tiểu luận môn công nghệ bao bì và đóng gói thực phẩm quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói

Sữa sau khi được xử lý sơ bộ lọc , bài khí , làm lạnh được bảo quản ở nhiệt độ không Lưu ý: thì thời gian bảo quản không quá 3 ngày * Serum protein là protein kém bền với nhiệt dễ bị

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH SÁCH THÀNH VIÊN 3

LỜI MỞ ĐẦU 5

A Chế biến sữa tiệt trùng 6

I Nguyên liệu 6

1 Sữa tươi 6

2 Sữa hoàn nguyên và sữa tái chế : 7

3 Các nguyên liệu khác: 7

II Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng 8

III Giải thích quy trình công nghệ 9

1 Chuẩn hóa 9

2 Bài khí (Deaeration): 10

3 Đồng hoá 11

4 Tiệt trùng UHT ( Ultra High Temperature ) 12

5 Rót sản phẩm 16

6 Hoàn thiện sản phẩm 16

7 Sản phẩm sữa tiệt trùng UHT 17

B CÔNG NGHỆ BAO GÓI VÔ TRÙNG 17

I Khái niệm 17

II Ứng dụng 17

III Công nghệ bao gói vô trùng 18

1 Các công nghệ đóng lon “cổ điển” 18

2 Công nghệ bao gói vô trùng 20

a Lịch sử 20

b Sản phẩm “Aseptic” 21

3 Nguyên tắc hoạt động của máy chiết rót vô trùng 21

4 Nguyên tắc công nghệ vô trùng 24

a Tiệt trùng bao bì 24

b Quá trình hình thành ống giấy kín – mối hàn dọc 27

c Máy chiết rót Tetra Pak 29

e Bô điều khiển dây chuyền 30

f Máy màng co 30

IV Bao bì Aseptic 32

1 Cấu tạo 32

2 Đặc điểm: 33

L I M Đ U ỜI MỞ ĐẦU Ở ĐẦU ẦU

Sữa là một nguồn dinh dưỡng vô cùng quý giá của con người Sữa chứa nhiềuprotein, các acid béo, vitamin… là những chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể conngười.Không những thế nó còn là thức uống yêu thích của người Để đáp ứng nhu cầulớn về sữa của con người, thì chúng ta cần phải tạo ra một lượng lớn sản phẩm sữa dinhdưỡng và an toàn Muốn làm được như vậy thì cần phải có quy trình công nghệ nhất định

và đặc biệt là phải bảo quản thật tốt.Như vậy bao bì là một phần quan trọng không thểthiếu

Hiểu được tầm quan trọng đó, nhóm chúng em đã cố gắng tìm hiểu quy trình công nghệsữa tiệt trùng và bao bì của chúng.Bài tiểu luận tìm hiểu về các công đoạn để làm ra đượcmột sản phẩm hoàn chỉnh từ khâu xử lý sữa đến công đoạn chiết rót tiệt trùng Tất cả đềuđược thực hiện theo một chu trình khép kín

Tuy đã cố gắng tìm hiểu tài liệu nhưng chắc chắn sẽ còn những sai sót, mong Thầygóp ý để bài tiểu luận thêm hoàn chỉnh

Chân thành cảm ơn Thầy !

A Ch bi n s a ti t trùng ế biến sữa tiệt trùng ế biến sữa tiệt trùng ữa tiệt trùng ệt trùng

I Nguyên li u ệt trùng

1 S a t ữa tiệt trùng ươi i

Thường sử dụng 3 nguyên liệu chính : sữa bò, sữa dê và sữa cừu tại Việt Nam sử dụngchủ yếu là sữa bò Thành phần hoá học của sữa bò như sau:

đông tụ ở ph 4,6 ngoài ra còn các protein hoà tan( β-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,lactoglobulin, α-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,lactabulbumin ,pepton….) và không bị đông tụ ở ph 4,6

Sữa sau khi được xử lý sơ bộ ( lọc , bài khí , làm lạnh ) được bảo quản ở nhiệt độ không

 Lưu ý:

thì thời gian bảo quản không quá 3 ngày

* Serum protein là protein kém bền với nhiệt dễ bị đông tụ trong quá trình tiệt trùng vàlàm ảnh hưởng đến cảm quam của thực phẩm Một trong những yêu cầu quan trọng nhất

là hàm lượng serum protein trong sữa không vượt quá 0.4 g/l

2 S a hoàn nguyên và s a tái ch : ữa tiệt trùng ữa tiệt trùng ế biến sữa tiệt trùng

Là sữa được pha chế bằng cách hoà tan sữa bột với nước , có thể sử dụng sữa bộtnguyên kem (hàm lượng chất béo chiếm 26-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,33% lượng chất khô ) hoặc sữa bột gầy ( hàmlượng chất béo 1%)

Là chất được pha chế bằng các phối trộn giữa bột sữa gầy với chất béo khan từ sữa( anhydrous milk fat-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,AMF) với nước Trong trương hợp không đủ sữa tươi các nhà sảnxuất sử dụng nguyên liệu là sữa hoàn nguyên và sũa tái chế để sản xuất sữa tiệt trùng

 Lưu ý : Nước sử dụng để chuẩn bị sữa hoàn nguyên với sữa pha chế phải có các

chỉ tiêu chất lượng tương đương như nước uống

3 Các nguyên li u khác: ệt trùng

Chất béo khan từ sữa (AMF) và cream là sản phẩm chất béo được sản xuất từ sữahàm lượng không thấp hơn 99,8% Cream thường có hàm lượng chất béo nằm trongkhoảng 35-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,40%, cả 2 chất này sử dụng để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa tiệttrùng Chất hương và chất tạo màu được bổ sung vào để đa dạng hoá các chỉ tiêu cảmquan của thực phẩm Chất nhũ hoá và chất hiệu chỉnh độ nhớt thường được dùng khi sửdụng nguồn nguyên liệu là sữa hoàn nguyên hoặc sữa tái chế để sản xuất sữa tiệt trùng.Saccharose sử dụng ở dạng tinh thể thường được bổ sung vào để bổ sung độ ngọt cho

SỮA TIỆT TRÙNGUHT

SỮA TƯƠI

CHUẨN HOÁ

TIỆT TRÙNGĐỒNG HOÁBÀI KHÍ

HOÀN THIỆN

sản phẩm hàm lượng đường tinh luyện không thấp hơn 99,8% tuy nhiên ở các nước pháttriển thì ít khi bổ sung saccharose vào sũa tiệt trùng

II Quy trình công ngh s n xu t s a ti t trùng ệt trùng ản xuất sữa tiệt trùng ất sữa tiệt trùng ữa tiệt trùng ệt trùng

Sau đây là sơ đồ khối quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng UHT:

III Gi i thích quy trình công ngh ản xuất sữa tiệt trùng ệt trùng

1 Chu n hóa ẩn hóa

Là quá trình hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa tuỳ theo quốc gia và cơ sởsản xuất mà hàm lượng sẽ khác nhau thông thường là 3,5%

Mục đích công nghệ: hoàn thiện

Nếu nguyên liệu có hàm lượng chất béo cao hơn so với yêu cầu thì người ta sẽtách bớt chất béo ra khỏi nguyên liệu Ngược lại nếu hàm lượng thấp hơn so với yêu cầuthì người ta sẽ bổ sung thêm chất béo ở dạng cream hoặc AMF

Khi sữa nguyên liệu có lượng chất béo thấp : bổ sung thêm

chất béo sữa: (cream, AMF)

Sử dụng công thức

M1=M(C-B)/(A-B),M2=M(A-C)/(A-B), M=M1+M2

M1(kg): khối lượng cream sử dụng với hàm lượng béo A%

M2(kg): khối lượng sữa nguyên liệu với hàm lượng béo B%

M(kg): khối lượng sữa cần sản xuất với hàm lượng béo C%

Vd: nguyên tắc chuẩn hoá sữa tươi nguyên liệu có 4% béo còn sữa thành phần có 3%

 Thiết bị

Trường hợp hàm lượng chất béo trong sữa tươi cao hơn trong sưa thành phẩm: sửdụng hệ thống chuẩn hoá sữa gồm có thiết bị truyền nhiệt, thiết bị ly tâm, các dụng cụ đo

tỉ trọng và lưu đồ dòng chảy, các van và hộp điều khiển

Đầu tiên sữa tươi được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt làm tăng độ ấm của sữa lênđến 55-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,56 độ c sau đó đưa vào thiế gị ly tâm để phân riêng thành hai dòng sản phẩm:+ sữa gầy ( 0.1% ) là dòng sản phẩm có tỉ trọng cao

+ cream (40% béo ) là dòng sản phẩm có tỉ trọng thấp

Cuối cùng một phần cream phối trộn với dòng sữa gầy để tạo sản phẩm có chấtlượng đạt yêu cầu, các dụng cụ sẽ được kết nối với chương trình phần mềm để sử lý sốliệu nhò đó quá trìnhchuẩn hoá được thực hiện và điều khiển tự động

2 Bài khí (Deaeration):

- Mục đích công nghệ: tăng hiệu quả quá trình đồng hoá

tách bỏ các hợp chất bay hơi có mùi khó chịu trong sữa

và chất lượng sản phẩm sẽ tốt hơn

-lactoglobulin, α-lactabulbumin , Các biến đổi : nếu nhiệt độ quá cao protein sẽ bị biến

tính đường và các aa sẽ bị phân huỷ.Nếu áp lực chân

không quá cao một lượng nước chưa kịp ngưng tụ sẽ

tách theo khí hao hụt thể tích sữa tổn thất nguyên liệu

- Cách tiến hành

Dưới nắp thiết bị là bộ phận ngưng tụ (1) được nối với một bơm chân không người

ta thiết kế hệ thống vào và ra cho tác nhân lạnh của bộ phận ngưng tụ xuyên qua nắp thiết

bị sữa được bơm vào theo phương pháp tiếp tuyến với ống hình trụ qua cửa (2) các khíphân tán và một phần hơi thoát ra khỏi sữa sẽ làm tăng tốc độ dòng chuyển động của sữatheo các dòng xoáy đi suống phía đưới của thiết bị sữa được thoát ra ngoài theo cửa (3)

3 Đ ng hoá ồng hoá

thật đều trong hệ nhũ tương, do đó hạn chế sự hiện tượng tách pha, kéo dài thời gianbảo quản sản phẩm, ngoài ra còn mục đích hoàn thiện sản phẩm do làm tăng sự đồngnhất của sản phẩm

o Vật lý : kích thước của hạt cầu béo giảm đi nhiệt độ sữa tăng nhẹ do tác động của

o Hoá lý : diện tích giữa hai pha dầu và nước trong hệ nhũ tương sẽ tăng , từ đó làm

tăng sức căng bề mặt của các hạt cầu béo trong hệ

Sử dụng thiết bị đồng hoá áp lực

cao, sữa sẽ được một bơm piston đưa vào

thiết bị đồng hoá Bơm sẽ tăng áp lực cho

sữa lên đến 300-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,400 sau khi rời khe rồi

thoát ra khỏi thiết bị đồng hoá nhiệt độ của

sữa trước khi vào thiết bị khoảng 80-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,82 độ

 Nguyên lý làm việc : Khi chất lỏng được bơm lên áp suất cao đủ thắng lò xo van

đồng hoá được nâng lên khỏi đế van tạo khe hở hẹp giữa van và đế van chất lỏng sẽ ra

thoát khỏi khe hở khi một lượng chất lỏng đã thoát ra áp suất sẽ giảm lò xo đẩy vanđồng hoá hạ suống tỳ chặt vào đế van, chu kỳ được lặp lại liên tục

 Lưu ý : khi gia nhiệt trực tiếp thì các micelle sẽ kết hợp lại với nhau tạo thành

khối micelle lớn dễ bị kết lắng do đó sản phẩm không đồng nhất do đó chúng ta sửdụng áp suất cao để pha huỷ khối micelle hạn chế sự xuất hiện cạn lắng khi bảo quảnsữa tiệt trùng

4 Ti t trùng UHT ( Ultra High Temperature ) ệt trùng

Nhiệt độ cao có thể làm biến tính một số phân tử protein,ngoài ra nếu chúng ta gianhiệt sữatươi bằng nhiệt trực tiếp và làm nguội trong quá trình chân không thì xảy ra một

số biến đổi hoá lý khác như bốc hơi nước, bài khí, ngưng tụ

Các tế bào vi sinh vật và enzyme trong sữa bị vô hoạt

Tiệt trùng UHT gồm 3 giai đoạn: gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội

+ Gia nhiệt :

Có nhiều phương pháp để gia nhiệt, ở đây chúng ta sử dụng 2 phương pháp để làmtăng nhiệt độ của sữa : gia nhiệt trực tiếp (trộn sữa với hơi nước ).

+ làm nguội :

Sữa

Làm nguội qua 2 giai đoạn: làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không và làmnguội về nhiệt độ theo yêu cầu khi kết thúc quá trình tiệt trung bằng các sử dụng thiết bịtrao đổi nhiệt dạng bản mỏng

o Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng :

Để gia nhiệt sơ bộ sữa tươi và làn nguội sữa về nhiệt độ theo yêu cầu khi kết thúcquá trình tiệt trùng

o Thiết bị phối trộn sữa và hơi nước :

Để gia nhiệt lên đến nhiệt độ tiệt trùng, thiết bị này dạng hình ống lồng ống, thànhống bên trong được đục lỗ, sữa sẽ được bơm vào ống bên ngoài còn hơi nước sẽ đượcbơm vào ống bên trong rồi thoát ra thành ống để phối trộn với sữa, sau đó hỗn hợpsữa tươi sẽ được thoát ra ngoài thiết bị

Cấu hình nhiều ống lồng trong một ống

o Ống dần hỗn hợp sữa và hơi :

Nhằm mục đích giữ nhiệt cho quá trình tiệt trùng, ống dẫn này được cách nhiệtthật tốt để hạn chế sự giảm nhiệt độ của sữa trong giai đoạn giữ nhiệt của quá trìnhtiệt trùng bồn hình trụ đướng có kết nối với hệ thống chân không: để làm nguội sữa sơ

bộ sau giai đoạn giữ nhiệt, đây là giai đoạn giữ nhiệt trong quá trình chân không

o Bơm và hệ thống đường dẫn:

Nguyên lý hoạt động : đầu tiên sữa sẽ được bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt dạng

hợp này sẽ đi vào ống dẫn cách nhiệt thời gian lưu là 3-lactoglobulin, α-lactabulbumin ,5 ngày kế tiếp hỗn hợp đi vàothiết bị làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không để đạt yêu cầu về nhiệt độ đểchuẩn bị cho quá trình đòng hoá tiếp theo.

 Tiệt trùng sản phẩm trong bao bì theo hai cách :

băng chuyền mang các hộp sản phẩm

2-lactoglobulin, α-lactabulbumin , van xoay chuyên chở lon hay chai vào và ra khỏi buồng chân không

3 – khu vực tiệt trùng

4-lactoglobulin, α-lactabulbumin , quạt cho hỗn hợp hơi – không khí

5-lactoglobulin, α-lactabulbumin , vùng làm nguội

6-lactoglobulin, α-lactabulbumin , các hộp sản phẩm trong bang truyền

7-lactoglobulin, α-lactabulbumin , vùng làm nguội bằng không khí

5 Rót s n ph m ản xuất sữa tiệt trùng ẩn hóa

bì giấy không làm biến đổi gây ảnh hưởng đến chất lượng sữa tiệt trùng

 Thiết bị : Sử dụng tủ rót vô trùng

Hiện nay người ta kết hợp tạo hình và tiệt trùng bao bì rồi rót sữa vào bao bì trêncùng một hệ thống thiết bị rót Thông dụng nhất là phương pháp sử dụng hoá chất vànhiệt độ

Để bao gói sữa tiệt trùng bao bì phải được cấu tạo tối thiểu 6 lớp vật liệu như sau

o Polyethylene : có tác dụng chống thấm nước

o Giấy : in các thông tin của sản phẩm lên bao bì

o Carton : tạo độ cứng cho bao bì

o Polyethylene: để kết nối phần carton với giấy nhôm

o Giấy nhôm : có tác dụng ngăn ngừa ánh sang từ môi trường bên ngoài tác động

đến sản phẩm, ngăn ngừa sự khuếch tán của nước và các cáu tử khác

o Polyethylene : giúc cho việc hàn kín bao bì dễ dàng bằng phương pháp ép nhiệt

o Ngoài lớp carton các lớp còn lại có độ dày rất mỏng xấp xỉ 20µ riêng lớp giấynhôm có độ dày mỏng hơn nữa

6 Hoàn thi n s n ph m ệt trùng ản xuất sữa tiệt trùng ẩn hóa

Bao gồm các công đoạn như in ngày sản xuất trên bao bì, gắn ống hút lên mỗi hộpsữa , đóng block các hộp sữa lại với nhau

Do sữa được dựng trong bao bì kín nên qua trình hoàn thiện không gây biến đổitrong sản phẩm

Các thiết bị in ngày sản xuất lên bao bì, gắn ống hút, đóng block hiện nay được thựchiện liên tục và tự động hoá

7 S n ph m s a ti t trùng UHT ản xuất sữa tiệt trùng ẩn hóa ữa tiệt trùng ệt trùng

Chất lượng được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu sau đây:

o Chỉ tiêu cảm quan : màu sắc, trạng thái mùi và vị

o Chỉ tiêu hoá lý : tổng lượng chất khô, lượng chất béo, độ chua, hàm kương cácthành phần dinh dưỡng như lactose, protein, vitamine, khoáng……

o Chỉ tiêu vi sinh : tổng số vi khuẩn hiếu khí, nấm sợi, nấm men…

Bảo quản sữa tiệt trùng ở nơi thoáng mát và nhiệt độ phòng thời gian bảo quản sản phẩm

Sản phẩm tiệt trùng (sữa, sản phẩm sữa, nước rau quả, soup, sauce)

Sản phẩm không tiệt trùng (các sản phẩm sữa lên men)

III Công ngh bao gói vô trùng ệt trùng

1. Các công ngh đóng lon “c đi n ệt trùng ổ điển ển ”

Công nghệ đóng lon/chai và hấp tiệt trùng phát mình từ năm 1975

Ở công nghệ đóng lon này, lon chứa và sản phẩm cùng được tiệt trùng bằng cấp cấp nhiệt

từ bên ngoài do vậy:

-lactoglobulin, α-lactabulbumin , Việc sử dụng bao bì bị hạn chế, chỉ có thể sử dụng các loại bao bì chịu nhiệt tốt.-lactoglobulin, α-lactabulbumin , Nhiệt độ tiệt trùng dù đã đạt được giá trị để tiêu diệt tất cả vi sinh vật kể cả bào tửnhưng do sản phẩm chứa trong lon chứa nên nhiệt độ để tiệt trùng sản phẩm bên trong đã

bị giảm Do vậy, rất khó kiểm soát được vi sinh vật đặc biệt là bào tử vi khuẩn còn tồn tạihay không

 Hình thức khác của công nghệ đóng lon

Đối với công nghệ đóng lon này, sản phẩm đã được gia nhiệt trước sau đócho vào lon chứa, và lon chứa được tiệt trùng bằng chính sản phẩm gia nhiệt.khiđó:

-lactoglobulin, α-lactabulbumin , Sản phẩm dù gia nhiệt, nhưng có thể chưa đạt được nhiệt độ tiệt trùng (khoảng

-lactoglobulin, α-lactabulbumin , Hơn nữa, dù sản phẩm đã gia nhiệt ở nhiệt độ tiệt trùng nhưng lon chứa chỉ dừnglại ở “lon sạch”, và lon này lại được “tiệt trùng” bằng sản phẩm Do vậy, nguy cơtái nhiễm vi sinh vật từ lon chứa rất cao

2 Công ngh bao gói vô trùng ệt trùng

Công nghệ

Yêu cầu

Đóng lon “cổđiển” (hấp tiệttrùng)

Đóng lon (rótnóng)

Bao gói vô trùng

Điều kiện chiết rót Môi trường sạch, “rót nóng”, đóng Vô trùng

đóng nắp kín nắp kínKhả năng tồn tại

bào tử, vi sinh vật

ở thành phẩm

tồn tại bào tử

b S n ph m “Aseptic” ản phẩm “Aseptic” ẩm “Aseptic”

Khác vời sản phẩm “tiệt trùng” 100% vi sinh vật bị tiêu diệt Sản phẩm “Aseptic” chứa

ít hơn 100% vi sinh vật bị tiêu diệt Nhưng không chứa:

Sữa được tiệt trùng ngoài bao bì bằng thiết bị tiệt trùng liên tục dạng ống lồng ốnghoặc dạng bản mỏng sau đó được đóng bao bì.

Các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu của xí nghiệp sản xuất, sau đóđược ghép cùng với các lớp vật liệu khác và quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằngchu vi của thân trụ hộp (phải có phần ghép mí thân)

Mẫu mã bao bì

Trước khi chiết rót cuộn nguyên liệu, bao bì được tiệt trùng bằng dung dịch H2O2,

phòng kín vô trùng rồi được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy

Sữa được tiệt trùng UHT ở nhiệt độ cao và thời gian cực ngắn: 143°C, t = 6 giây;thời gian nâng nhiệt và hạ nhiệt độ tiệt trùng cũng xãy ra rất nhanh: 5-lactoglobulin, α-lactabulbumin , 6 phút.Sữa đượcrót định lượng vào hộp và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc

Hộp sản phẩm được dòng nước phun để làm sạch chất lỏng dính ở các mối hànđầu và đáy, sau đó được thổi không khí nóng để khô hộp.Số lượng 4 hay 6 hộp sản phẩmđược xếp khối và bọc màng có PVC hoặc màng copolymer eva

Người ta kết hợp tạo hình và tiệt trùng bao bì rồi chiết rót sữa vào bao bì trên cùngmột hệ thống thiết bị rót

Sau khi đóng bao bì, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ thường trong thời gian 6 thángvẫn giữ được chất lượng sản phẩm Sau khi mở bao bì sử dụng, phần thực phẩm còn thừalại phải được bảo quản lạnh 5-lactoglobulin, α-lactabulbumin , 10°C, thời gian bảo quản có thể 5 ngày