Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Tiệt trùng trong bao bì

Tiệt trùng trong bao bì

Tải bản đầy đủ - 0trang

tiệt trùng, bình thường ở 110 - 125°C trong 3 - 40 phút. Sau đó được làm mát và nồi hấp thực hiên quy

trình mới lại từ đầu. Nguyên tắc là giống nhau đối với sữa tiệt trùng trong lon.

Xử lý tiệt trùng trong autoclave là kỹ thuật được sử dụng nhiều hơn đối với thực phẩm dạng rắn đóng

hộp so với các sản phẩm dạng lỏng. Thực tế là q trình tiệt trùng xảy ra sau khi đóng chai hoặc đóng hộp

loại bỏ sự cần thiết phải xử lý vô trùng, nhưng mặt khác, phải được sử dụng vật liệu đóng gói chịu nhiệt.

4.2. Tiệt trùng liên tục

Các hệ thống liên tục thường được ưu tiên hơn và chúng hoạt động với công suất cao hơn. Đối với sự

hoạt động liên tục, thiết kế máy móc để sản xuất liên tục phụ thuộc vào việc sử dụng một hệ thống khóa áp

lực qua đó các thùng chứa được làm đầy đi từ điều kiện áp suất thấp / nhiệt độ thấp vào một khu vực áp suất

cao/nhiệt độ cao. Sau đó, chúng sẽ phải giảm nhiệt độ và điều kiện áp suất và cuối cùng được làm nguội

bằng nước lạnh hoặc tác nhân lạnh.

Có hai loại máy chính trên thị trường để áp dụng trong quy trình tiệt trùng liên tục, khác nhau về cơ

bản là trong các loại hệ thống khóa áp lực được sử dụng.





Thiết bị tiệt trùng chai thủy tĩnh thẳng đứng (The hydrostatic vertical bottle

sterilizer)







Thiết bị tiệt trùng bằng van quay nằm ngang (The horizontal rotary valve-sealed

sterilizer)



4.2.1. Thiết bị tiệt trùng chai thủy tĩnh thẳng đứng



Loại thiết bị tiệt trùng này, thường được gọi là tháp tiệt trùng.



131



Hình 65.Thiết bị tiệt trùng liên tục trong bao bì theo phương pháp thủy tĩnh

1. Giai đoạn gia nhiệt lần thứ nhất



6.Giai đoạn làm mát thứ 2



2.Giữ nước và giai đoạn gia nhiệt lần thứ



7.Giai đoạn làm mát thứ 3



2 3.Giai đoạn nung nóng thứ 3



8.Giai đoạn làm mát thứ 4



4.Tiệt trùng



9.Giai đoạn làm mát cuối



5.Giai đoạn làm mát đầu tiên



cùng

10.Trục trên và bánh xe, điều khiển riêng



Về cơ bản thiết bị tiệt trùng bao gồm một buồng trung tâm được duy trì ở nhiệt độ tiệt trùng bằng hơi

nước dưới áp suất cao, cân bằng ở phía đầu vào và đầu xả bằng các cột nước tạo áp lực tương đương. Nước

ở phía đầu vào được làm nóng và nước ở phía đầu ra đã được làm mát, mỗi nơi thiết kế nhiệt độ được điều

chỉnh để tạo sự hấp thụ nhiệt / giải nhiệt tương thích để tránh vỡ kính khi bị sốc nhiệt.

Trong tháp thuỷ tĩnh, các thùng chứa sữa được vận chuyển chậm qua các vùng làm nóng và làm mát

liên tiếp. Các vùng này được xác định kích thước tương ứng với nhiệt độ và thời gian giữ trong các giai

đoạn xử lý khác nhau.

Trong nhiều trường hợp, sữa được xử lý trước trong một quy trình tiền tiệt trùng giống như UHT.

Sữa được gia nhiệt đến 135°C hoặc cao hơn trong vài giây và sau đó làm mát đến 30 - 70°C (tùy thuộc vào

chất liệu của chai - chai nhựa đòi hỏi nhiệt độ thấp hơn), và chuyển sang



chai sạch đã được làm nóng trước khi được xử lý trong tháp thủy tĩnh. Tiền tiệt trùng có thể gián tiếp hoặc

trực tiếp. Lý do chính để tiệt trùng trước là hoặc là để giảm số bào tử sẽ được loại bỏ hồn tồn bằng lần tiệt

trùng thứ hai trong bình chứa, hoặc là đạt được về nguyên tắc mức độ vô trùng tương tự trong bước tiệt

trùng trước như xử lý UHT. Do đó việc tiệt trùng lần thứ hai sẽ chỉ loại bỏ các vi sinh vật xâm nhập vào sản

phẩm do q trình rót chai khơng đảm bảo vơ trùng (F0

= 1-2 phút). Cả hai loại tiền tiệt trùng được áp dụng để giảm tải nhiệt trong tháp và do đó làm giảm các biến

đổi hóa học và tính chất cảm quan không mong muốn, rút ngắn khoảng các với chất lượng thu được bằng

q trình UHT sau đó là rót chai vơ trùng.

Chu kỳ thời gian của thiết bị tiệt trùng thuỷ tĩnh là khoảng. một giờ, kể cả 3 - 30 phút để đi qua phần

tiệt trùng ở 115 - 125°C [102].

Bộ tiệt trùng thủy tĩnh thích hợp để tiệt trùng chai thủy tinh hoặc nhựa.

4.2.2. Thiết bị tiệt trùng nằm ngang (Horizontal Sterilizer)



Hình 66.Thiết bị tiệt trùng ngang với van quay và điều áp tăng áp tích cực

(hơi/khơng khí).

1.Tự động nạp chai hoặc lon



4.Quạt thơng gió



2.Van xoay cùng lúc vận chuyển chai vào và



5.Khu vực làm lạnh trước



ra khỏi buồng áp lực



6.Làm lạnh cuối cùng ở áp suất khí quyển



3.Khu vực khử trùng



7.Dỡ hàng từ chuỗi băng tải



Thiết bị tiệt trùng bằng van quay (the rotary valve-sealed sterilizer,) là một máy tương đối đơn giản

được trang bị với một van rotor điều khiển bằng máy, qua đó các thùng chứa được làm đầy rồi đưa vào một

khu vực nhiệt độ cao/áp suất cao, nơi chúng phải chịu nhiệt độ tiệt trùng



132 - 140°C trong 10-12 phút. Với thời gian chu kỳ tổng thể 30-35 phút, có thể đạt được công suất 12.000

đơn vị mỗi giờ.

Thiết bị tiệt trùng bằng van quay có thể được sử dụng để tiệt trùng chai nhựa và chai thủy tinh, cũng

như các loại hộp bao bì làm bằng nhựa plastic và nhựa laminates.

Một hệ thống khác cần phải được đề cập trong đây nồi hấp quay ngang liên tục (the horizontal continuous

rotating autoclave) dùng trong loại sữa cô đặc trong lon. Thiết kế tiệt trùng bao gồm ba bình hình trụ, mỗi

bộ chứa một dải xoắn gắn với một con lăn bên trong. Một số kênh được hình thành để các hộp được chuyển

tiếp theo con lăn trong quá trình chế biến và đồng thời quay tròn. Loại tiệt trùng này cũng được trang bị hệ

thống phát hiện kép - một ở lối ra của bộ phận tiền gia nhiệt, và một ở cuối bộ làm mát áp suất cao- cho

phép phát hiện các hộp khơng hồn tồn vơ trùng.

5.



Phương pháp xử lý UHT



Trong một quy trình UHT hiện đại, sữa được bơm trong một hệ thống khép kín. Trên đường đi nó

được tiền làm nóng, xử lý nhiệt cao, đồng nhất, làm mát và đóng gói vơ trùng mà khơng bị tái nhiễm. Các

sản phẩm lỏng có độ acid thấp (pH trên 4,5 - đối với sữa >pH 6,5) thường được xử lý ở 135-150°C trong vài

giây, bằng cách gia nhiệt gián tiếp, phun hơi nước trực tiếp hoặc truyền nhiệt bằng hơi nước. Các sản phẩm

có độ axit cao (pH dưới 4,5) như nước ép thường được làm nóng ở 85-95°C trong 15-30 giây. Tất cả các bộ

phận của hệ thống hạ lưu của bộ phận gia nhiệt nhiệt độ cao được thiết kế vệ sinh vô trùng để loại bỏ nguy

cơ tái nhiễm trùng [56].

So với phương pháp tiệt trùng truyền thống ở trong tháp thủy tĩnh, xử lý UHT cho sữa tiết kiệm thời

gian, lao động, năng lượng và khơng gian. UHT là một q trình tốc độ cao và có ít ảnh hưởng đến màu sắc

và hương vị của sữa. Tuy nhiên, người tiêu dùng thường xuyên dùng sữa tiệt trùng đã quen với vị khét hoặc

vị caramel và có thể thấy sản phẩm UHT "khơng có mùi vị" [63].

5.2. Quy trình UHT

UHT là một kỹ thuật để bảo quản các sản phẩm thực phẩm lỏng bằng cách trải đều chúng để gia

nhiệt trong thời gian ngắn, cường độ cao. Cách xử lý này sẽ tiêu diệt các vi sinh vật trong sản phẩm và làm

cho nó vơ trùng về mặt thương mại.

Tính vơ trùng thương mại chỉ áp dụng khi sản phẩm vẫn còn trong điều kiện vơ trùng, vì vậy cần

phải ngăn ngừa sự tái nhiễm bằng cách đóng gói sản phẩm sau khi xử lý bằng nhiệt trong các vật liệu đóng

gói đã tiệt trùng trước dưới điều kiện vô trùng. Bất kỳ lưu trữ trung gian nào



giữa việc xử lý và đóng gói phải diễn ra trong điều kiện vơ trùng. Đây là lý do tại sao chế biến UHT cũng

được gọi là chế biến vơ trùng.

5.3. Q trình phát triển của UHT

Các thí nghiệm về tiệt trùng sữa trong chai đã được Louis Pasteur thực hiện, nhưng cho đến khoảng

năm 1960, khi q trình chế biến vơ khuẩn và đóng gói vơ khuẩn đã trở nên sẵn có trên thị trường, thì sự

phát triển hiện đại của cơng nghệ UHT bắt đầu. UHT dùng để xử lý sữa và các sản phẩm thực phẩm dạng

lỏng khác xử lý UHT đã được chấp nhận trên tồn thế giới, nhưng điều này khơng phải lúc nào cũng phù

hợp.

Các nhà máy UHT đầu tiên hoạt động theo nguyên lý phun hơi nước để làm nóng. So với các nhà

máy tiệt trùng trong bao bì, các nhà máy UHT mới nhanh chóng có được danh tiếng về việc sản xuất một

sản phẩm có hương vị tuyệt vời do giữ được hương vị riêng của sữa. Các nhà máy sản xuất sữa qua phương

pháp trao đổi nhiệt gián tiếp đầu tiên đã được giới thiệu trên thị trường khoảng mười năm sau đó.

Nghiên cứu và phát triển đã trở nên mãnh liệt kể từ khi UHT được giới thiệu lần đầu tiên. Các cây

hiện đại cung cấp một sản phẩm cao cấp với màu sắc và các giá trị dinh dưỡng thực tế không thay đổi.

5.4. Quy trình xử lý UHT

Quy trình xử lý UHT là một q trình liên tục và ứng dụng của nó do đó giới hạn cho các sản phẩm

có thể được bơm. Xử lý UHT có thể được áp dụng cho một loạt các sản phẩm sữa và thực phẩm. Nhiều sản

phẩm thực phẩm lỏng khác có thể sẽ là mối quan tâm lớn đối với các nhà máy sữa trong tương lai.

Các nhà máy UHT thường được thiết kế linh hoạt để có thể chế biến một loạt các sản phẩm trong

cùng một nhà máy. Cả hai loại sản phẩm có độ acid thấp (pH> 4.5) và các sản phẩm có độ axit cao (pH

<4.5) đều có thể được xử lý trong một nhà máy UHT. Tuy nhiên, chỉ những sản phẩm có độ acid thấp mới

yêu cầu xử lý bằng UHT để làm cho chúng vô trùng về mặt thương mại. Các bào tử không thể phát triển

trong các sản phẩm có độ axit cao như nước trái cây, và việc xử lý nhiệt chỉ nhằm mục đích giết chết nấm

men và nấm mốc. Việc thanh trùng bằng nhiệt độ bình thường (85-95°C trong 15-30 giây) là đủ để làm cho

các sản phẩm có độ axit cao vơ trùng thương mại [34].

Các nhà máy UHT hoàn toàn tự động và có bốn chế độ hoạt động: tiền tiệt trùng, sản xuất sản phẩm,

AIC (Vô trùng trung gian-Aseptic Intermediate Cleaning) và CIP (làm sạch hoàn toàn-



full Cleaning In Place). Các khía cạnh an tồn phải là yếu tố quan trọng trong việc thiết kế một nhà máy

UHT. Nguy cơ cung cấp sản phẩm khơng an tồn cho máy rót bao bì vơ khuẩn phải được loại bỏ. Interlocks

trong chương trình điều khiển cung cấp bảo mật chống lại lỗi của nhà điều hành và can thiệp vào q trình.

Ví dụ, không thể bắt đầu sản xuất nếu nhà máy chưa được tiệt trùng đúng cách hoặc nếu hệ thống mất khả

năng duy trì vơ trùng trong q trình sản xuất.

Tất cả các trình liên quan lần lượng tự khởi động, quy trình chạy máy và làm sạch nhà máy được bắt

đầu từ bảng điều khiển, trong đó có tất cả các thiết bị cần thiết để kiểm soát, giám sát và ghi lại q trình.

6.



Các hệ thống UHT khác nhau

Có hai loại hệ thống UHT chính trên thị trường: trực tiếp và gián tiếp.



Trong các hệ thống trực tiếp, sản phẩm được tiếp xúc trực tiếp với môi trường gia nhiệt, tiếp theo là làm

lạnh nhanh trong một bình chân khơng, đồng hố và cuối cùng tiếp tục làm mát gián tiếp đến nhiệt độ đóng

gói.

Các hệ thống trực tiếp được chia thành:

-



Hệ thống phun hơi (hơi phun vào sản phẩm)



Hình 67.Vòi phun hơi

-



Hệ thống truyền hơi nước (sản phẩm được đưa vào một bình chứa hơi nước)



Hình 68.Hệ thống truyền hơi nước

Cũng có thể kết hợp gia nhiệt trực tiếp và làm mát gián tiếp mà không cần quá trình làm lạnh nhanh.

Trong trường hợp này, khí ngưng tụ được tạo ra trong khi gia nhiệt phải vẫn còn trong sản phẩm.

Trong các hệ thống gián tiếp, nhiệt được chuyển từ phương tiện làm nóng đến sản phẩm thơng qua

một phân vùng (tấm hoặc tường hình ống).

Các hệ thống gián tiếp có thể dựa trên:





Bộ trao đổi nhiệt dạng bản



Hình 69. Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm để gia nhiệt và làm mát.







Ống trao đổi nhiệt



Hình 70.Bộ trao đổi nhiệt dạng ống để gia nhiệt và làm mát





Máy trao đổi nhiệt có bề mặt cọ xát,



Hình 71.Bộ trao đổi nhiệt có bề mặt cọ xát để gia nhiệt và làm mát

Hơn nữa, có thể kết hợp các bộ trao đổi nhiệt trong hệ thống gián tiếp dựa trên phù hợp theo yêu cầu

sản phẩm và quy trình.

Các sản phẩm vô trùng thông thường:

-Sữa tươi và sữa tái tổ hợp

-Sữa đặc



-Kem sữa

-Sữa có hương

-Các sản phẩm sữa lên men (sữa chua, buttermilk ...)



-Thức uống chứa whey



-Nước trái cây và rau



-Kem có hương



-Đồ uống như trà và cà phê



-Món tráng miệng (bánh quy và bánh pudding)



-Toppings và kem có nguồn gốc chất béo thực vật



-Thức uống cung cấp đạm



-Súp



-Sữa đậu nành



-Nước sốt



-Thức ăn trẻ em



-Purée (món nghiền)

-Sốt phủ

-Thực phẩm bổ sung



6.2. Các giai đoạn xử lý UHT

Các giai đoạn hoạt động này là chung đối với tất cả các hệ thống UHT và do đó khơng được mơ tả

dưới mỗi hệ thống.

6.2.1. Tiền tiệt trùng (pre-sterilization)



Trước khi bắt đầu sản xuất, dây chuyền phải được tiệt trùng trước để tránh sự tái nhiễm của sản phẩm

đã được xử lý.

Việc tiền tiệt trùng bao gồm:

Xử lý nước nóng để đạt nhiệt độ tối thiểu cần thiết (bình thường là 125°C) sẽ đạt đến điểm cuối

cùng. Thời gian tối thiểu để tiệt trùng bằng nước nóng là 30 phút kể từ khi đạt được nhiệt độ thích hợp trong

tồn bộ phần khơng vơ trùng của nhà máy.

Điều chỉnh nhà máy với các điều kiện cần thiết cho sản xuất.

6.2.2. Giai đoạn sản xuất



Các giai đoạn sản xuất khác nhau theo các quy trình khác nhau và được mơ tả phía dưới.

6.2.3. Làm sạch trung gian



Làm sạch trung gian vô trùng (AIC) là một cơng cụ hữu ích trong trường hợp một dây chuyền được

sử dụng để chạy sản xuất rất dài. AIC trong 30 phút có thể được thực hiện bất cứ khi nào cần phải loại bỏ

bùn đất trong dây chuyền sản xuất mà không làm mất điều kiện vô trùng. Nhà máy không bắt buộc phải làm

lại các mẻ sau khi AIC. Phương pháp này giúp tiết kiệm thời gian chết và cho phép thời gian sản xuất kéo

dài.

6.2.4. CIP



Chu kỳ CIP đầy đủ mất từ 70 đến 90 phút và thường được thực hiện ngay sau khi sản

xuất.

Chu trình CIP cho các dây chuyền UHT trực tiếp hoặc gián tiếp có thể bao gồm quy trình

tiền xử lý, làm sạch kỹ, rửa nước nóng, làm sạch bằng axit và rửa lần cuối, tất cả được điều khiển tự động

theo chương trình thời gian / nhiệt độ đã được thiết lập trước. Chương trình CIP phải được tối ưu hóa cho

các điều kiện hoạt động khác nhau trong các nhà máy khác nhau.

6.3. Các dây chuyền UHT trực tiếp

Xử lý UHT có nghĩa là xử lý vơ trùng về mặt thương mại để đảm bảo an toàn thực phẩm và tạo tuổi

thọ dài ở nhiệt độ phòng. Nó đòi hỏi việc gia nhiệt sản phẩm đến một nhiệt độ cụ thể trong một khoảng thời

gian cụ thể. Nhiệt độ càng cao, thời gian càng ngắn để tiêu diệt vi sinh vật. Sản phẩm có thể được nung

nóng nhanh hơn và sau đó làm mát lại, tác động của q trình lên các thành phần hóa học thay đổi trong sản

phẩm, chẳng hạn như thay đổi vị giác, màu sắc và thậm chí là giá trị dinh dưỡng đến mức độ nào đó. Cách

hiệu quả nhất để đạt được gia nhiệt nhanh là trộn hỗn hợp nhiệt độ cao trực tiếp với sản phẩm, tiếp theo là

làm lạnh nhanh trong bình chân không. Đây được gọi là hệ thống trực tiếp.

Làm lạnh nhanh là một quy trình, cũng như làm mát, cũng bao gồm việc khử khí và khử mùi của sản

phẩm được xử lý. Ngồi ra, khử khí giữ hiệu quả đồng nhất hóa cao hơn và sự khử khí cũng sẽ ảnh hưởng

tích cực đến sự ổn định của sản phẩm chế biến trong việc ngăn ngừa oxy hóa trong quá trình bảo quản.

Hệ thống gia nhiệt và làm lạnh nhanh giải thích tại sao các hệ thống trực tiếp cung cấp chất lượng

sản phẩm cao cấp và thường được lựa chọn để sản xuất các sản phẩm nhạy nhiệt, như sữa chất lượng cao

trên thị trường, sữa làm giàu, kem, các sản phẩm sữa chua, sữa đậu nành và đá bào, các món tráng miệng từ

sữa và đồ ăn trẻ em.

Chế biến các sản phẩm chứa nhiều tinh bột trong một hệ thống trực tiếp có tác động tích cực đến kết

cấu và độ mịn sản phẩm, do đó tăng cường cảm giác khi sử dụng sản phẩm.

6.3.1. Quy trình UHT trực tiếp sử dụng hệ thống phun cấp hơi nước và thiết bị trao đổi



nhiệt dạng tấm.



140



Hình 72.Quá trình UHT thực hiện bằng cách gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước kết hợp với

tấm trao đổi nhiệt.



1. Thùng chứa cân bằng



6.Bình hút chân khơng



2. Bơm nhập liệu



7.Bơm chân không



3.Bộ trao đổi nhiệt tấm



8.Máy bơm ly tâm



4.Đầu phun hơi nước



9.Máy đồng hố vơ trùng



5. Ống giữ

Trong sơ đồ dòng chảy trong Hình 72, sản phẩm ở nhiệt độ khoảng 4°C được cung cấp từ bể cân

bằng (1) và được chuyển tiếp bởi bơm nhập liệu (2) đến phần nóng của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm (3). Sau

khi gia nhiệt trước khoảng 80°C, sản phẩm tiếp tục đến đầu phun hơi vòng (4). Hơi nước được phun vào sản

phẩm ngay lập tức làm tăng nhiệt độ của sản phẩm lên khoảng 140- 150°C (áp suất ngăn sản phẩm sôi lên).

Sản phẩm được giữ ở nhiệt độ UHT trong ống giữ (5) trong vài giây trước khi nó được làm lạnh nhanh.

Làm lạnh nhanh diễn ra trong áp suất chân khơng (6) trong đó chân khơng một phần được duy trì bởi

một máy bơm (7). Chân khơng được điều khiển sao cho lượng hơi phun ra từ sản



141



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tiệt trùng trong bao bì

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×