PHẦN III. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA TƯƠI THANH TRÙNG
3.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất sữa tươi thanh trùng
Sữa tươi nguyên liệu
4 – 60C 750C/15s 55 – 800C
2 cấp: P1= 200bar; P2= 50bar
65 – 680C 65 – 680C
Bao bì vô trùng
Sữa tươi thanh trùng
Làm lạnh Thanh trùng
Đồng hóa
Rót hộp vô trùng Bài khí Gia nhiệt 2
40 – 450C 40 – 450C Tiêu chuẩn hóa
Gia nhiệt 1
3.2. Thuyết minh quy trình 3.2.1. Gia nhiệt 1 Mục đích:
Nâng nhiệt độ sữa nguyên liệu lên 40 – 450C để chuẩn bị cho công đoạn tiêu chuẩn hóa.
Thực hiện:
Bơm hút sữa từ bồn chứa đưa sữa nguyên liệu vào ngăn thứ 2 của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, tại đây sữa được nâng nhiệt độ lên 40 – 450C.
3.2.2. Tiêu chuẩn hóa Mục đích:
Hiệu chỉnh hàm lượng béo của sữa nguyên liệu thành 3,5% , chuẩn bị cho quy trình thanh trùng.
Thực hiện:
Trong đồ án này, tiêu chuẩn hóa chất béo trong sữa bằng thiết bị tiêu chuẩn hóa tự động, vì có thể thực hiện đồng thời hai nhiệm vụ: ly tâm làm sạch và tiêu chuẩn hóa chất béo của sữa.
Người ta dùng bơm đưa sữa cần tách chất béo và thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để gia nhiệt sữa lên 40 – 450C rồi chuyển sang thiết bị ly tâm tiêu chuẩn hóa tự động. Sau khi điều chỉnh đến hàm lượng cần thiêt sẽ được đưa đi thực hiện các quá trình công nghệ tiếp theo để sản xuất sữa tươi thanh trùng.[1]
Các biến đổi chính:
Vật lí: khối lượng riêng tăng, độ nhớt giảm, nhiệt độ tăng, …
Thiết bị: máy ly tâm và hệ thống hiệu chỉnh hàm lượng chất béo hoàn toàn tự động.
3.2.3. Gia nhiệt 2 Mục đích:
Nâng nhiệt độ sữa nguyên liệu lên 65 – 680C để chuẩn bị cho công đoạn bài khí.
Thực hiện:
Sữa sau khi tiêu chuẩn hóa, được đưa vào ngăn thứ 3 thiết bị trao đổi nhiệt, tại đây sữa được nâng nhiệt lên 65 – 680C.
3.2.4. Bài khí Mục đích:
Tăng hiểu quả cho các quá trình tiếp theo, đặc biệt là sự truyền nhiệt của quá trình thanh trùng.
Thực hiện:
Sữa nguyên liệu đã được tiêu chuẩn hóa được đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm được gia nhiệt sơ bộ lên 65 – 680C. Đây là nhiệt độ thích hợp cho quá trình bài khí, sau đó được đưa vào thiết bị bài khí.[1]
Thông số kĩ thuật:
Nhiệt độ sữa 65oC, áp lực chân không 580 mmHg.
Các biến đổi chính:
Vật lí: thể tích giảm.
Hóa lí: nước bay hơi.
Cảm quan: cải thiện mùi của sữa.
Thiết bị: Thiết bị hình trụ đứng, đáy nón với phần đỉnh nón được quay lên phía trên. Dưới nắp thiết bị là bộ phận ngưng tụ được nối với bơm chân không.
3.2.5. Đồng hóa Mục đích:
Mục đích của đồng hóa là giảm kích thước của các cầu béo, làm cho chúng phân bố đều chất béo trong sữa, làm cho sữa được đồng nhất.
Đồng hóa có thể làm tăng độ nhớt của sữa lên chút ít nhưng làm giảm đáng kể quá trình oxi hóa, làm tăng chất lượng của sữa và các sản phẩm sữa ( tăng độ phân tán cream, phân bố lại giữa pha chất béo và plasma, thay đổi thành phần và tính chất
của protein, tăng giá trị cảm quan). Các sản phẩm sữa qua đồng hóa được cơ thể hấp thu dễ dàng.
Nhiệt độ thích hợp cho quá trình đồng hóa là 55 – 800C.
Thực hiện:
Sữa tươi đã tiêu chuẩn hóa được đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để gia nhiệt sơ bộ lên 65 – 680C, rồi được đưa vào thiết bị đồng hóa.
Phương thức đồng hóa là đồng hóa 2 cấp. Áp suất đo trước van đồng hóa cấp 1 gọi là P1. Áp suất đo trước van đồng hóa cấp gọi là P2. Áp suất cấp 1 là 200 bar, áp suất cấp 2 là 50 bar. Kết quả đồng hóa đạt tốt nhất khi PP21 khoảng 0.2. [1]
Các biến đổi chính:
- Vật lý: giảm kích thước của pha phân tán, nhiệt độ tăng, thể tích thay đổi.
- Hóa lý: ổn định hệ nhũ tương.
3.2.6. Thanh trùng
Đây là giai đoạn chính trong dây chuyền sản xuất sữa tươi thanh trùng.
Mục đích:
Tiêu diệt vi sinh chịu nhiệt kém và vi sinh vật gây bệnh.
Phá hủy các enzyme gây hư hỏng.
Ổn định các thành phần ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái sản phẩm.
Thực hiện:
Sữa từ thiết bị đồng hóa bơm sang thiết bị gia nhiệt, ở đây sữa được chảy qua các tấm gia nhiệt để tăng nhiệt lên 75-800C. Khi sữa đạt lên 750C rồi được chuyển qua các ống lưu nhiệt 15- 20s. Sau đó sữa được chảy qua thiết bị làm lạnh để giảm nhiệt độ xuống.
Yêu cầu: sữa phải được thanh trùng đạt 75-800C trong 15-20s.
3.2.7. Làm lạnh Mục đích:
Đưa nhiệt độ sữa sau thanh trùng xuống 4 – 60C chuẩn bị cho công đoạn rót hộp/chai.
Thực hiện:
Sữa sau khi thanh trùng được trao đổi nhiệt với sữa ban đầu trong ngăn thứ 2, và 3 của thiết bị trao đổi nhiệt, sẽ được tiếp tục làm lạnh xuống 4 – 60C ở ngăn thứ nhất nhờ tác nhân lạnh 20C.
3.2.8. Rót hộp vô trùng Mục đích:
Rót vào bao bì thích hợp giúp tạo điều kiện thuận lợi khi sử dụng và vận chuyển sản phẩm. Sữa được rót vào bao bì hộp Tetra Pak trong điều kiện hoàn toàn vô trùng. Sau đó được dán ống hút, in date và xếp hộp carton. Mục đích hoàn thiện sản phẩm.
Thực hiện:
Đưa băng giấy qua bể H2O2 để tiệt trùng giấy, có nồng độ 32– 38%, Sau đó loại bỏ H2O2 trên bề mặt bao bì tiếp xúc với sản phẩm bằng trục ép.
Khi tiến hành rót, hộp được hút chân không đồng thời được nạp khí nitơ, để cấu trúc hộp vững chắc, tạo khoảng không cho sữa dãn nở và sản phẩm khi uống có cảm giác đồng đều.
Trong khi rót hộp, khoảng 45 phút một lần hoặc sau khi hết một cuộn giấy, nhân viên vận hành máy phải kiểm tra xem hộp có kín không, có vuông cạnh không. QA thường xuyên kiểm tra quá trình đóng hộp quá trình lấy mẫu đầu quá trình rót, cuối quá trình rót và 20 phút/ lần...
Đóng block và đóng thùng: 4 hộp/block, 10 block/thùng, 100 thùng/pallet.
3.2.9. Sản Phẩm
Sữa sau khi rót xong được đem đi bảo quản ở nhiệt độ 4 – 6 0C trong kho lạnh chờ xuất hàng. Sản phẩm sữa tươi thanh trùng có thể bảo quản được 8 – 10 ngày ở nhiệt độ 4 – 6 0C.
Sản phẩm dạng lỏng, đồng nhất có qua xử lý thanh trùng.
Màu trắng ngà, hương thơm đặc trưng của sữa.