QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SỮA BỘT

Nguyên liệu để sản xuất sữa bột là sữa tươi nguyên cream hoặc sữa gầy. Sữa nguyên là loại sản phẩm được chế biến từ sữa tươi không hiệu chỉnh hàm lượng chất béo. Sữa gầy là loại sản phẩm được chế biến từ sữa tươi được tách bớt một phần chất béo. Để loại sản phẩm có chất lượng không thay đổi, những nhu yếu về chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và cảm quan cho nguyên vật liệu cũng khắc nghiệt như so với nhóm chỉ tiêu vi sinh, tổng số tế bào trong 1 l sữa trước khi cô đặc và sấy không vượt quá 3000 – 5000. Để đạt được nhu yếu này sữa nguyên vật liệu phải qua theo một quy trình riêng nhằm mục đích làm giảm tổng số tế bào sinh dưỡng và bào tử có trong sữa. mỗi cơ sở sản xuất sẽ tự thiết lập yêu càu chỉ tiêu chất lượng sữa nguyên vật liệu cho quy trình chế biến đang được vận dụng cho xí nghiệp sản xuất .

Ngoài nguyên vật liệu chính là sữa tươi hoặc sữa gầy, người ta còn vận dụng 1 số ít phụ gia trong sản xuất sữa bột như chất không thay đổi ( polyphosphate, orthophosphate của Na, K, Ca ) chất tạo nhũ lecithine, chất chống oxy hóa. Muối phosphate có tính năng kàm không thay đổi cấu trúc hạt sữa, chống oxy hóa và cải tổ độ hòa tan của loại sản phẩm .

Chế biến sữa bột rất có lợi về kinh tế tài chính bởi chất khô tăng cao tiết kiệm chi phí vỏ hộp và luân chuyển thuận tiện. Các dạng sữa bột hiện có : sữa bột nguyên kem, sữa bột tan nhanh, sữa bột gầy .

Quá trình chuẩn hóa sữa nhằm mục đích hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong nguyên vật liệu và được triển khai trên dây chuyền sản xuất tự động hóa gồm có máy ly tâm, bộ phận phối trộn, những dụng cụ đo ( lưu lượng kế, tỷ trọng kế … ) bơm và thùng chứa. Sữa bột nguyên cream có hàm lượng chất béo 26-33 %, sữa bột gầy có hàm lượng chất béo 1 % .

Nhằm làm giảm số VSV trong sữa đến mức thấp nhất, đồng thời vô hoạt những enzym, đặc biệt quan trọng là nhóm enzym bền nhiệt lipase, làm biến hóa đặc thù của prôtein. Thanh trùng thường được thực thi ở 80-85 oC trong vài giây. Quá trình thanh trùng sữa được thực thi trên thiết bị trao đổi nhiệt dạng bảng mỏng dính .

Để tổng số vi trùng đạt được theo nhu yếu những nhà máy sản xuất còn sở dụng thêm chiêu thức ly tâm hoặc vi lọc để tách bớt những VSV ra khỏi sữa. Quá trình ly tâm được triển khai ở nhiệt độ 55-60 oC. Sau ly tâm tổng số vi trùng bị loại có khi lên đến 99 % so với tổng số vi trùng khởi đầu có trong sữa. Số lượng những vi trùng sinh bào tử chịu nhiệt cũng giảm đi đáng kể như giống Clotridium. Tuy nhiên thanh trùng không hề vô hiệu hết những vi trùng nhóm này .

Quá trình vi lọc được thực hiện trên thiết bị membrane(0,2µ). Khi đó việc tách tế bào vi khuẩn và bào tử của nó giảm đi rất nhiều .Quá trình vi lọc chỉ thực hiện trên nguyên liệu  sữa gầy vì chất  béo trong sữa dễ bị hấp phụ trên membrane, gây tắc nghẽn màng lọc. Phần chất béo sẽ được tiệt trùng riêng sau đó làm nguội và phối trộn với sữa gầy đã qua vi lọc. Phương pháp này cho phép thu nhận sữa nguyên liệu  đạt các chỉ tiêu VSV rất tốt.

Thanh trùng còn nhằm mục đích mục tiêu tạo nhiệt độ thiết yếu để khi đưa vào nồi cô đặc sữa hoàn toàn có thể bốc hơi ngay, tránh sự chênh lệch nhiệt độ cao trong nồi chân không. Sau thanh trùng cần làm nguội tới nhiệt độ cô đặc 60 – 70 oC. Khi đã làm nguội đến nhiệt độ này ngưòi ta hoàn toàn có thể đưa vào thùng trung gian rồi từ đó cho vào nồi đặc hoặc hoàn toàn có thể cho trực tiếp vào nồi cô đặc .

Quá trình thanh trùng thực phẩm thường gồm có ba quá trình :

– Gia nhiệt tăng nhiệt độ thực phẩm lên đến nhiệt độ thanh trùng

– Giữ thực phẩm ở nhiệt độ cần thanh trùng trong một khoảng chừng thời hạn xác lập .

– Làm nguội thực phẩm về giá trị nhiệt độ thích hợp .

    ¬ 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 nhu yếu thì chính sách giải quyết và xử lý nhiệt phải khắt khe với nhiệt độ cao hơn và thời hạn dài hơn .

– Thành phần hóa học trong thực phẩm .

– Các đặc thù vật lý của thực phẩm .

– Phương pháp và thiết bị thanh trùng .

  Cô đặc nhằm tách bớt một lượng nước ra khỏi sữa để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy sữa tiếp theo. Người ta dùng cô đặc chân không. Cô  đặc  ở  áp  suất  thường thì sản phẩm luôn luôn tiếp xúc với không khí nên luôn luôn bị nhiễm bẩn, các sinh tố và chất béo bị phân huỷ, sản phẩm bị biến tính (đặc sệt, có màu vàng sẫm ). Cô đặc ở áp suất chân không thì thường khắc phục được những nhược điểm trên vì thời gian cô đặc ngắn và nhiệt  độ  thấp nên tránh được các thay đổi sâu sắc về cấu trúc của sữa vốn xảy ra mãnh liệt ở 100 oC, đặc biệt là tránh được sự biến đổi của đường lactoza  do đó sản phẩm có chất lượng và màu sắc tốt.

Nhiệt độ sữa trong quy trình cô đặc không vượt quá 76 oC. Thiết bị cô đặc thông dụng nhất là thiết bị cô đặc nhiều cấp dạng màng rơi. Số cấp sử dụng thường từ 2-7 cấp, thường gặp nhất là 4 cấp, sau cô đặc hàm lượng chất khô trong sữa là 45-55 % .

Các yếu tố tác động ảnh hưởng đến quy trình cô đặc bằng nhiệt :

¬ Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền  nhiệt:

– Sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi gia nhiệt và nhiệt độ sôi của sữa : Nếu độ chênh lệch này càng lớn thì vận tốc truyền nhiệt sẽ càng lớn, để làm tăng mức chênh lệch trên thì ta giảm nhiệt độ sôi của sữa bằng giải pháp cô đặc trong thiên nhiên và môi trường chân không .

– Hiện tượng cặn bám trên mặt phẳng trao đổi nhiệt

Trong quy trình bốc hơi, một số ít cấu tử trong sữa hoàn toàn có thể bị bám dính trên mặt phẳng truyền nhiệt của thiết bị. Dưới tính năng của nhiệt độ cao, 1 số ít phân tử protein sẽ bị biến tính ; những hợp chất bị bám dính nói trên sẽ tương tác với nhau hoặc bị phân giải. Kết quả là chúng tạo nên một lớp cháy khét và làm giảm vận tốc truyền nhiệt

– Hiện tượng màng biên :

Lớp sữa tiếp xúc với mặt phẳng truyền nhiệt lớp màng biên trong thiết bị bốc hơi thường tạo ra một trở lực lớn trong quy trình truyền nhiệt .

– Độ nhớt của nguyên vật liệu : nếu cao sẽ làm giảm chỉ số Râynol và vận tốc tuần hoàn của nguyên vật liệu trong thiết bị, do đó thông số truyền nhiệt giảm .

¬ Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của quá trình cô đặc:

– Hiện tượng tạo bọt : Dưới công dụng của nhiệt độ cao và do sự Open những khủng hoảng bong bóng hơi, một số ít cấu tử trong sữa như protein có năng lực tạo bọt lớp bọt trong thiết bị cô đặc sẽ làm giảm vận tốc thoát hơi thứ ra khỏi loại sản phẩm .

– Hiện tượng tổn thất chất khô do bị hấp dẫn bởi hơi thứ : Hơi thứ thoát ra sẽ cuốn theo một số ít cấu tử ở dạng sương mù nên làm tổn thất chất khô. Người ta sử dụng thiết bị cô đặc nhiều cấp để hạn chế hiện tượng kỳ lạ này .

Do hàm lượng chất béo trong sữa sau quy trình cô đặc khá cao nên nhà phân phối thực thi quy trình đồng điệu để giảm size hạt béo và phân bổ đều chúng trong sữa. Trong công nghệ chế biến sữa, quy trình đồng nhất được sử dụng với mục tiêu không thay đổi hệ nhủ tương, chống lại sự tách pha dưới tính năng của trọng tải nên còn gọi là quy trình nhũ hóa .

Nhũ tương là một hệ gồm hai chất lỏng không hòa tan nên được trộn lẫn với nhau. Khi đó một chất lỏng sẽ sống sót dưới dạng hạt ( gọi là pha không liên tục, pha phân tán, pha nội ) trong lòng của chất lỏng còn lại ( pha không phân tán ). Ở đây chỉ xếp hệ nhũ tương đơn thuần, dầu trong nước hoặc nước trong dầu .

Trong quy trình đồng điệu để đạt được hiệu suất cao cao ta thường sử dụng chất nhũ hóa. Chất nhủ hóa có hai tính năng : Làm giảm sức căng mặt phẳng giữa hai pha quan hệ nhủ tương và hình thành nên một màng bảo vệ bảo phủ xung quanh những hạt của pha phân tán, làm cho chúng không hề phối hợp với nhau để tạo nên những hạt phân tán mới có thể tích lớn hơn. Chất nhũ hóa được sử dụng trong chế biến sữa là phải không ô nhiễm, không màu, không mùi, không vị, ít đổi khác trong quy trình chế biến và dữ gìn và bảo vệ sữa .

        Kỹ thuật đồng hoá hệ nhũ tương bao gồm các phương pháp: Làm vỡ, làm giảm kích thước những hạt thuộc pha phân tán và phân đều chúng trong pha liên tục.

¬ Đồng hoá bằng phương pháp khuấy trộn:

Sử những cánh khuấy để đồng điệu hệ nhủ tương quả quy trình đồng điệu này không cao, người ta chỉ vận dụng nhằm mục đích mục tiêu chuẩn bị sẵn sàng sơ bộ hệ nhũ tương trước khi chuyển qua quá trình đồng nhất bằng giải pháp sử dụng áp lực đè nén cao .

¬ Đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp lực cao:

Trong giải pháp này những hạt của pha phân tán sẽ bị phá vỡ và giảm size khi ta bơm hệ nhũ tương đi qua một khe hẹp với vận tốc cao. Kích thước của khe hẹp hoàn toàn có thể xê dịch trong khoảng chừng 15 ÷ 300 m và vận tốc dòng của hệ nhũ tương được đẩy đến khe hẹp hoàn toàn có thể lên đến tới 50 ÷ 200 m / s. Sử dụng thiết bị đồng nhất hai cấp và áp lực đè nén đồng nhất cho mỗi cấp là 200 bar và 50 bar .

  Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng hoá

– Tỷ lệ Tỷ Lệ giữa thể tích pha phân tán và tổng thể tích hệ nhũ tương. Nếu tỷ suất này nhỏ thì quy trình đồng nhất sẽ được thực thi dể dàng và hệ nhũ tương có độ bền cao. Ngược lại thì thường khó thực thi bằng những chiêu thức thường thì .

– Nhiệt độ : Dựa vào thành phần hóa học của hệ nhũ tương mà ta chọn nhiệt độ thích hợp cho quy trình đồng nhất. Trong công nghiệp chế biến sữa nhiệt độ đồng nhất thường xê dịch từ 55 ÷ 80 oC .

– Áp suất : Áp suất đồng nhất càng lớn thì triển khai đồng điệu càng dễ. Trong công nghiệp chế biến sữa áp suất đồng nhất thường giao động từ 100 ÷ 250 bar .

– Chất nhũ hóa : phải lựa chọn chất nhũ hóa thích hợp cho từng loại loại sản phẩm. Những chất nhũ hóa thường dùng trong công nghiệp chế biến sữa là lecithin, glycerin ester …

Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liêụ dưới tác dụng của nhiệt. Nước tách ra khỏi vật liệu nhờ sự  khuếch tán do: chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu; chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường bên trong. Thời gian sấy nhanh, nhiệt của vật liệu sấy thấp, sản phẩm nhận được ở dạng bột nhỏ, không cần phải nghiền lại và có độ hòa tan lớn. Nhiệt của vật liệu trong suốt chu kỳ sấy không vượt quá nồng độ của ẩm bốc hơi (60

°C

 ¸ 70

°C )

Sản phẩm chế biến từ sữa đã cô đặc đến độ khô 35 – 40 %, đem sấy khô, nghiền thành bột, sàng, rây được sữa ở dạng bột có độ khô 90 – 96 %, nhiệt độ 4 – 10 %. Tùy thuộc vào thiết bị sấy có được loại sản phẩm SB có chất lượng khác nhau. Để thu nhận sữa bột người ta hoàn toàn có thể sử dụng những giải pháp sấy khác nhau như sấy thăng hoa, sấy trục, nhưng lúc bấy giờ sấy phun được sử dụng nhiều hơn cả

Bao gồm nhiều quá trình : làm lạnh đông sữa đến Open những tinh thể đá, tiếp theo là tạo môi trường tự nhiên chân không và nâng dần nhiệt độ để nước từ trạng thái rắn chuyển trực tiếp sang trạng thái hơi. Sấy thăng hoa được cho phép sữa bột giữ lại những chất dinh dưỡng và mùi vị của sữa với độ tổn thất thấp nhất. Tuy nhiên ngân sách và thiết bị cho sấy thăng hoa rất đắt ( tiêu thụ nguồn năng lượng lớn ) nên đến nay chưa được ứng dụng trong công nghệp sản xuất sữa bột, chỉ ứng dụng trong ngành sản xuất sữa bột có chất lượng cao. Sấy thăng hoa cho mẫu sản phẩm có độ khô 96 – 97 %, độ hòa tan đạt 98 – 99 % .

Sấy trục trước đây được sử dụng phổ cập trong sản xuất sữa bột, số trục sấy hoàn toàn có thể là một hoặc hai trục ( thường được sử dụng nhất là hai trục ). Nhược điểm của chiêu thức này là làm biến hóa rõ ràng những thành phần của sữa : sữa có sắc tố không đẹp, độ hòa tan thấp, chất béo tự do chiếm một tỉ lệ khá cao nên dễ bị oxy hóa trong quy trình dữ gìn và bảo vệ .

Sấy màng thì được SB có độ khô 85 – 90 %, sấy màng đạt 85 – 88 % .

Sữa nguyên vật liệu được đưa vào vòi phun trở thành những hạt nhỏ li ti trong buồng sấy đồng thời không khí nóng cũng được đưa vào. Khi không khí bị đun nóng, thể tích của nó tăng lên còn mức độ bảo hòa giảm, năng lực hấp thụ nước tăng lên, không khí nóng ở đây đóng vai trò nguồn nguồn năng lượng và chất hấp phụ nước. Thời gian tiếp xúc giữa sữa và không khí nóng rất ngắn nên nhiệt độ sữa tăng không quá cao. Do đó giải pháp sấy phun khắc phục được những điểm yếu kém của sấy trục là hạn chế được sự tổn thất những chất dinh dưỡng và những cấu tử hương trong sữa bột. Sự vô hoạt bất thuận nghịch những protein trong sữa trong quy trình sấy phun là không đáng kể nên sữa bột thành phẩm có độ hòa tan cao. Nhiệt độ không khí vào tháp sấy không quá 180 oC. . Sấy phun cho loại sản phẩm có độ khô 96 – 97 %, sấy phun đạt 96 – 98 % .

Trong sản xuất công nghiệp, thường sử dụng mạng lưới hệ thống sấy phun hai quy trình tiến độ hoặc mạng lưới hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải. Hệ thống sấy phun có sử dụng băng tải là phổ cập nhất lúc bấy giờ. Khi đó quy trình sấy sữa sẽ gồm ba quá trình :

Giai đoạn 1 :

75 % lượng không khí nóng với nhiệt độ 270 – 280 oC sẽ được đưa vào buồng sấy chính tại những vị trí xung quanh vòi phun sữa nguyên vật liệu, 25 % lượng không khí nóng còn lại với nhiệt độ 100 – 150 oCsẽ đi qua lưới phân bổ và tỏa đều xuống bên dưới từ trần buồng sấy. Các hạt sữa sẽ hình thành trong buồng sấy với nhiệt độ xê dịch từ 6-14 % và rơi xuống băng tải đặt bên dưới. Độ ẩm của không khí trong buồng sấy sẽ ảnh hưởng tác động đến cấu trúc và size hạt sữa thành phẩm. Nếu nhiệt độ quá thấp hạt sữa có kích rất nhỏ và trở nên rời rạc do chúng không kết dính lại với nhau. Nếu nhiệt độ quá cao hiện tượng kỳ lạ kết dính xảy ra mạnh làm tăng kích cỡ của chúng. Kết quả sữa bột không đạt độ mịn như nhau về kích cỡ và cấu trúc của hạt .

Giai đoạn 2 : Băng tải luân chuyển sữa từ buồng sấy chính qua buồng sấy phụ, với tốc độ hoạt động của băng tải là 1 m / ph. Khi đó dòng tác nhân sấy trên đường thoát ra khỏi thiết bị ở cửa đáy sẽ xuyen qua lớp sữa bột trên băng tải và tách thêm một lượng ẩm nữa trong những hạt sữa. nhiệt độ sữa bột giảm xuống còn 3-10 % .

Giai đoạn 3 : Tại buồng sấy phụ người ta đưa không khí nóng vào với nhiệt độ 110 – 140 oC. Dòng tác nhân sấy này sẽ xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải rồi thoát ra ngoài dưới đáy buồng. Nhiệt độ khí thoát là 74-76 oC .

Sau cùng băng tải sẽ đưa sữa bột vào buồng làm nguội. người ta sử dụng tác nhân làm nguội đã qua tách ẩm có nhiệt độ 15-20 oC. Dòng tác nhân làm nguội cung sẽ thổi xuyên qua lớp sữa bột trên băng tải rồi theo cửa thoát bên dưới để ra ngoài. Có 5 % lượng sữa bột thoát ra theo những dòng khí thải được tịch thu nhờ mạng lưới hệ thống xyclon. Người ta cũng sắp xếp mạng lưới hệ thống tịch thu nhiệt từ khí thải để tiết kiệm ngân sách và chi phí nguồn năng lượng cho quy trình sấy .

Trong công nghiệp sản xuất sấy phun hay sử dụng sấy phun là do sấy phun có nhiều ưu điểm hơn những quy trình sấy khác :

– Thời gian tiếp xúc giữa những hạt lỏng và tác nhân sấy trong thiết bị rất ngắn nên sự tổn thất những hợp chất dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt độ là không đáng kể .

– Sản phẩm sấy phun thu được là những hạt có hình dạng và kích cỡ tương đối giống hệt .

– Thiết bị sấy phun thường có hiệu suất cao và thao tác liên tục .

  ¬ Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun

– Nồng độ chất khô của nguyên vật liệu : trong công nghiệp sản xuất sữa bột nồng độ chất khô vào buồng sấy khoảng chừng 45 ÷ 52 %. Nếu cao quá thì tác động ảnh hưởng đến quy trình tạo sương mù trong buồng sấy .

– Nhiệt độ tác nhân sấy : Nhiệt độ tác nhân sấy tác động ảnh hưởng đến nhiệt độ của loại sản phẩm sau khi sấy phun. Nếu nhiệt độ tăng quá cao sẽ gây nên phân hủy 1 số ít cấu tử trong nguyên vật liệu và làm tăng mức tiêu tốn nguồn năng lượng cho hàng loạt quy trình .

– Kích thước, số lượng và quỹ đạo hoạt động của những hạt nguyên vật liệu trong buồng sấy .

Sữa bột sau khi sấy phun sẽ được đưa qua mạng lưới hệ thống rây rồi vào thiết bị đóng gói. Thông thường người ta sử dụng vỏ hộp bằng sắt kẽm kim loại hoặc vỏ hộp giấy để đựng loại sản phẩm. Yêu cầu chung về vỏ hộp là phải hạn chế sự tiếp xúc của ánh sáng, không khí và nhiệt độ từ thiên nhiên và môi trường xung quanh đến sữa bột. Người ta thường đóng gói trong điều kiện kèm theo chân không hoặc thổi hỗn hợp 90 % nitơ, 10 % hydro vào hộp trước khi ghép nắp nhằm mục đích lê dài thời hạn dữ gìn và bảo vệ của mẫu sản phẩm .

Sữa bột có năng lực hút ẩm rất cao do đó khi dữ gìn và bảo vệ trong vỏ hộp kín, sữa bột sẽ hút nước đến nhiệt độ cân đối, tạo thành những cục vón làm giảm độ hòa tan của sữa. Bảo quản lau còn làm cho sữa bị biến màu, chuyển từ vàng nhạt sang ngả nâu, có mùi khét và giảm độ hòa tan rõ ràng .

Source: https://vh2.com.vn
Category : Ẩm Thực