Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói

Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói Quá trình chế biến sữa tiệt trùng và công nghệ đóng gói

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Sữa là một nguồn dinh dưỡng vô cùng quý giá của con người Sữa chứa nhiều protein, các acid béo, vitamin… là những chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người.Không những thế nó còn là thức uống yêu thích của người Để đáp ứng nhu cầu lớn về sữa của con người, thì chúng ta cần phải tạo ra một lượng lớn sản phẩm sữa dinh dưỡng 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 thể thiếu

Hiểu được tầm quan trọng đó, nhóm chúng em đã cố gắng tìm hiểu quy trình công nghệ sữa tiệt trùng và bao bì của chúng.Bài tiểu luận tìm hiểu về các công đoạn để làm ra được

một sản phẩm hoàn chỉnh từ khâu xử lý sữa đến công đoạn chiết rót tiệt trùng Tất cả đều được 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 Thầy góp ý để bài tiểu luận thêm hoàn chỉnh

Chân thành cảm ơn Thầy !

A Chế biến sữa tiệt trùng

khoáng 0,8%

• Protein :

Hàm lượng cao nhất là casein có 4 loại αs ,β, γ,κ Tồn tại ở dạng micelle và bị đông tụ ở ph 4,6 ngoài ra còn các protein hoà tan( β-lactoglobulin, α-lactabulbumin , pepton….) và không bị đông tụ ở ph 4,6

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

2 Sữa hoàn nguyên và sữa tái chế :

• Sữa hoàn nguyên ( reconstituted milk ):

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

• Sữa tái chế (recombined milk ):

Là chất được pha chế bằng các phối trộn giữa bột sữa gầy với chất béo khan từ sữa ( anhydrous milk fat-AMF) với nước Trong trương hợp không đủ sữa tươi các nhà sản xuất 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 liệu khác:

Chất béo khan từ sữa (AMF) và cream là sản phẩm chất béo được sản xuất từ sữa hàm lượng không thấp hơn 99,8% Cream thường có hàm lượng chất béo nằm trong khoảng 35-40%, cả 2 chất này sử dụng để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa tiệt trùng Chất hương và chất tạo màu được bổ sung vào để đa dạng hoá các chỉ tiêu cảm quan của thực phẩm Chất nhũ hoá và chất hiệu chỉnh độ nhớt thường được dùng khi sử dụng 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 sản phẩm hàm lượng đường tinh luyện không thấp hơn 99,8% tuy nhiên ở các nước phát triển thì ít khi bổ sung saccharose vào sũa tiệt trùng

II Quy trình công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng

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

SỮA TIỆT TRÙNG

UHTSỮA TƯƠI

CHUẨN HOÁTIỆT TRÙNGĐỒNG HOÁBÀI KHÍHOÀN THIỆNBAO BÌ GIẤY VÔ TRÙNGRÓT SẢN PHẨM

III Giải thích quy trình công nghệ

1 Chuẩn hóa

 Khái nệm:

Là quá trình hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sữa tuỳ theo quốc gia và cơ sở sản 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 sẽ tách bớt chất béo ra khỏi nguyên liệu Ngược lại nếu hàm lượng thấp hơn so với yêu cầu thì người ta sẽ bổ sung thêm chất béo ở dạng cream hoặc AMF

 Phương pháp thực hiện

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%

tươi cao hơn trong sưa thành phẩm: sử dụng 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 lên đến 55-56 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 chất lượng đạt yêu cầu, các dụng cụ sẽ được kết nối với chương trình phần mềm để sử lý số liệu 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

- 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 khí phân tán và một phần hơi thoát ra khỏi sữa sẽ làm tăng tốc độ dòng chuyển động của sữa theo các dòng xoáy đi suống phía đưới của thiết bị sữa được thoát ra ngoài theo cửa (3)

3 Đồng hoá

 Mục đích công nghệ : quá trình đồng hoá sẽ xé nhỏ các hạt cầu béo và phân bố chúng

thật đều trong hệ nhũ tương, do đó hạn chế sự hiện tượng tách pha, kéo dài thời gian

bảo quản sản phẩm, ngoài ra còn mục đích hoàn thiện sản phẩm do làm tăng sự đồng nhất của sản phẩm

 Các biến đổi của nguyên liệu:

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

áp suất ( áp suất tăng 4 atm , nhiệt độ tăng thêm 10C )

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

 Thiết bị

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

300-400 sau khi rời khe rồi thoát ra khỏi thiết bị đồng hoá nhiệt độ

của sữa trước khi vào thiết bị khoảng 80-82 độ c

Trong đó : 1 vòng van đồng hoá

2 vòng va đập

3 đế van

4 sơ đồ hệ thống

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 van đồng 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 sử dụng áp suất cao để pha huỷ khối micelle hạn chế sự xuất hiện cạn lắng khi bảo quản sữa tiệt trùng

4 Tiệt trùng UHT ( Ultra High Temperature )

 Mục đích công nghệ: Bảo quản

 Các biến đổi của nguyên liệu:

 Hóa lý :

Nhiệt độ cao có thể làm biến tính một số phân tử protein,ngoài ra nếu chúng ta gia nhiệt 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

 Sinh học và hoá sinh :

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

gia nhiệt gián tiếp ( sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng)

+ Giữ nhiệt :

Thường là ống hình trụ được quấn theo đường xoắn ốc ở bên trong một thiết bị hình trụ hoặc được lắp đặt theo hình chữ chi xung quanh là bộ phận cách nhiệt để hạn chế sản phẩm giảm nhiệt độ

+ làm nguội :

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

 Như vậy hệ thống thiết bị tiệt trùng UHT gồm có :

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 thúc quá 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, thành ống bên trong được đục lỗ, sữa sẽ được bơm vào ống bên ngoài còn hơi nước sẽ được bơm vào ống bên trong rồi thoát ra thành ống để phối trộn với sữa, sau đó hỗn hợp sữa 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 nhiệt thật tốt để hạn chế sự giảm nhiệt độ của sữa trong giai đoạn giữ nhiệt của quá trình tiệt 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 bản mỏng để gia nhiệt đến 800C , sau đó sữa sẽ được bơm vào thiết bị gia nhiệt trực tiếp, người ta sẽ phối trộn sữa tươi với hơi nước để nhiệt độ hỗm hợp đạt 1450C tiếp theo hỗn hợp này sẽ đi vào ống dẫn cách nhiệt thời gian lưu là 3-5 ngày kế tiếp hỗn hợp đi vào thiết bị làm nguội sơ bộ trong môi trường chân không để đạt yêu cầu về nhiệt độ để chuẩn bị cho quá trình đòng hoá tiếp theo

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

35 phút

1- băng chuyền mang các hộp sản phẩm

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

 Mục đích công nghệ: Hoàn thiện sản phẩm

 Các biến đổi nguyên liệu: Trong điều kiên vô trùng quá trình rót sản phẩm vào bao

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 trên cùng một hệ thống thiết bị rót Thông dụng nhất là phương pháp sử dụng hoá chất và nhiệt 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 giấy nhôm có độ dày mỏng hơn nữa

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

 Thiết bị :

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

7 Sản phẩm sữa tiệt trùng UHT

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 các thành 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 nghệ bao gói vô trùng

1 Các công nghệ đóng lon “cổ điển”

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:

- Việc sử dụng bao bì bị hạn chế, chỉ có thể sử dụng các loại bao bì chịu nhiệt tốt

- Nhiệt độ tiệt trùng dù đã đạt được giá trị để tiêu diệt tất cả vi sinh vật kể cả bào tử nhưng

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 tại hay không

 Hình thức khác của công nghệ đóng lon

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

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

1400C) do vậy rất có thể còn tồn tại bào tử vi khuẩn

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

2 Công nghệ bao gói vô trùng

Công nghệ

Yêu cầu Đóng lon “cổ điển” (hấp tiệt trùng) Đóng lon (rót nóng) Bao gói vô trùng

Điều kiện chiết rót Môi trường sạch, đóng

nắp kín “rót nóng”, đóng nắp kín Vô trùngKhả năng tồn tại bào tử,

vi sinh vật ở thành phẩm cao cao Rất thấp, không tồn tại bào tử

b Sản phẩm “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:

 Chất độc

 Vi sinh vật gây bệnh

 Vi sinh vật có khả năng phát triển trong điều kiện tồn trữ và phân phối bình thường

3 Nguyên tắc hoạt động của máy chiết rót vô trùng

Sữa được tiệt trùng ngoài bao bì bằng thiết bị tiệt trùng

liên tục dạng ống lồng ống hoặc 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 đó được ghép cùng với các lớp vật liệu

khác và quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp (phải có phần ghép mí thân).

Mẫu mã bao bìTrước khi chiết rót cuộn nguyên liệu, bao bì được tiệt trùng bằng dung dịch H2O2, loại dung dich H2O2 (dùng dòng không khí nóng vô trùng 180°C) và được sấy khô trong 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- 6 phút.Sữa được rót 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 hàn đầu và đáy, sau đó được thổi không khí nóng để khô hộp.Số lượng 4 hay 6 hộp sản phẩm được 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 cùng một hệ thống thiết bị rót

Sau khi đóng bao bì, sản phẩm được giữ ở nhiệt độ thường trong thời gian 6 tháng vẫn giữ được chất lượng sản phẩm Sau khi mở bao bì sử dụng, phần thực phẩm còn thừa lại phải được bảo quản lạnh 5- 10°C, thời gian bảo quản có thể 5 ngày.

Hình :sơ đồ cơ bản về thiết bị chiết rót Tetra Pak A3/speed

Giấy được đưa lên trên bởi các con lăn, qua con lăn in date giấy được in mã hiệu sản phẩm và hạn sử dụng đúng vị trí Sau đó giấy qua bô phận phun gió nóng (3000C) làm lớp PE phia 1trong giấy chảy ra Đưa lên con lăn dán strip để ép ½ miếng strip dính vào phần PE của bao bì vừa được gia nhiệt (strip SA- Strip Application) Dán strip SA xong, giấy được các con lăn đưa đến bộ phận sát trùng bằng H2O2 ở 850C Sau đó được làm khô và tiệt trùng bằng tia UV trong môi trường vô trùng Sự tiệt trùng bề mặt tiếp xúc thực phẩm của vật liệu bao gói được thực hiện tại đây, sự kết hợp của khí làm khô và tia UV giúp bề mặt tiếp xúc thực phẩm của vật liệu bao gói được làm khô và tiệt trùng Tiếp đến, giấy tiếp tục được đưa lên cao rồi đi xuống dần dần để định dạng ống và hàn đường hàn dọc LS Strip này có 2 chức năng: làm chặt