xa phía trục quay, còn các tạp chất cơ học nặng 
hơn sữa gầy bị bắn vào thành trong của vỏ trống phân ly và tập trung vào khoảng 
không gian chứa tạp chất. 
Sữa nguyên liệu đƣợc cung cấp liên tục vào máy tạo nên áp suất đẩy sữa gầy và 
các cầu mỡ đến phía trên. Cream theo một đƣờng riêng qua van điều chỉnh và đƣợc 
đƣa ra ngoài. Sữa gầy đƣợc đƣa qua một đƣờng khác ra ngoài, chảy vào bình đựng 
sữa gầy. 
Khi phân ly, chỉ có các cầu mỡ có kích thƣớc nhỏ mới bị lẫn vào dòng sữa gầy. 
Hàm lƣợng chất béo còn sót lại trong sữa gầy là 0,05%. 
Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân ly sữa 
1- ống dẫn sữa; 2- trống phân ly; 3- đĩa côn; 
4- cửa thoát sữa gầy; 5 - cửa thoát cream. 
Ngoài việc phân ly sữa nguyên thành sữa gầy và cream, trong quá trình phân ly 
còn loại trừ đƣợc tạp chất cơ học. 
Ngƣời ta có thể điều chỉnh đƣợc hàm lƣợng chất béo của cream bằng cách vặn 
vít điều chỉnh ở cửa ra của cream. Muốn thu đƣợc cream có hàm lƣợng chất béo 
cao thì vặn vít điều chỉnh cho khe van nhỏ lại, lƣợng cream ra càng ít nhƣng hàm 
 63 
lƣợng chất béo càng cao. Khi điều chỉnh cho khe van lớn hơn thì cream ra nhiều 
hơn nhƣng lại có hàm lƣợng chất béo thấp. 
Nếu ký hiệu GS , GC và GB là khối lƣợng sữa, cream và sữa gầy; MS , MC và MB 
là hàm lƣợng mỡ (hay tỷ lệ phần trăm mỡ) trong sữa, cream và sữa gầy, ta có: 
 GS = GC + GB (4.3) 
 GSMS = GCMC + GBMB (4.4) 
Độ sạch mỡ đƣợc xác định theo công thức: 
 %100
MG
MG
e
BS
CC (4.5) 
Muốn cho khối lƣợng cream C có độ chứa mỡ MC cần thiết, ta có thể tính đƣợc 
C bằng cách giải hai phƣơng trình trên, khi đó: 
BC
BSS
C
MM
MMG
G
)(
 (4.6) 
Ví dụ: Cần tách khối lƣợng sữa GS = 100kg có độ chứa mỡ M S = 4% để đƣợc 
cream có độ chứa mỡ M C = 30% và độ chứa mỡ sót trong sữa gầy là MB = 0,05%. 
- Khối lƣợng cream thu đƣợc: 
 kg1813
05030
0504100
GC ,
,
),(
 - Độ sạch mỡ: 
 %,%
.
.,
598100
4100
301813
e 
Hiệu suất ly tâm: 
4.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân ly sữa 
4.4.1. Kích thước các cầu mỡ 
Cream ở dƣới dạng các cầu mỡ có kích thƣớc 0,3 – 10àm. Phần lớn có kích 
thƣớc 1 - 5àm. Khi phân ly sữa có thể tách đƣợc các cầu mỡ có d = 1àm. Các cầu 
mỡ bé hơn nằm lại trong sữa gầy. Nguyên nhân là do sự thay đổi tỷ trọng của các 
cầu mỡ, phụ thuộc vào kích thƣớc của chúng. 
Trong cream, các cầu mỡ này có kích thƣớc lớn chiếm lƣợng lớn. Tỉ trọng của 
các cầu mỡ này nhỏ hơn tỉ trọng của plasma. Trong các cầu mỡ nhỏ, chủ yếu là 
màng lipoprotein, do đó tỉ trọng của các cầu mỡ nhỏ gần bằng tỉ trọng plasma. Sự 
 64 
khác nhau giữa tỉ trọng plasma và các cầu mỡ nhỏ rất ít, do vậy mà khi phân ly 
không tách đƣợc chúng. 
4.4.2. Độ sạch và độ tươi của sữa 
Trong quá trình phân ly làm sạch, các tạp chất cơ học đƣợc tách ra khỏi sữa. 
Nếu sữa chứa nhiều tạp chất cơ học hoặc có độ axit cao thì khoảng không gian 
trong thiết bị để chứa tạp chất sẽ chóng đầy và khi đó tạp chất bắt đầu tụ tập trên 
bề mặt các đĩa. Trong trƣờng hợp này việc sữa gầy chuyển ra vùng ngoại vi sẽ khó 
hơn. Sữa gầy bị dâng lên giữa các đĩa và có thể chảy vào rãnh dành cho cream. Kết 
quả là hàm lƣợng chất béo của cream giảm đi đáng kể, lƣợng chất béo trong sữa 
gầy lại tăng. 
4.4.3. Lượng cung cấp 
Trong quá trình phân ly, nếu tăng hoặc giảm lƣợng cung cấp đều làm ảnh 
hƣởng tới hiệu suất phân ly. 
Khi tăng tốc độ cho sữa vào, có nghĩa là sữa phải đi qua thùng quay nhanh hơn 
thì lực ly tâm tác dụng lên sữa sẽ nhỏ hơn, một phần các cầu mỡ không kịp tác 
khỏi sữa dẫn tới hàm lƣợng chất béo trong sữa gầy cao. 
Khi giảm tốc độ cho sữâ vào, lực ly tâm tác dụng lên sữa sẽ lâu hơn, chất béo 
tách đƣợc triệt để hơn. Tuy nhiên việc giảm tốc độ này làm giảm công suất của 
máy. 
4.4.4. Nhiệt độ của sữa 
Sữa lạnh có độ nhớt cao làm giảm hiệu suất phân ly, đặc biệt đối với các cầu 
mỡ có kích thƣớc mhỏ. Vì vậy, nếu đun sữa tới nhiệt độ 40 – 45oC, khi đó độ nhớt 
giảm nhỏ hơn hai lần so với độ nhớt cũng của sữa đó ở 10oC thì sẽ đạt đƣợc hiệu 
suất phân ly cao hơn. 
4.4.5. Hàm lượng chất béo của sữa 
Sữa nguyên liệu thƣờng có hàm lƣợng chất béo 4%. Khi sữa có hàm lƣợng chất 
béo cao hơn, cần gia nhiệt tới nhiệt độ 40 – 45oC và giảm tốc độ cho sữa vào để 
đảm bảo ly tâm đạt kết quả tốt. 
4.5. Xác định hiệu quả phân ly 
Hiệu quả phân ly đƣợc đánh giá qua hàm lƣợng chất béo còn sót trong sữa gầy. 
Ly tâm có hiệu quả tốt khi trong sữa gầy lƣợng chất béo còn ít hơn hoặc bằng 
 65 
0,05%. 
5. Li tâm tách béo 
5.1. Mục đích 
5.2. Nguyên tắc 
Nguyên tắc làm việc của thiết bị li tâm tách béo đƣợc mô tả trong sơ đồ thiết bị 
hình 5.1 
 66 
Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lý của thiết bị li tâm tách béo 
 67 
6. Đồng hoá sữa 
6.1. Mục đích 
Mục đích của đồng hoá là giảm kích thƣớc của các cầu mỡ, làm cho chúng phân 
bố đều trong sữa, khi đó khối sữa đƣợc đồng nhất. 
Đồng hoá có thể làm tăng độ nhớt của sữa lên ít chút nhƣng làm giảm đƣợc 
đáng kể quá trình oxy hoá, nâng cao mức độ phân tán của các cầu mỡ (các cầu mỡ 
không nổi lên bề mặt khối sữac), tạo ra sự phân bố lại giữa các pha chất béo và 
plasma sữa cũng nhƣ làm thay đổi thành phần và tính chất của protein, nhờ đó đã 
làm tăng chất lƣợng của sữa và các sản phẩm sữa. 
Trong sản xuất các loại sữa chua, đồng hoá tạo điều kiện thu đƣợc quện sữa 
đồng nhất và bền. Các sản phẩm sữa qua đồng hoá đƣợc cơ thể hấp thu dễ dàng 
hơn. 
6.2. Nguyên tắc đồng hoá sữa 
Ngƣời ta dùng thiết bị đồng hoá để đồng hoá sữa. Hiện nay có nhiều loại máy 
đƣợc sử dụng đồng hoá sữa nhƣ: máy ép piston, máy xay keo, sóng siêu âm,... 
Trên hình 2.9 là sơ đồ nguyên lý làm việc của máy đồng hoá kiểu piston ba cấp. 
Trên ống tăng áp ngƣời ta đặt van đồng hoá. Van này ép sát bằng lo xo vào lỗ có 
đƣờng kính 5 – 10mm gọi là đế van. 
Theo Barabanovski, các cầu mỡ bị phân chia nhỏ là do kết quả của sự thay đổi 
đột ngột tốc độ sữa khi qua khe van. Tốc độ chuyển động của sữa qua buồng tăng 
áp là vo = 9 m/s. Do kết quả của sự thay đổi đột ngột tiết điện dòng sữa khi đi từ 
buồng tăng áp vào khe van rất nhỏ, tốc độ sữa tăng lên v2 = 200 – 300 m/s. 
Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy đồng hoá kiểu piston 
 68 
Khi cầu mỡ chuyển từ vùng có tốc độ thấp vo vào vùng có tốc độ cao, phần phía 
trƣớc của các cầu mỡ đi vào khe van với tốc độ v1 bị kéo căng và từng phần của nó 
bị đứt khỏi cầu mỡ. Tốc độ v1 càng lớn (phụ thuộc vào áp suất) thì cầu mỡ bị kéo 
mạnh gần nhƣ thành sợi chỉ và khi đó thu đƣợc các cầu mỡ có kích thƣớc nhỏ hơn. 
Mức độ phân chia của các cầu mỡ phụ thuộc vào áp suất. Nên đồng hoá sữa ở 
nhiệt độ 60 - 85oC, khi đó hiệu quả đồng hoá sẽ tốt hơn. 
6.3. Phương pháp xác định hiệu quả đồng hoá 
Hiệu quả đồng hoá đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sau đây: Lấy 1000 ml sữa 
vào cốc hoặc ống đong có chia vạch. Giữ ở nhiệt độ 4-6oC trong 48 giờ, sau đó lấy 
ra 100 ml sữa cho vào một cốc khác. Xác định hàm lƣợng chất béo M1 của lớp sữa 
này. 
Phần sữa còn lại trong cốc đƣợc trộn đều và đƣa đi xác định hàm lƣợng chất 
béo M2 . Hiệu quả đồng hoá I đƣợc xác định theo công thức: 
 100
M
MM
I
1
21 
Giá trị I nằm trong khoảng từ 1 – 10 là tốt. 
Trong công thức trên, với M1 = 3,5; M2 = 2, 9 thì hiệu quả đồng hoá sẽ là: 
 97100
153
92153
I ,
,
,,
6.4. Thiết bị đồng hóa sữa 
a. Cấu tạo 
Hình 2.14. Thiết bị đồng hoá 
 69 
b. Hoạt động. 
Bơm piston cao áp đƣợc vận hành bởi động cơ điện (1) thông qua trục quay 
(4) và bộ truyền động (2) để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành 
chuyển động tịnh tiễn của piston. Các piston (5) chuyển động trong xilanh với áp 
suất cao,bên trong có ống dẫn nƣớc để làm mát piston trong quá trình làm việc. 
Đầu tiên, nguyên liệu đƣợc đƣa vào thiết bị đồng hóa bởi một piston. Bơm 
sẽ tăng áp lƣc cho hệ nhũ tƣơng từ 3 bar lên đến 100 - 250 bar hoặc cao hơn tại đầu 
khe hẹp (5).Ngƣời ta sẽ tạo ra một đối lực lên hệ nhũ tƣơng bằng cách hiệu chỉnh 
 1. Mô tơ chính 
 2. Bộ truyền đai 
 3. Đồng hồ đo áp suất. 
 4. Trục quay 
 5. Piston 
 6. Hộp piston 
 7. Bơm 
 8. Van 
 9. Bộ phận đồng hoá 
 10. Hệ thống tạo áp suất. 
Hình 2.11. Cấu tạo thiết bị đồng hoá 
1. Bộ phận sinh lực 
2. Vòng đập 
3. Bộ phận tạo khe hẹp 
4. Hệ thống thuỷ lực 
5. Khe hẹp 
Hình 2.15. Bộ phận làm việc chính trong thiết bị đồng hoá 
 70 
khoảng cách khe hẹp trong thiết bị trong bộ phận sinh lực (1) và bộ phận tạo khe 
hẹp (3). Đối áp này đƣợc duy trì bởi một bơm thuỷ lực sử dụng dầu. 
 Vòng đập (2) đƣợc gắn với bộ phận tạo khe hẹp (3) sao cho mặt trong của 
vòng đập vuông góc với lối thoát ra của hệ nhũ tƣơng khi rời khe hẹp.Nhƣ vậy, 
một số hạt phân tán tiếp tục đi vào vòng đập (2) bị vỡ ra và làm giảm kích thƣớc. 
Tốc độ chuyển động của hệ nhũ tƣơng có thể lên tới 100 – 400 m/s và quá trình 
đồng hoá chỉ diễn ra khoảng 10 – 15giây,nhiết độ thích hợp là 55 – 580C. 
7. Tiêu chuẩn hoá sữa 
7.1. Mục đích tiêu chuẩn hoá 
Việc tiêu chuẩn hóa sữa nhằm đồng nhất hóa các thành phần chất khô với chất 
béo. Tiêu chuẩn hoá đƣợc coi là khâu quan trọng trong nhiều nhiều qui trình công 
nghệ chế biến các sản phẩm từ sữa (sữa thanh trùng, sữa tiệt trùng, sữa chua, sữa 
cô đặc, ,) để ổn định các thành phần trong sản phẩm. 
7.2. Phương pháp tiêu chuẩn hoá 
Tiêu chuẩn hoá là bổ sung các thành phần mỡ hoặc sữa gầy vào lô sữa chuẩn bị 
đƣa đi chế biến nhằm ổn định thành phần chất béo có trong sữa ban đầu. Có thể 
tiến hành tiêu chuẩn hoá sữa theo hai phƣơng pháp: bằng máy ly tâm tiêu chuẩn 
hoá tự động hoặc bằng phối trộn. Tốt nhất là dùng máy ly tâm điều chỉnh tự động 
thực hiện đồng thời hai nhiệm vụ: ly tâm làm sạch và tiêu chuẩn hoá chất béo trong 
sữa. 
Dùng bơm đẩy sữa vào ngăn hoàn nhiệt của máy thanh trùng. Sữa đƣợc đun 
nóng đến nhiệt độ 40-45oC rồi chuyển sang máy ly tâm làm sạch, ly tâm tiêu chuẩn 
hoá. Sau khi sữa đƣợc điều chỉnh tới hàm lƣợng chất béo cần thiết, nó đƣợc đƣa trở 
lại thiết bị thanh trùng để thanh trùng và làm lạnh. 
Hình 2.16. Sự khác biệt giữa các hạt béo sữa sau quá trình đồng 
hóa 
 71 
Trong trƣờng hợp không có máy ly tâm điều chỉnh tự động, ngƣời ta dùng máy 
ly tâm tách chất béo. Sữa nguyên liệu sau khi đƣợc đun nóng ở ngăn hoàn nhiệt 
của máy thanh trùng một phần lớn đi vào máy làm sạch sữa, phần còn lại đi vào 
máy ly tâm tách chất béo. 
Khi hàm lƣợng chất béo của sữa thành phẩm thấp hơn hàm lƣợng chất béo của 
sữa nguyên liệu thì cần phải tách bớt một lƣợng cream: 
TCC
TCSS
C
MM
MMG
G
)(
 (4.6) 
GC- lƣợng cream tách đƣợc khi ly tâm, kg; 
GS- lƣợng sữa cần mang ly tâm, kg; 
MS, MTC, MC- hàm lƣợng chất béo của sữa nguyên liệu, sữa tiêu chuẩn và của 
cream, %. 
ở những cơ sở sản xuất nhỏ, việc tiêu chuẩn hoá sữa đƣợc tiến hành theo 
phƣơng pháp phối trộn. Khi đó với một lƣợng nguyên liệu xác định, ngƣời ta pha 
thêm sữa đã tách chất béo hoặc cream cần dùng theo các công thức sau: 
BC
TCSS
B
MM
MMG
G
)(
 (4.6) 
TCC
TCSS
C
MM
MMG
G
)(
 (4.7) 
GB, GC- lƣợng sữa gầy hoặc cream dùng để tiêu chuẩn hoá, kg; 
MB- hàm lƣợng chất béo của sữa gầy, %. 
Hình 2. 17.Thiết bị phối trộn 
 72 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Mục đích và các phƣơng pháp làm sạch sữa? 
2. Mục đích và các phƣơng pháp làm lạnh sữa? 
3. Các phƣơng pháp thanh trùng sữa? ưu nhƣợc điểm và phạm vi ứng dụng? 
4. Nguyên tắc phân ly sữa? Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình phân ly sữa và 
phƣơng pháp xác định hiệu quả phân ly? 
5. Nguyên tắc đồng hoá sữa? Phƣơng pháp xác định hiệu quả đồng hoá sữa? 
6. Mục đích và phƣơng pháp tiêu chuẩn hoá sữa?